ГЭСН 04-01-090-02: Направленное бурение скважин

Введение: ГЭСН 04-01-090-02 – Основа для расчета буровых работ

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-01-090-02 регламентирует затраты на выполнение работ по направленному бурению замораживающих и контрольно-термических скважин с применением винтовых забойных двигателей. Данная норма применяется для скважин глубиной до 600 метров, проходящих в грунтах 2 группы. Единицей измерения для расчета является 100 метров пробуренной скважины. Эта норма является частью Сборника №4 "Скважины" ГЭСН-2001, который предназначен для определения потребности в ресурсах при выполнении буровых работ и составления смет ресурсным методом.

Применение направленного бурения с использованием винтовых забойных двигателей (ВЗД) является высокотехнологичным методом, позволяющим достигать заданной траектории скважины с высокой точностью. Это особенно важно для замораживающих скважин, где необходимо обеспечить смыкание ледопородных цилиндров для создания единого замороженного массива, а также для контрольно-термических скважин, предназначенных для мониторинга температурного режима.

Обоснованием для применения нормативов накладных расходов и сметной прибыли служат Приказ Минстроя России от 21.12.2020 № 812/пр (НР: Пр/812-004.0) и Приказ Минстроя России от 11.12.2020 № 774/пр (СП: Пр/774-004.0) соответственно.

Техническая информация: Детальный состав работ и ресурсы

Норма ГЭСН 04-01-090-02 охватывает полный комплекс работ, необходимых для выполнения направленного бурения скважин указанного типа и глубины. Понимание состава работ и необходимых ресурсов позволяет сметчику точно учесть все прямые затраты.

Состав работ по норме

В состав работ, учтенных нормой 04-01-090-02, входят следующие операции:

• Направленное бурение скважин с применением винтовых забойных двигателей. Это основная операция, включающая непосредственное бурение скважины с контролем и корректировкой траектории с использованием ВЗД. ВЗД обеспечивают вращение долота непосредственно на забое скважины, что повышает точность и эффективность бурения, особенно в сложных геологических условиях.
• Наращивание и разборка бурильной колонны. Эти операции включают добавление или извлечение секций бурильных труб по мере углубления или подъема инструмента из скважины.
• Спуск и подъем бурового инструмента. Перемещение бурового инструмента в скважине и из нее, включая долота, ВЗД и другие элементы буровой колонны.
• Приготовление бурового раствора. Процесс смешивания компонентов для получения бурового раствора с заданными параметрами (плотность, вязкость, водоотдача), который используется для выноса шлама, охлаждения долота и стабилизации стенок скважины.
• Контроль за параметрами бурового раствора. Регулярные измерения и корректировка свойств бурового раствора для поддержания его эффективности и предотвращения осложнений в процессе бурения.
• Чистка желобов и емкостей циркуляционной системы. Поддержание чистоты системы циркуляции бурового раствора для обеспечения его надлежащего качества и предотвращения засорения оборудования.
• Оформление документации, отбор шлама и другие работы, способствующие нормальному бурению скважин. Включает ведение бурового журнала, сбор и анализ образцов грунта (шлама), а также прочие вспомогательные работы, обеспечивающие бесперебойное и качественное бурение.
• Обслуживание бурового оборудования и внутрипостроечного транспорта. Регулярное техническое обслуживание и ремонт буровых установок, насосов, кранов, погрузчиков и другого оборудования, а также перемещение материалов и оборудования в пределах рабочей зоны.
• Демонтаж и монтаж буровой установки с перемещением по фронту работ. Установка и последующая разборка буровой установки на новой точке бурения в пределах строительной площадки.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по данной норме предусмотрен следующий перечень машин и оборудования, а также трудозатраты рабочих. Важно отметить, что некоторые материалы, такие как смазка, долото, буровой раствор и бурильные трубы, не имеют прямого нормирования расхода в ГЭСН (указано "0 ч" в исходных данных, что является некорректным отображением для материалов, их расход определяется проектом), но их наличие и использование подразумевается. Затраты на эти материалы определяются дополнительно по проектной документации или по фактическому расходу.

Машины и оборудование:

• Установки буровые в комплекте с винтовым забойным двигателем на автомобильном ходу, глубина бурения скважин до 1200 м, диаметр бурения до 1200 мм, допустимая нагрузка на крюк до 500 кН (50 т): 23.35 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 50 т: 0.02 маш.-ч
• Погрузчики телескопические, грузоподъемность до 3 т, высота подъема до 16 м: 21.7 маш.-ч
• Установки электрические для приготовления бурового раствора, объем резервуара 22 м3: 23.35 маш.-ч
• Контейнеры с перемешивателями для хранения бурового раствора, объем резервуара 40 м3: 70.04 маш.-ч
• Системы центральные грубой очистки бурового раствора в комплекте с емкостью объемом 10 м3, рабочая поверхность сит до 6 м2: 23.35 маш.-ч
• Сепараторы ситогидроциклонные для очистки бурового раствора в комплекте с емкостью объемом 10 м3, пропускная способность по буровому раствору до 65 л/с: 23.35 маш.-ч
• Насосы буровые трехпоршневые для подачи бурового раствора, подача 86-184 м3/ч, давление на выходе 35-18 МПа: 42 маш.-ч
• Насосы центробежные консольные горизонтальные грязевые, производительность 100 м3/ч, напор до 32 м: 84 маш.-ч

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих-строителей на 100 метров бурения по норме ГЭСН 04-01-090-02 составляют 168.38 чел.-ч. Распределение трудозатрат по разрядам следующее:

• Рабочий 2 разряда: 24.05 чел.-ч
• Рабочий 3 разряда: 48.09 чел.-ч
• Рабочий 4 разряда: 72.19 чел.-ч
• Рабочий 5 разряда: 24.05 чел.-ч

Средний разряд рабочих, занятых на выполнении данных работ, составляет приблизительно 3.6. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала для обеспечения качества и безопасности буровых работ.

Требования к квалификации

Для выполнения работ, предусмотренных ГЭСН 04-01-090-02, требуется персонал с соответствующей квалификацией. Наличие рабочих 4-го и 5-го разрядов в составе бригады подчеркивает сложность и ответственность выполняемых операций, требующих глубоких знаний и опыта в области бурения, обслуживания бурового оборудования и работы с буровыми растворами.

Классификация грунтов 2 группы

Понимание классификации грунтов является фундаментальным для правильного применения сметных норм. Норма 04-01-090-02 предназначена для бурения в грунтах 2 группы по буримости. Согласно Таблице 1 "Классификация грунтов по буримости" Сборника ГЭСН-2001-04 "Скважины", ко 2 группе грунтов для роторного бурения относятся:

• Торф и растительный слой с корнями с небольшой примесью мелкой (до 3 см) гальки или щебня.
• Пески плотные.
• Суглинок плотный, лесс.
• Мергель рыхлый.
• Плывуны.
• Лед.
• Глины средней плотности.
• Мел.
• Диатомит.
• Каменная соль (галит).
• Железная руда охристая.

Эта классификация помогает сметчикам определить, применима ли данная норма к конкретному проекту, исходя из инженерно-геологических изысканий на объекте. Отнесение грунтов к той или иной группе по буримости напрямую влияет на выбор технологии бурения, тип оборудования и, соответственно, на сметную стоимость работ.

Практическое применение: Расчет и особенности

Правильное применение ГЭСН 04-01-090-02 требует не только знания состава работ, но и понимания алгоритма расчета, а также учета специфических особенностей бурения замораживающих и контрольно-термических скважин.

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости работ по ГЭСН 04-01-090-02 производится на 100 метров пробуренной скважины. Алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение объема работ: Исходя из проектной документации, определяется общая длина замораживающих или контрольно-термических скважин, подлежащих бурению. Этот объем делится на 100 для получения количества единиц измерения нормы.
2. Расчет прямых затрат: Умножение количества единиц измерения на нормативные показатели трудозатрат рабочих, времени эксплуатации машин и механизмов, а также стоимости материалов, учтенных в норме. Важно помнить, что расход некоторых материалов (смазка, долото, буровой раствор, бурильные трубы) определяется проектом и добавляется к прямым затратам отдельно.
3. Учет накладных расходов: К полученным прямым затратам применяются нормативы накладных расходов в соответствии с Приказом Минстроя России от 21.12.2020 № 812/пр.
4. Учет сметной прибыли: К сумме прямых затрат и накладных расходов добавляется сметная прибыль, рассчитываемая согласно Приказу Минстроя России от 11.12.2020 № 774/пр.
5. Применение индексов пересчета: Полученная базисная стоимость (в ценах 2000 года или другой базисной даты) пересчитывается в текущие цены с использованием соответствующих индексов изменения сметной стоимости строительства, сообщаемых Минстроем России.

Примеры использования

ГЭСН 04-01-090-02 применяется в проектах, где требуется создание искусственного замораживания грунтов или контроль температурного режима. Типичные примеры включают:

• Строительство шахтных стволов и тоннелей: Замораживание грунтов используется для стабилизации неустойчивых, водонасыщенных или плывунных грунтов при проходке шахт и тоннелей, предотвращая обрушения и водопритоки.
• Устройство котлованов в сложных гидрогеологических условиях: Создание ледогрунтовых ограждений для безопасной разработки глубоких котлованов в обводненных грунтах.
• Строительство фундаментов: Укрепление оснований зданий и сооружений в условиях вечной мерзлоты или при наличии слабых грунтов.
• Мониторинг температурного режима: Устройство контрольно-термических скважин для отслеживания эффективности замораживания, а также для контроля температурных полей в вечномерзлых грунтах при строительстве или эксплуатации объектов.

Особенности и ограничения

• Глубина бурения: Норма применима для скважин глубиной до 600 метров. Для скважин большей глубины могут применяться другие нормы или разрабатываться индивидуальные расценки.
• Тип грунтов: Применение строго ограничено грунтами 2 группы по буримости. Ошибочное определение группы грунта приведет к некорректному расчету сметы.
• Точность бурения: Для замораживающих скважин критически важна высокая точность бурения, так как отклонения могут привести к несмыканию ледопородных цилиндров и, как следствие, к нарушению целостности замороженного массива. Допускаемое отклонение замораживающих скважин при глубине до 500 м рассчитывается по формуле: а = 0,5 + 0,002 Н (м), где Н – глубина скважины.
• Применение ВЗД: Норма явно указывает на использование винтовых забойных двигателей, что подразумевает специфическую технологию бурения и соответствующее оборудование.

Полезная информация для сметчика

Для эффективной работы с ГЭСН 04-01-090-02 сметчикам необходимо учитывать ряд практических аспектов, избегать распространенных ошибок и быть в курсе связанных нормативных документов.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение группы грунта: Одна из наиболее частых ошибок. Необходимо тщательно изучать инженерно-геологические изыскания и использовать официальную классификацию грунтов по буримости (например, из Сборника ГЭСН-2001-04) для точного отнесения грунта к нужной группе.
2. Игнорирование неучтенных материалов: Норма не включает расход таких материалов, как смазка, долота, буровой раствор (глина, цемент, вода, химреагенты) и бурильные трубы. Их стоимость должна быть учтена дополнительно на основании проектных данных или фактического расхода.
3. Неучет дополнительных операций: В некоторых случаях, особенно при сложном бурении, может потребоваться многократная компоновка нижней части бурильной колонны (КНБК). Если это предусмотрено геолого-техническим нарядом или проектной документацией, затраты на КНБК, выполняемую в процессе бурения, учитываются дополнительно по норме ГЭСН 04-06-005-01.
4. Неправильное применение коэффициентов: Неверное применение коэффициентов на стесненные условия, работу в зимнее время или другие усложняющие факторы может привести к искажению сметной стоимости. Все коэффициенты должны применяться строго в соответствии с технической частью ГЭСН и соответствующими приложениями.
5. Отсутствие контроля точности бурения: Для замораживающих скважин отклонение от проектной оси может привести к серьезным технологическим проблемам. Хотя норма учитывает затраты на бурение, контроль точности (например, с помощью инклинометров) и возможные корректирующие работы должны быть предусмотрены в проекте.

Практические советы

• Тщательные инженерно-геологические изыскания: Основа для корректного применения нормы. Чем точнее данные о грунтах, тем меньше рисков ошибок в смете.
• Использование современных систем контроля: Применение телеметрических систем (MWD – Measurement While Drilling) и автономных систем (EMS – Electronic Multi Shot), а также гирокомпасов позволяет в реальном времени контролировать и корректировать траекторию бурения, обеспечивая высокую точность.
• Контроль качества бурового раствора: Регулярный контроль плотности, вязкости и других параметров бурового раствора критичен для эффективного бурения и предотвращения осложнений.
• Комплексный подход: Учитывайте не только саму норму бурения, но и сопутствующие работы, такие как монтаж и демонтаж буровых установок (ГЭСН 04-01-079-02 для установок с тяговым усилием 50 тс, что соответствует буровым установкам, учтенным в данной норме).
• Внимательное изучение Технической части Сборника ГЭСН-04: В ней содержатся общие положения, правила применения норм, коэффициенты и другие важные указания, которые могут повлиять на расчет.

Связанные нормы

Норма ГЭСН 04-01-090-02 является частью серии норм, регулирующих направленное бурение замораживающих и контрольно-термических скважин в различных группах грунтов. К ним относятся:

• ГЭСН 04-01-090-01: для грунтов 1 группы.
• ГЭСН 04-01-090-03: для грунтов 3 группы.
• ГЭСН 04-01-090-04: для грунтов 4 группы.
• ГЭСН 04-01-090-05: для грунтов 5 группы.
• ГЭСН 04-01-090-06: для грунтов 6 группы.
• ГЭСН 04-01-090-07: для грунтов 7 группы.
• ГЭСН 04-01-090-08: для грунтов 8 группы.

Кроме того, могут быть применимы нормы на монтаж/демонтаж бурового оборудования, например, ГЭСН 04-01-079-02 "Монтаж установки горизонтально направленного бурения: с тяговым усилием 50 тс (500 кН)" или ГЭСН 04-01-079-01 для 20 тс. Также, как упомянуто ранее, для учета затрат на КНБК, выполняемую в процессе бурения, следует использовать ГЭСН 04-06-005-01.

Контрольные моменты

• Проектная документация: Всегда сверяйтесь с проектной документацией для определения точной глубины, диаметра скважин, типа грунтов и специфических требований к буровому раствору.
• Геологические условия: Учитывайте возможные изменения геологических условий на площадке, которые могут потребовать корректировки применяемой нормы или использования коэффициентов.
• Технологические особенности: Помните, что направленное бурение с ВЗД требует особого внимания к контролю траектории, что может влиять на выбор оборудования и квалификацию персонала.
• Актуальность нормативов: Регулярно проверяйте актуальность применяемых ГЭСН и приказов Минстроя России, так как они могут изменяться и дополняться.

Заключение

ГЭСН 04-01-090-02 – это важный инструмент для сметчиков, позволяющий корректно определить затраты на сложное и ответственное направленное бурение замораживающих и контрольно-термических скважин. Глубокое понимание состава работ, необходимых ресурсов, классификации грунтов и потенциальных рисков, а также знание связанных нормативных документов, обеспечит точность и достоверность сметных расчетов, способствуя успешной реализации строительных проектов.