В июне 2020 года ТОО «Шахтбау Казахстан» получило от ТОО «Димстрой» подряд на строительство двух 650-метровых высокоточных вертикальных скважин на руднике "Артемьевский" в Республике Казахстан для заказчика KAZ Minerals. Проект реализован в ходе сотрудничества ТОО «Шахтбау Казахстан» с российской дочерней фирмой компании «Тиссен Шахтбау ГмбХ» - ООО «Thyssen Mining Construction East», г. Москва.
Проектирование
В связи с геологической ситуацией на площадке потребовалось установить трубу-направление диаметром 630 мм для защиты от обрушения верхних слоев рыхлой породы. После монтажа буровой установки с контуром очистки бурового раствора планировалось бурение обеих скважин диаметром 490 мм и глубиной 50 м. Эти скважины должны быть снабжены кондуктором с внешним диаметром 426 мм. Затем следует использовать буровое долото калибра 311 мм для бурения до конечной глубины 650 м.
Используемое оборудование
Для проведения работ использовалась очень маневренная универсальная буровая установка типа RB 50 на шасси грузового автомобиля с удлиняемой мачтой. Преимущества этой буровой установки заключаются в очень компактной конструкции с одновременно большой нагрузкой на крюк в 500 кН и крутящим моментом верхнего привода 31 580 Нм. Прикрепленное удлинение мачты позволяет применять трубы длиной до 12 м. Платформа длиной 12 м со встроенной вагонеткой для буровых штанг, собираемая в виде строительных лесов, использовалась в качестве платформы для работы и штанг. Благодаря модульному принципу рабочего полка для бурового персонала на каждом этапе работы была доступна безопасная и эффективная рабочая зона. Для достижения требуемого объема и давления бурового раствора при бурении с использованием забойного двигателя применялся насос высокого давления HPS. Он вместе с гидромеханическим приводом и всеми компонентами, необходимыми для работы смонтирован в 20-футовый морской контейнер. Управление насосом с пункта управления буровой установки осуществлялось с помощью проводного пульта дистанционного управления. Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы насоса Quituplex в качестве загрузочных насосов были применены центробежные насосы Mission. Очистка и хранение необходимого бурового раствора осуществлялись с помощью вибросит Derrick, пескоотделителя и трех резервуаров с мешалкой емкостью 26 м³ каждый. Постоянный контроль и кондиционирование бурового раствора проводились обученным персоналом.
Транспортировка
Все оборудование строительного объекта было собрано в России. Несмотря на все логистические проблемы, особенно из-за ограничений, которые были установлены в связи с глобальной пандемией, отдел логистики компании THYSSEN SCHACHTBAU в сотрудничестве с несколькими международными транспортными компаниями доставил его на строительную площадку в Восточном Казахстане.
Буровое оборудование
В связи с очень высокими требованиями к траектории скважин они были пройдены с использованием забойного двигателя и внешнего автономного инклинометра Devitools (Elektronic Single Shot). Используя эти технологии, можно было контролировать траекторию скважины в любом направлении на основе переданных данных о направлении и наклоне скважины и, таким образом, точно достигнуть точки назначения на целевом горизонте. Бурение должно было выполняться в очень сжатые сроки.
Буровые работы
На протяжении всего этапа бурения в нашем распоряжении находились несколько забойных двигателей с внешним диаметром 240 мм. Благодаря опытному и обученному персоналу была обеспечена бесперебойная и профессиональная работа. Опыт бурового персонала и буровых инженеров позволил быстро принимать правильные решения в различных ситуациях.
Незадолго до выхода на заданную глубину наша команда снова подверглась испытаниям. На одной из многочисленных встреч по вопросам безопасности между различными подрядчиками и заказчиком относительно быстро нам стало ясно, что мы не завершим работу, как планировалось, после достижения целевого горизонта на глубине 650 м по вертикали и установки трубопровода длиной 245 мм в горном масиве без сбойки с выработкой. Было выяснено, что в результате различных событий на глубине -630м уже была пройдена горизонтальная выработка (отметка кровли около -630м). Соответственно, в кратчайшие сроки пришлось разработать новую концепцию для необходимого теперь прохода через кровлю выработки. Благодаря быстрому принятию решений эту ситуацию удалось преодолеть с необходимым спокойствием и сосредоточенностью. В обеих скважинах зафиксирована сбойка с кровлей выработки на глубине 627 м по вертикали. После успешного бурения в срок, на обеих скважинах были проведены окончательные замеры. Эти измерения подтвердили точность скважин по вертикальной оси: отклонение 21 см для TDS-2 и точность 18 см для TDS-1. Таким образом, заданное максимальное отклонение в 1 м от вертикальной оси на целевой глубине было выдержано со значительным запасом. В ходе буровых работ компании SCHACHTBAU KASACHSTAN также было поручено дополнительно спустить сменную техническую колонну с наружным диаметром 178 мм, данные дополнительные работы также были успешно реализованы.
Вывод
Несмотря на неблагоприятные климатические условия, в некоторые дни столбик термометра опускался до -43 ° C, обе скважины были пробурены, закреплены обсадными трубами и зацементированы всего за шесть месяцев. Работы были успешно завершены в марте 2021 года с точностью 21 см для скважины TDS-2 и 18 см для TDS-1. В ходе буровых работ несколько раз достигалась суточная максимальная производительность более 50 м в скальных породах. В целом буровая установка Prakla RB 50 несколько раз перемещалась с одной скважины на другую. Благодаря последовательному соблюдению норм безопасности, действующих в SCHACHTBAU KAZAKHSTAN, на объекте за весь период строительства не было зафиксировано ни одного происшествия.
Фотографии по проекту прилагаются к электронному письму.
А. Шелленберг, руководитель проекта
О. Каледин, Руководитель департамента
