Айналмалы бұрғылау аугері мен қоректік баррель: Қолданылатын жағдайлар

Жер жағдайларына сәйкестігі: Әрбір құрал қай жерде ең жақсы нәтиже көрсетеді

Айналмалы бұрғылау аугері Жұмсақ, біріктірілген және бірікпеген топырақтардағы артықшылықтар

Айналмалы бұрғылау құбырлары (шнектері) негізінен көпшілікте қаттылығы төмен жерлерде — мысалы, шаңды құмдарда, сазды топырақтарда және жабысқақ саздарда — ең жақсы нәтиже береді, себебі оларға қарсылық тигізбейді. Үздіксіз шнек конструкциясы бұрғы тереңдей келе қиындыларды шығаруға көмектеседі, сондықтан құралды қайтадан-қайтадан сыртқа шығару қажет емес, бұл жұмысты нақты тездетеді. Стандартты пенетрациялық сынақтар (SPT) нәтижелері бойынша бұндай шнек бұрғылау қондырғылары дәстүрлі көрсеткіштік цилиндрлік жүйелерге қарағанда біркелкі сазды топырақ арқылы 70% тезірек бұрғылайды. Бұл уақыт ақша екенін және үлгілерді алу ең басты мақсат емес кезде өте маңызды болып табылады. Тағы бір артықшылығы — олардың пайдалануы өте қарапайым, сондықтан құмды немесе гравийлі топырақтарда қазылған скважиналардың құлауына байланысты проблемалар азаяды. Дегенмен, қауіпсіздік үшін жұмысшылар бұрғылау кезінде топырақтың көтерілуі немесе құлауы белгілерін бақылап отыруы қажет.

Көрсеткіштік цилиндрлік жүйелердің қатты тау жыныстарында, жарықшақты қабаттарда және әлсізденген тау жынысы негізінде артықшылығы

Негізгі кескіштер (core barrels) қатты тау жыныстарынан тұратын қабаттармен, трещиналы жерлермен немесе әлсізденген тау жыныстарымен жұмыс істеген кезде ғана емес, сонымен қатар қалыпты аугерлер тез тозып кетеді, сынамаларды жоғалтады немесе мүлдем бағыттан шығады. Екі қабатты нұсқалар мен алмаз ұштары бар кескіштер үзіліссіз, сапасы төмендемеген сынамалар алады, бұл жер астындағы процестерді анықтау үшін өте маңызды. 2023 жылы АҚШ Геологиялық зерттеулер институты (USGS) жүргізген соңғы зерттеулерге сәйкес, үш қабатты негізгі кескіштер сынық граниттен 97 пайыздан 100 пайызға дейінгі сынамаларды алуға қол жеткізген, ал қалыпты аугерлер барынша 10 пайыздан асады. Осындай сынама сапасы инженерлерге жыныстардағы трещиналардың бағытын анықтауға, RQD (тау жыныстарының сапасын бағалау) деп аталатын көрсеткішті есептеуге және қабаттардың нақты шекараларын карталауға мүмкіндік береді. Бұл деректер тікелей ғимараттың негізін салу шешімдеріне, жартылай таулы аймақтардың тұрақтылығын бағалауға және әртүрлі нормативтік талаптарға сай келуіне әсер етеді. Қалыпты аугерлер қиын жер жағдайларында бірнеше фут тереңдіктен кейін тесіктерді түзу ұстаудан немесе пайдалы материал өндіруден толықтай айырылады.

Жобаның мақсатына сәйкестік: деректердің тұтастығы мен тиімділік

Стратиграфиялық дәлдік маңызды болған кезде: бұзылмаған үлгілерді талап ететін геотехникалық және экологиялық қолданыстар

Негізгі құрылыс жұмыстары, көлбеу тұрақтылығын тексеру немесе экологиялық ластану мәселелерін зерттеу сияқты детальды стратиграфиялық талдауды талап ететін жобалармен жұмыс істеген кезде үлгі алу цилиндрлері үлгі сапасы бойынша ешқандай құралға жеңілмейді. Бұл құралдар топырақ құрылымын, оның табиғи ылғалдылығын және айналдыру құралдарын пайдаланған кезде бұзылатын маңызды сызаттарды сақтайды. Айналдыру құралдары арқылы үлгі алу кезіндегі араласу әсері топырақтың әрекет ету ерекшеліктерінде немесе ластанушы заттардың орналасуындағы незікті өзгерістер инженерлік шешімдерді толығымен өзгертетін жағдайларда қанағаттанарлық деңгейге жетпейді. Көптеген жоғарғы деңгейлі экологиялық компаниялар ластанудың жер астында қалай таралатынын дәл бақылауға және зертханалық дәлдік стандарттарына сай тау жыныстарындағы жер асты суларының қозғалысын түсіну үшін үлгі алу цилиндрлерін пайдалануға давыл берді.

Жылдамдық пен құнын бақылау басым болған кезде: тірек құру, коммуникациялық желілерді орнату және алғашқы аумақтың барлауы

Егер жылдамдық маңызды болса және бюджетті бақылау қажет болса, онда роторлы бұрғылау қондырғылары өз мүмкіндіктерін көрсетеді. Бұл құрылғылар тіректерді құру кезінде, электр бағандарын орнатқанда немесе аумақтың алғашқы барлауын жүргізгенде нағыз айтарлықтай пайда әкеледі. Олардың топырақты үздіксіз алу әдісі істі шамамен 40–50 пайызға қысқартады — бұл әдеттегі керн алу әдістерімен салыстырғанда. Бұл құрылысқа кететін еңбек уақытын азайтады және құрылғылардың жалға алу мерзімін де қысқартады. Олар негізінен құмды және шағын тығыздықтағы топырақта жақсы жұмыс істейді, сонымен қатар шағын тереңдіктегі тау жыныстарын да қиындықсыз өткізе алады. Сондықтан да жұмыс уақыты қатаң шектелген жобалар үшін – мысалы, жел электр станцияларының негізін құру немесе күрделі рельеф арқылы газ-мұнай құбырларының бағытын дайындау үшін – орындаушылар осы құрылғыларды қолдануды ұнатады. Толық керн алу операцияларына кірмес бұрын көптеген компаниялар жер астындағы деректерді төмен құнға алу үшін алдымен бұрғылау қондырғысын қолданады.

Бұрғылау орны мен керн сапасы арасындағы компромисс түсіндірмесі

Роторлы бұрғылар мен көрініс түтіктерін таңдау кезінде инженерлер деректердің сенімділігі мен жобаның қандай нәтижелер беретінін анықтайтын, қазіргі уақыттағы негізгі мәселеге – бұрғылау жылдамдығы мен үлгілердің сапасы арасындағы қарама-қайшылыққа тап болады. Бұрғылар уақыт – ақша болған кезде ең жақсы жұмыс істейді: олар жұмсақ топырақта тез әрі тұрақты тесіктер құрады. Бірақ бұнда бір айып бар: бұрғылар жер қабаттарының қабаттасуын бұзады және геотехникалық зерттеулерге немесе экологиялық бағалауға жарамды емес араласқан үлгілер өндіреді. Көрініс түтіктері бұл мәселені топырақ пен тау жыныстарының үлгілерін сақтайтын арнайы түтік жүйесі арқылы шешеді; бұл ығысу күшін өлшеу, су асты суының қозғалысын зерттеу немесе әртүрлі қабаттар бойынша ластанушы заттардың таралуын бақылау сияқты жағдайларда өте маңызды. Әрине, бұл қосымша шығындарға әкеледі. Көрініс алу әлдеқайда ұзаққа созылады – кейде шағын материалдарда екі есе ұзақ болуы мүмкін – және көріністердің трещиналы қабаттарда жоғалуы сияқты сезімтал жағдайлармен қалай жұмыс істеу керектігін білетін мамандарды талап етеді. Зертханалық деңгейдегі деректерді қажет ететін жобалар үшін бұл шектеулерді қабылдауға тұрарлық. Ал егер мақсат – мысалы, тіреу негізін орнату сияқты жұмыстарды тез қондыру болса, көптеген мамандар үлгілердің толық таза болмауына қарамастан, бұрғыларды таңдайды.

Операциялық факторлар: Тереңдік шектері, қондырғы талаптары және мамандардың біліктілігі

Тереңдікке қатысты сипаттамалар: Жоғарғы–орташа тереңдіктегі (30 м-ден аз) ұңғымалар үшін аугерлер; тереңде орналасқан, құрылымдық тұрғыдан күрделі ұңғымалар үшін көрпе түтіктер

Аугерлер әсіресе 30 метрге дейінгі жоғарғы–орташа тереңдіктегі ұңғымалар үшін өте жақсы жұмыс істейді, әсіресе жұмсақ топырақта олар өте тез өтеді және жобалардың орындалу уақытын қысқартады. Алайда, бұл тереңдіктен асқан кезде көрпе түтіктер міндетті болып табылады. Себебі олар тереңде орналасқан қатты тау жыныстарында тұрақтылықты сақтайды, ұңғыма қабырғаларының құлауын немесе сынамаларға сұйықтықтың түсуін (бұл барлығын бұзып жібереді) болдырмауға көмектеседі. Өндірістік деректерге сүйенсек, көптеген компаниялар 50 метрден тереңде орналасқан қатты тау жыныстарында үш қабатты көрпе түтіктерді пайдаланған кезде 90%-дан астам көрпе алу көрсеткішін хабарлайды. Ал аугерлер туралы басқаша айтуға болады: олардың тиімділігі қиыршықталған жерде немесе қабаттардың бір жерден екінші жерге өте күрт өзгеретін аймақтарда тез төмендейді.

Бұрғылау қондырғысының үйлесімділігі мен дағды деңгейінің шегі: Қарапайым аугер орнатуы мен дәлдікпен өңделетін керн өңдеуі мен бағдарлау протоколдары

Көпшілік шнек орнату жабдықтары дәстүрлі айналмалы қондырғылармен жақсы жұмыс істейді, сонымен қатар ешқандай арнайы білім талап етілмейді. Олар құрылысқа кететін шығындарды әдетте 15 пайыздан 25 пайызға дейін қысқартады — бұл 2023 жылғы тиімділік көрсеткіштері бойынша соңғы уақытта біз көрген мәліметтер. Алайда, өрнектік (кор) саңылаулы цилиндрлер туралы басқаша айтуға тура келеді. Олар әртүрлі дәл айналымдарды ұстауға, дұрыс гидравликалық берілулерге және әдетте арнайы бұрғылау стерженьдеріне қабілетті қондырғыларды талап етеді. Бұл әдістердің қолданылуы үшін қажетті мамандық деңгейі толықтай әртүрлі. Шнек әдісі үшін жұмысшылар тек топырақтың қасиеттерін және машина-жабдықтарды қалай басқару керектігін білуі керек. Алайда, өрнектік (кор) бұрғылау — бұл толығымен басқа іс. Техниктер жер астындағы объектілердің бағытын анықтауға, жарықшақтарды бақылауға және қабаттардың құрылымын бұзбай ұқыптылықпен өрнектік (кор) үлгілерді шығаруға өте жақсы икемділікке ие болуы керек. Өрнектік (кор) саңылаулы цилиндрлермен жұмыс істейтін адамдар геотехникалық маңызы зор жобаларда үлгілерді бұзып алудың өте жоғары құнына байланысты, оқу бағдарламаларында шамамен 40 пайызға артық уақыт өткізеді — әрине, ешкім осындай жағдайлардың орын алуын қаламайды.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Қандай жер беті жағдайлары роторлы тесу айналғыштары үшін ?

Роторлы тесу айналғыштары үнемі ілмекті конструкциясына байланысты жұмсақ жер түрлеріне, мысалы, шаңды құмдарға, сазды топырақтарға және жабысқақ саздарға ең жақсы сай келеді.

Роторлы тесу айналғыштарының орнына негізгі сауыттар қашан қолданылуы керек?

Негізгі сауыттар үлгілерді алу үшін қатты тау жыныстарында, трещиналы аймақтарда немесе үгілуге ұшыраған тау жынысында қолданылуы керек, өйткені мұндай жағдайларда үлгінің бастапқы құрылымын сақтау талдау үшін маңызды.

Роторлы тесу айналғыштарының негізгі жұмыс істеу артықшылықтары қандай?

Роторлы тесу айналғыштары жылдамдық пен тиімділік ұсынады, әсіресе құрылыс бағаналарын орнату немесе коммуникациялық желілерді орнату сияқты тез орындалуы қажетті жобаларда.

Негізгі сауыттар мен роторлы тесу айналғыштары үлгі сапасы бойынша қалай айырылады?

Негізгі сауыттар топырақ пен тау жынысының бастапқы құрылымын сақтай отырып, жоғары сапалы үлгілер береді, бұл терең геотехникалық талдау үшін өте маңызды; ал айналғыштар үлгінің табиғи құрылымын бұзуы мүмкін.