В таблице параметров WRTR1000 есть несколько значений, которые часто рассматривают по отдельности: максимальная глубина бурения 1000 м, максимальный крутящий момент роторного стола 25 кН·м, максимальный диаметр проходного отверстия роторного стола 660 мм, максимальная нагрузка на мачту 60 т, подача бурового насоса 1200 л/мин. Только рассматривая их вместе, можно понять, где проходят границы типов скважин, которые может бурить этот буровой станок с роторным столом на прицепе — какие скважины он конструктивно предназначен бурить, а какие требуют дополнительного уточнения.
Ниже разберём по четырём линиям: диаметр, глубина, угол наклона и конструкция скважины, используя только значения из открытых материалов сайта.
Проходное отверстие 660 мм — это канал для бурового инструмента, а не диаметр готовой скважины
В материалах значение 660 мм описано как максимальный диаметр проходного отверстия роторного стола, предназначенного для обеспечения пространства для работы с крупногабаритной ведущей штангой, буровым инструментом и обсадными трубами. Это размер канала: ведущая штанга, замки бурильных труб, колонна обсадных труб должны проходить через него.
В материалах также чётко указано: окончательный диаметр готовой скважины должен проектироваться с учётом водоносного горизонта, обсадных труб, типа насоса и устойчивости пород; его нельзя напрямую понимать как фиксированный диаметр бурения по размеру проходного отверстия. Поэтому «возможность спустить трубу 660 мм» и «готовая скважина 660 мм» — это две разные вещи. Первое относится к рабочему пространству, обеспечиваемому конструкцией роторного стола, второе — к проектированию скважины, и здесь ещё нужно учитывать, смогут ли согласованно работать типоразмер долота, технология расширения, устойчивость пород и конструкция обсадных труб.
При выборе типа скважины более надёжная последовательность такова: сначала по водоносному горизонту и целевому дебиту определить обсадные и фильтровые трубы, затем определить диаметр бурения и число ступеней расширения, и в конце вернуться к проверке того, сможет ли эта конструкция пройти через проходное отверстие 660 мм при спуске труб. Если же сначала отталкиваться от 660 мм для обратного расчёта диаметра, легко получить цифру, которая логична с точки зрения конструкции роторного стола, но несостоятельна с точки зрения проектирования скважины.
1000 м соответствует целому набору условий, а не отдельному диаметру
Формулировка «максимальная глубина бурения 1000 м» в материалах сопровождается несколькими сопутствующими условиями: диаметр, компоновка бурильной колонны, породы, способ циркуляции и проектирование скважины. То есть 1000 м — это уровень глубины, который данное оборудование может покрыть при проектных условиях; для конкретной скважины нужно ещё смотреть, какого диаметра она бурится, какие породы проходит и какой способ циркуляции используется.
Эту взаимосвязь можно почувствовать по трём направлениям. Чем больше диаметр, тем больше кольцевой зазор и сопротивление вращению бурового инструмента, и тем меньше глубина, которую можно пройти при том же крутящем моменте. Чем твёрже породы, тем выше требования к компрессору, погружному пневмоударнику и способности удалять шлам при бурении DTH или шарошечным долотом; плохой вынос буровой мелочи с забоя напрямую сдерживает проходку. Чем глубже скважина, тем больше сопротивление циркуляции и расстояние транспортировки шлама; подача BW1200/7 1200 л/мин как раз оставляет запас для выноса шлама из глубоких скважин, крепления стенок и контроля давления в скважине.
| Параметр из материалов | Значение | Что ограничивает при оценке типа скважины |
|---|---|---|
| Максимальная глубина бурения | 1000 м | Уровень глубины, требует учёта диаметра, бурового инструмента и способа циркуляции |
| Максимальный крутящий момент роторного стола | 25 кН·м | Крупный буровой инструмент, обсадные трубы и участки с высоким сопротивлением |
| Частота вращения роторного стола | 37 / 52 / 84 / 145 об/мин | Выбор между скоростью и крутящим моментом для мягких и твёрдых пород |
| Проходное отверстие роторного стола | 660 мм | Пропускная способность для ведущей штанги, бурового инструмента, обсадных труб |
| Максимальная нагрузка на мачту | 60 т | Нагрузка от длинной бурильной колонны и обсадных труб |
| Подача / давление бурового насоса | 1200 л/мин / 7 МПа | Возврат раствора и вынос шлама из глубоких скважин |
| Ведущая штанга / стандартная бурильная труба | 108×108×12192 мм / 89×9400 мм | Частота наращивания и пространство мачты |
Четыре ступени частоты вращения означают бурение по участкам, а не один режим на всю скважину
Между четырьмя ступенями частоты вращения 37 / 52 / 84 / 145 об/мин и максимальным крутящим моментом 25 кН·м существует компромисс: низкие ступени реализуют большой крутящий момент и подходят для крупного бурового инструмента, работ с обсадными трубами и пород с высоким сопротивлением; высокие ступени подходят для относительно стабильных мягких пород, коры выветривания и части осадочных отложений.
Глубокая водяная скважина сверху вниз обычно проходит не через один тип пород. Глины, пылеватые и мягкие породы подходят для прямой промывки буровым раствором, при этом нужно следить за засаливанием долота и плохим возвратом раствора; рыхлые пески и гравийные слои склонны к обрушению, поглощению раствора и расширению, могут потребоваться временные обсадные трубы или ступенчатый спуск обсадных труб; после входа в сильно выветрелые или разрушенные породы можно продолжать вращательное бурение в зависимости от сопротивления на забое и возврата раствора либо использовать газовую пену; в относительно монолитных твёрдых породах можно применять компрессор, погружной пневмоударник и долото для бурения DTH.
Иными словами, границы типов скважин для этого оборудования — это не «одна скважина от 0 до 1000 м бурится одним набором параметров», а одна и та же скважина на верхнем рыхлом слое, среднем песчано-гравийном слое и нижнем участке коренных пород попадает в разные диапазоны типов. Четыре ступени частоты вращения как раз и предусмотрены для такой работы по участкам.
Искривление и угол: не указанные в материалах части нужно уточнять отдельно
По вопросу рабочего угла роторного станка в материалах WRTR1000 на нашем сайте не указан диапазон углов наклонного бурения, способ выполнения наклонных скважин или описание комплекта инструмента для наклонного бурения. В отличие от некоторых моделей, где одновременно указаны рабочие углы 45°/90°, в материалах WRTR1000 такие значения углов отсутствуют.
Поэтому если проект требует бурения наклонных или направленных скважин, нельзя самостоятельно делать вывод о его угловых возможностях исходя из конструктивного типа «роторный станок»; следует отдельно уточнить у производителя следующие вопросы: поддерживается ли наклонное бурение, каков принцип реализации зарезки под углом, каковы нагрузки на мачту и усилия на роторный стол при соответствующем угле, а также как организуется циркуляция и вынос шлама на наклонном участке.
Аналогично, в материалах нет данных и об эффективности работы на малых диаметрах и неглубоких скважинах. Это тяжёлое оборудование 1000-метрового класса: усилие подъёма основной лебёдки на одном тросе 90 кН, вспомогательной лебёдки 50 кН, канатоёмкость барабанов обеих лебёдок 160 м, номинальная нагрузка крюка и вертлюга по 60 т. Эти значения показывают, что его назначение — глубокие скважины и работа с тяжёлыми бурильными колоннами, а не высокочастотная быстрая проходка неглубоких скважин.
Опциональная эрлифтная обратная циркуляция меняет способ выноса шлама, но не меняет позиционирование по типам скважин
WRTR1000 поддерживает прямую циркуляцию бурового раствора, газовую пену, погружной пневмоударник DTH и может комплектоваться эрлифтной обратной циркуляцией. В материалах это указано однозначно: это опциональный способ бурения, а не специализированная установка RC для геологоразведки; если проект предъявляет чёткие требования к представительности проб и качеству разделения образцов, следует одновременно предусмотреть соответствующие двойные бурильные трубы, компрессорную систему и пробоотборное оборудование.
Для границ типов скважин это означает следующее: технологию можно переключать на одном и том же оборудовании, но «возможность переключения технологии» не равна «возможности заменить специализированное пробоотборное оборудование». Если цель скважины — непрерывный качественный керн, следует выбирать специализированный колонковый станок; если цель — отбор шлама и качество разделения образцов, необходимо отдельно проверять комплектацию системы обратной циркуляции для отбора проб.
Диапазон типов скважин, подтверждаемый материалами, и границы, требующие уточнения
Обобщая имеющиеся параметры, позиционирование WRTR1000 по типам скважин можно описать так: для глубоких водяных скважин 1000-метрового класса, геотермальных скважин, водоснабжения горнодобывающих районов, гидрогеологических и крупных инженерных скважин; проходное отверстие роторного стола 660 мм оставляет канал для работы с крупногабаритным буровым инструментом и обсадными трубами, нагрузка на мачту 60 т и основная лебёдка 90 кН рассчитаны на длинные бурильные колонны и обсадные трубы в глубоких скважинах, буровой насос BW1200/7 — на возврат раствора из глубоких скважин, а четыре ступени частоты вращения охватывают работу по участкам от рыхлых пород до коренных.
В то же время следующие сведения в материалах нашего сайта не приведены и требуют отдельного уточнения у производителя или проектировщика:
- Соответствующая достижимая глубина бурения для разных диаметров в различных геологических условиях; в материалах указан только общий уровень 1000 м.
- Диапазон углов наклонных скважин и условия работы при наклонном бурении.
- Конкретное соответствие между диаметром готовой скважины, конструкцией обсадных труб и числом ступеней расширения.
- Конкретные характеристики двойных бурильных труб, компрессорной системы и пробоотборного оборудования при опциональной эрлифтной обратной циркуляции.
- Конкретные комбинации способа циркуляции, программы обсадки и технологии очистки скважины в условиях мощных водоносных горизонтов и высокого водопритока.
Когда по этим пунктам нет соответствующих параметров, границы типов скважин определяются только на уровне «класс глубины, размер проходного отверстия, класс нагрузки и способ циркуляции»; дальнейшее требует поэтапной проверки по конкретному типу скважины.