ГЭСН 04-01-009-03: Роторное бурение с обратной промывкой

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-01-009-03 является одним из важнейших инструментов для сметчиков, специализирующихся на буровых работах. Она регламентирует ресурсные затраты, необходимые для выполнения роторного бурения скважин с обратной промывкой. Понимание этой нормы позволяет точно определять стоимость работ и эффективно планировать ресурсы на строительных объектах.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 04-01-009-03 предназначена для определения состава и потребности в ресурсах при выполнении роторного бурения скважин с обратной промывкой. Эта норма применяется для бурения скважин глубиной до 200 метров в грунтах 3-й группы. Работы выполняются с использованием буровых станков, оснащенных дизельными двигателями, а также центробежными и вакуумными насосами.

Особенности роторного бурения с обратной промывкой

Роторное бурение с обратной промывкой — это высокопроизводительный метод, который находит широкое применение при сооружении скважин большого диаметра, особенно в мягких и рыхлых породах. Суть метода заключается в том, что промывочная жидкость (как правило, техническая вода) подается самотеком или под небольшим давлением в кольцевое пространство между бурильными трубами и стенками скважины. Затем эта жидкость, насыщенная разбуренной породой (шламом), откачивается центробежными и вакуумными насосами по внутренней полости бурильной колонны на поверхность.

Ключевые преимущества этого метода:

• Высокая скорость бурения: Позволяет значительно сократить сроки выполнения работ, например, скважины глубиной до 100 м могут быть пробурены за 3-5 суток.
• Эффективное удаление шлама: Восходящий поток промывочной жидкости по центральной трубе обеспечивает быстрый вынос разбуренной породы, включая крупные куски (до 150 мм).
• Устойчивость стенок скважины: Избыточное гидростатическое давление столба жидкости в стволе скважины, превышающее пластовое давление, гарантирует устойчивость стенок, особенно в мягких и рыхлых породах.
• Снижение расхода обсадных труб: Часто позволяет сократить количество обсадных труб, а иногда и вовсе обойтись без глинистого раствора, что упрощает процесс и снижает затраты на очистку.
• Возможность бурения большого диаметра: Метод позволяет сооружать скважины диаметром до 1500 мм и более.
• Надежный отбор проб: Обеспечивает качественный отбор проб проходимых пород.
• Увеличение дебита и долговечности скважины: За счет предотвращения глинизации водоносных горизонтов и возможности создания значительных гравийных обсыпок фильтровой колонны.

Недостатки и ограничения метода:

• Большой расход воды: Для бесперебойного бурения требуется значительное количество технической воды.
• Неэффективность в крепких породах: Данный вид бурения неэффективен по твердым породам.
• Требования к площадке: Необходима большая площадка для размещения бурового оборудования, отстойников и емкостей для воды.

Основные характеристики нормы

• Единица измерения: 100 м бурения скважины. Это означает, что все ресурсные показатели в норме приведены на каждые 100 метров пробуренной скважины.
• Тип работ: ГЭСН (Государственные элементные сметные нормы).
• Категория: 04-01-009. Данная категория относится к разделу "Скважины" сборника ГЭСН 04.
• Обоснование: НР: Пр/812-004.0, СП: Пр/774-004.0. Эти коды указывают на нормативные документы, на основании которых разработана данная ГЭСН.

Техническая информация

ГЭСН 04-01-009-03 детально описывает состав работ и необходимые ресурсы для выполнения бурения. Это позволяет сметчикам точно определить потребность в рабочей силе, машинах и материалах.

Состав работ по норме

Норма 04-01-009-03 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для выполнения роторного бурения скважин с обратной промывкой. В состав работ входят следующие операции:

1. Бурение скважин с обратной промывкой, сменой долот, со сборкой, спуском и подъемом бурового инструмента. Эта операция является основной и включает непосредственное бурение, а также все манипуляции с буровым инструментом, включая его наращивание, спуск, подъем и замену изношенных или неэффективных долот.
2. Подготовительно-заключительные работы, связанные с подъемом и спуском бурового инструмента. Включают операции по подготовке к спуску и подъему буровой колонны, ее центровку, а также заключительные действия после завершения этих процессов.
3. Чистка желобов и отстойников циркуляционной системы. Поддержание чистоты циркуляционной системы крайне важно для эффективного выноса шлама и предотвращения засорения оборудования. Эта операция включает удаление осадка и шлама из желобов и отстойников.
4. Оформление документации, отбор шлама и другие работы, способствующие нормальному бурению скважин. Включает ведение бурового журнала, фиксацию параметров бурения, отбор проб разбуренной породы для геологического анализа, а также иные вспомогательные работы, обеспечивающие бесперебойное и качественное бурение.
5. Обслуживание бурового оборудования. Регулярное техническое обслуживание буровых установок, насосов и другого оборудования для поддержания их работоспособности и предотвращения поломок.
6. Обслуживание внутрипостроечного транспорта. Включает заправку, мелкий ремонт и поддержание в рабочем состоянии транспортных средств, используемых для перемещения материалов и оборудования в пределах строительной площадки.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ, предусмотренных ГЭСН 04-01-009-03, требуются следующие материальные и технические ресурсы (на 100 м бурения):

• Трудозатраты рабочих-строителей: 248 чел.-ч.
• Средний разряд работы: 4,0. Это указывает на то, что для выполнения данного комплекса работ требуется персонал с достаточно высокой квалификацией, способный работать со сложным буровым оборудованием и выполнять технологически ответственные операции.

Машины и оборудование:

• Бульдозеры, мощность 79 кВт (108 л.с.): 2.4 маш.-ч. Используются для подготовительных земляных работ, планировки площадки, обустройства подъездных путей и котлованов для циркуляционной системы.
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на пневмоколесном ходу, объем ковша 0,25 м3: 3.23 маш.-ч. Применяются для рытья приямков, отстойников, траншей для водоводов и других земляных работ, связанных с обустройством буровой площадки.
• Установки буровые на автомобильном ходу для роторного бурения скважин, глубина бурения до 500 м, грузоподъемность лебедки до 12,5 т: 75.4 маш.-ч. Это основное технологическое оборудование, непосредственно осуществляющее бурение. Указанная глубина бурения (до 500 м) говорит о запасе мощности установки, при этом норма 04-01-009-03 применяется для глубин до 200 м.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 1.77 маш.-ч. Используются для монтажа и демонтажа бурового оборудования, спуско-подъемных операций с бурильными трубами и обсадными колоннами, а также для перемещения тяжелых элементов на площадке.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 2.65 маш.-ч. Применяются для транспортировки бурильных труб, долот, других материалов и вспомогательного оборудования на буровую площадку и обратно.
• Насосы, производительность 50 м3/ч, напор 32 м, мощность 8 кВт: 75.4 маш.-ч. Это центробежные насосы, обеспечивающие откачку промывочной жидкости со шламом из скважины на поверхность, в отстойники.
• Насосы вакуумные 3,6 м3/мин: 75.4 маш.-ч. Используются в комплексе с центробежными насосами для создания необходимого разрежения и эффективного подъема пульпы по внутренней полости бурильной колонны.

Материалы:

• Вода: 175 м3. Значительный объем воды необходим для обеспечения непрерывного процесса обратной промывки.
• Трубы бурильные из стали группы Д с высаженными внутрь концами и муфты к ним, наружный диаметр 168 мм, толщина стенки 9 мм: 0.92 м. Расход бурильных труб учитывает их износ и возможные потери в процессе бурения.
• Долота: В исходных данных указаны как 0 ч в трудозатратах, что является неточностью. Долота являются ключевым расходным материалом при бурении и их стоимость должна быть учтена в смете дополнительно, если они не включены в стоимость эксплуатации машин или не учтены в составе других ресурсов.

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 04-01-009-03 требует от сметчика не только знания состава нормы, но и понимания технологических особенностей бурения, а также умения работать с нормативной документацией.

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного расчета сметной стоимости работ по ГЭСН 04-01-009-03 необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение объема работ: Первым шагом является точное определение общего метража бурения скважин, подпадающих под данную норму. Объем работ измеряется в метрах и затем переводится в единицы измерения нормы (100 м). Например, если проект предусматривает бурение скважины глубиной 150 м, то объем работ составит 1,5 единицы нормы (150 м / 100 м).
2. Изучение инженерно-геологических изысканий: Крайне важно получить и тщательно изучить данные инженерно-геологических изысканий на объекте. Эти данные позволят точно определить группу грунтов по всей глубине бурения. Норма 04-01-009-03 применима строго для грунтов 3-й группы. Если на разных глубинах встречаются грунты других групп, потребуется применение соответствующих норм или корректирующих коэффициентов.
3. Применение ресурсных показателей: После определения объема работ в единицах нормы, необходимо умножить этот объем на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 04-01-009-03. Это включает трудозатраты рабочих-строителей, машино-часы работы строительных машин и механизмов, а также расход материальных ресурсов.

• Пример: Для скважины 150 м (1,5 единицы нормы) трудозатраты составят 1,5 * 248 чел.-ч = 372 чел.-ч.

4. Индексация стоимости: Государственные элементные сметные нормы (ГЭСН) отражают базисные цены определенного года (например, ГЭСН-2001 в ценах 2000 года или ГЭСН-2020 в ценах 2020 года). Для получения текущей сметной стоимости необходимо применить соответствующие индексы пересчета, которые регулярно утверждаются Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации.
5. Учет неучтенных ресурсов и дополнительных работ: Некоторые ресурсы (например, долота, гравий или песок для фильтра, химреагенты) и виды работ (например, геофизические исследования, расчистка и планировка строительной площадки, устройство дорог, технологических водоводов, якорей, подключение к сетям электро- и теплоснабжения, устройство защитного заземления) не учтены в данной норме и должны быть определены дополнительно на основании проектных данных или по другим соответствующим нормам.

Примеры использования

Пример 1: Расчет ресурсов для бурения одной скважины

• Задача: Рассчитать потребность в основных ресурсах для бурения одной скважины глубиной 120 м в грунтах 3-й группы.
• Решение:
• Объем работ = 120 м / 100 м = 1,2 единицы нормы.
• Трудозатраты рабочих-строителей = 1,2 * 248 чел.-ч = 297,6 чел.-ч.
• Время работы буровой установки = 1,2 * 75.4 маш.-ч = 90,48 маш.-ч.
• Расход воды = 1,2 * 175 м3 = 210 м3.
• Расход бурильных труб = 1,2 * 0.92 м = 1.104 м.

Далее эти ресурсные показатели умножаются на текущие стоимости ресурсов и применяются индексы пересчета для получения сметной стоимости.

Пример 2: Учет изменения группы грунта

• Задача: Пробурить скважину 180 м. По данным изысканий, первые 100 м — грунты 3-й группы, следующие 80 м — грунты 4-й группы.
• Решение:
• Для первых 100 м (1 единица нормы) применяется ГЭСН 04-01-009-03.
• Для следующих 80 м (0,8 единицы нормы) необходимо применить ГЭСН 04-01-009-04 "Роторное бурение скважин с обратной промывкой... в грунтах группы: 4".

Такой подход обеспечивает максимальную точность сметных расчетов, учитывая фактические условия бурения.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 04-01-009-03 имеет ряд особенностей и ограничений, которые сметчику необходимо учитывать:

• Глубина бурения: Норма рассчитана на бурение скважин глубиной до 200 м. Для скважин большей глубины могут применяться другие нормы или повышающие коэффициенты, если это предусмотрено технической частью сборника ГЭСН 04.
• Грунты 3-й группы: Данная норма строго привязана к грунтам 3-й группы по буримости. К этой группе относятся:
• Суглинки и супеси с примесью свыше 20% мелкой (до 3 см) гальки и щебня.
• Плотный лесс.
• Дресва.
• Плывуны (напорные).
• Глины средней плотности, плотные, мергелистые, загипсованные, песчанистые, а также глины с частыми прослоями (до 5 см) слабосцементированных песчаников и мергелей.
• Мел.
• Диатомит.
• Каменная соль (галит).
• Охристая железная руда.
• Чистый лед. Важно убедиться, что фактические геологические условия соответствуют описанию грунтов 3-й группы.
• Условия производства работ: ГЭСН разработаны с учетом производства работ в нормальных (стандартных) условиях, не осложненных внешними факторами, при положительной температуре воздуха. При наличии осложняющих факторов (например, работа в стесненных условиях, в охранной зоне действующих коммуникаций, при отрицательных температурах) к нормам могут применяться повышающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборникам ГЭСН или соответствующими методическими указаниями.
• Водоснабжение: Метод роторного бурения с обратной промывкой требует значительных объемов воды для промывки. Сметчик должен убедиться, что источники водоснабжения и логистика доставки воды учтены в проекте и смете.

Полезная информация

Для эффективной работы с ГЭСН 04-01-009-03 сметчикам необходимо знать о типичных ошибках и способах их предотвращения, а также о связанных нормах и практических советах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение группы грунта.

• Причина: Отсутствие или неверная интерпретация данных инженерно-геологических изысканий.
• Последствия: Применение некорректной нормы, завышение или занижение сметной стоимости, что может привести к финансовым потерям или проблемам с приемкой работ.
• Как избежать: Всегда запрашивать и тщательно изучать актуальные инженерно-геологические изыскания. При необходимости привлекать специалистов-геологов для консультаций по классификации грунтов.

2. Игнорирование геологических особенностей.

• Причина: Недооценка сложности грунтов, наличие плывунов, каверн или твердых прослоек, не учтенных в проекте.
• Последствия: Обрушение стенок скважины, застревание инструмента, снижение дебита, загрязнение воды, аварии.
• Как избежать: Выбирать метод бурения и тип обсадных труб, соответствующие конкретным геологическим условиям. При работе в рыхлых грунтах использовать специальные добавки в промывочную жидкость для укрепления стенок скважины.

3. Неправильный выбор или установка фильтра.

• Причина: Недостаточный опыт или некомпетентность исполнителей, экономия на материалах.
• Последствия: Поступление песка в воду, преждевременный выход из строя насосного оборудования, заиливание скважины, снижение качества воды.
• Как избежать: Тщательно подбирать тип и конструкцию фильтра в соответствии с характеристиками водоносного горизонта. Обеспечивать правильную глубину и герметичность установки фильтровой колонны.

4. Негерметичность обсадной колонны.

• Причина: Некачественная сварка, плохо свинченные участки труб, повреждение труб при спуске.
• Последствия: Попадание в скважину грунтовых вод с поверхности, загрязнений и бактерий, затрубные перетоки, снижение качества воды и дебита.
• Как избежать: Использовать качественные обсадные трубы (стальные или ПВХ с толщиной стенки не менее 4 мм), обеспечивать герметичность всех соединений и проводить контроль качества монтажа.

5. Недостаточная промывка скважины после бурения.

• Причина: Желание ускорить процесс, отсутствие понимания важности этапа.
• Последствия: Остатки бурового шлама и мелких частиц в скважине, что приводит к быстрому заиливанию и снижению дебита.
• Как избежать: Обязательно проводить тестовую прокачку скважины до получения абсолютно чистой воды.

6. Неучет дополнительных работ и ресурсов.

• Причина: Невнимательное изучение проектной документации или отсутствие опыта в составлении смет на буровые работы.
• Последствия: Недостоверная смета, нехватка средств на выполнение всех необходимых работ, задержки в реализации проекта.
• Как избежать: Внимательно анализировать проектную документацию, технические условия и общие положения к сборникам ГЭСН. Учитывать все сопутствующие работы, такие как расчистка и планировка площадки, устройство дорог, водоводов, якорей, подключение к инженерным сетям, геофизические исследования и т.д., нормируя их по соответствующим ГЭСН.

Практические советы

• Актуальность норм: Всегда используйте самые актуальные редакции ГЭСН. На данный момент действуют ГЭСН-2020, утвержденные приказами Минстроя России от 26 декабря 2019 года № 871/пр, 872/пр, 873/пр, 874/пр, 875/пр и последующими изменениями.
• Изучение технических частей: Перед применением любой нормы ГЭСН, включая 04-01-009-03, тщательно изучайте техническую часть соответствующего сборника (Сборник 04 "Скважины") и общие положения по применению ГЭСН. Они содержат важные указания, коэффициенты и разъяснения, которые могут существенно повлиять на расчет.
• Индексация: Не забывайте применять актуальные индексы пересчета в текущие цены. ГЭСН отражают базисные цены, и без индексации смета будет неактуальной.
• Логистика воды: Учитывая большой расход воды при обратной промывке, заранее продумайте и заложите в смету затраты на обеспечение объекта водой (доставка, хранение, насосное оборудование).
• Индивидуальные нормы: В случае, если технология или условия выполнения работ существенно отличаются от предусмотренных в ГЭСН, или если подходящая норма отсутствует, рассмотрите возможность разработки индивидуальных сметных норм в соответствии с Методическими рекомендациями по разработке ГЭСН.
• Документация: Ведите подробную документацию по всем этапам бурения, включая геологические разрезы, параметры бурения, данные о расходе материалов и времени работы оборудования. Это поможет в случае возникновения спорных вопросов и для анализа эффективности работ.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 04-01-009-03 сметчикам могут быть полезны следующие связанные нормы из сборника ГЭСН 04 "Скважины" и других сборников:

• ГЭСН 04-01-001 "Роторное бурение скважин с прямой промывкой станками с дизельным двигателем глубиной бурения до 50 м". Эта норма может использоваться в качестве альтернативы или для сравнения, если условия бурения предполагают применение прямой промывки.
• ГЭСН 04-01-009-01 "Роторное бурение скважин с обратной промывкой... в грунтах группы: 1".
• ГЭСН 04-01-009-02 "Роторное бурение скважин с обратной промывкой... в грунтах группы: 2".
• ГЭСН 04-01-009-04 "Роторное бурение скважин с обратной промывкой... в грунтах группы: 4".
• ГЭСН 04-01-009-05 "Роторное бурение скважин с обратной промывкой... в грунтах группы: 5".
• ГЭСН 04-01-009-06 "Роторное бурение скважин с обратной промывкой... в грунтах группы: 6". Эти нормы из той же группы 04-01-009 отличаются только группой грунтов, для которых они применяются, что позволяет сметчику выбрать наиболее подходящую норму в зависимости от геологических условий.
• ГЭСН 03-04-007 "Разрыхление мерзлых грунтов при бурении станками вращательного бурения". Если бурение ведется в мерзлых грунтах, может потребоваться предварительное разрыхление, которое нормируется по данному сборнику.
• ГЭСН 04-01-079-02 "Монтаж установки горизонтально направленного бурения: с тяговым усилием 50 тс (500 кН)". Хотя это норма для другого метода бурения (ГНБ), она может быть полезна для сметчиков, работающих с различными технологиями прокладки коммуникаций.

Контрольные моменты

Для обеспечения точности и достоверности сметных расчетов по ГЭСН 04-01-009-03 рекомендуется обращать внимание на следующие контрольные моменты:

• Соответствие проекту: Убедитесь, что выбранная норма полностью соответствует проектной документации по глубине скважин, типу грунтов и используемому оборудованию.
• Полнота ресурсов: Проверьте, учтены ли все необходимые ресурсы, включая те, что не входят в основную норму (долота, гравий для фильтра, химреагенты, затраты на водоснабжение).
• Квалификация персонала: Убедитесь, что предусмотренная квалификация рабочих (средний разряд 4,0) соответствует фактической квалификации исполнителей, так как это влияет на производительность и качество работ.
• Условия производства работ: Оцените, есть ли на объекте осложняющие факторы (стесненность, низкие температуры, наличие коммуникаций), требующие применения повышающих коэффициентов к нормам.
• Экологические требования: Учтите все требования по утилизации бурового шлама и отработанной промывочной жидкости, а также по восстановлению территории после завершения работ.

Применение ГЭСН 04-01-009-03 требует внимательности и комплексного подхода. Следуя изложенным рекомендациям, сметчики смогут составлять точные и обоснованные сметы, способствующие успешной реализации проектов по бурению скважин.