ГЭСН 04-01-090-05: Направленное бурение скважин до 600 м

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-01-090-05 является ключевым инструментом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по направленному бурению. Эта норма охватывает специфический и технологически сложный вид работ – бурение замораживающих и контрольно-термических скважин глубиной до 600 метров в грунтах 5 группы с применением винтовых забойных двигателей (ВЗД).

Назначение и область применения нормы:

ГЭСН 04-01-090-05 предназначена для определения ресурсных показателей (трудозатрат, потребности в машинах и материалах) при выполнении буровых работ, требующих высокой точности траектории скважины. , Такие скважины критически важны в следующих случаях:

• Замораживающие скважины: Используются для искусственного замораживания грунтов с целью их стабилизации при проходке шахтных стволов, строительстве тоннелей, котлованов или других подземных сооружений в водонасыщенных или слабых грунтах. Создание ледогрунтового ограждения обеспечивает безопасность работ и предотвращает обрушения.
• Контрольно-термические скважины: Применяются для мониторинга температурного режима грунтов, особенно в условиях вечной мерзлоты или при строительстве объектов, влияющих на тепловой баланс грунтов (например, трубопроводов, зданий на свайных фундаментах). Это позволяет своевременно выявлять изменения и принимать меры по предотвращению деформаций.

Основные характеристики:

• Метод бурения: Направленное бурение с использованием винтовых забойных двигателей (ВЗД). ВЗД – это гидромоторы объемного действия, приводимые в движение потоком бурового раствора, которые обеспечивают вращение долота непосредственно на забое скважины. , Это позволяет точно контролировать траекторию бурения, что критически важно для создания сложных пространственных конфигураций скважин, например, для формирования ледогрунтовых завес.
• Глубина: Норма рассчитана на бурение скважин глубиной до 600 метров.
• Грунты: Применяется для грунтов 5 группы по буримости. Это означает, что норма учитывает особенности бурения в достаточно плотных и сложных породах.
• Единица измерения: 100 метров пробуренной скважины.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 04-01-090-05 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для выполнения направленного бурения скважин с применением ВЗД.

1. Направленное бурение скважин с применением винтовых забойных двигателей: Основная операция, включающая непосредственное разрушение породы и формирование ствола скважины с заданным направлением и углом.
2. Наращивание и разборка бурильной колонны: Операции по добавлению или извлечению секций бурильных труб по мере углубления или подъема инструмента.
3. Спуск и подъем бурового инструмента: Перемещение бурового снаряда (долота, ВЗД, бурильной колонны) в скважине.
4. Приготовление бурового раствора: Подготовка и поддержание необходимых параметров бурового раствора, который используется для выноса шлама, охлаждения долота и стабилизации стенок скважины.
5. Контроль за параметрами бурового раствора: Регулярная проверка плотности, вязкости, водоотдачи и других характеристик раствора для обеспечения эффективного бурения.
6. Чистка желобов и емкостей циркуляционной системы: Поддержание чистоты системы циркуляции бурового раствора для предотвращения засоров и обеспечения его качества.
7. Оформление документации, отбор шлама и другие работы, способствующие нормальному бурению скважин: Ведение бурового журнала, отбор проб грунта (шлама) для геологического контроля, а также прочие вспомогательные работы, обеспечивающие бесперебойный процесс бурения.
8. Обслуживание бурового оборудования и внутрипостроечного транспорта: Текущее техническое обслуживание буровых установок, насосов, кранов и другого оборудования, а также транспортных средств, задействованных на объекте.
9. Демонтаж и монтаж буровой установки с перемещением по фронту работ: Установка и последующий демонтаж бурового оборудования на новой точке бурения в пределах строительной площадки.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 04-01-090-05 учитывает следующие основные ресурсы, необходимые для выполнения работ:

Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 2 разряда: 70.4 чел.-ч
• Рабочий 3 разряда: 140.79 чел.-ч
• Рабочий 4 разряда: 211.24 чел.-ч
• Рабочий 5 разряда: 70.4 чел.-ч

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): 68.35 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 50 т: 0.02 маш.-ч
• Погрузчики телескопические, грузоподъемность до 3 т, высота подъема до 16 м: 66.7 маш.-ч
• Установки электрические для приготовления бурового раствора, объем резервуара 22 м3: 68.35 маш.-ч
• Контейнеры с перемешивателями для хранения бурового раствора, объем резервуара 40 м3: 205.04 маш.-ч
• Системы центральные грубой очистки бурового раствора в комплекте с емкостью объемом 10 м3, рабочая поверхность сит до 6 м2: 68.35 маш.-ч
• Сепараторы ситогидроциклонные для очистки бурового раствора в комплекте с емкостью объемом 10 м3, пропускная способность по буровому раствору до 65 л/с: 68.35 маш.-ч
• Насосы буровые трехпоршневые для подачи бурового раствора, подача 86-184 м3/ч, давление на выходе 35-18 МПа: 132 маш.-ч
• Насосы центробежные консольные горизонтальные грязевые, производительность 100 м3/ч, напор до 32 м: 264 маш.-ч

Материалы (с нулевым расходом по данной норме):

• Смазка: 0 ч
• Долото трехшарошечное: 0 ч
• Раствор буровой: 0 ч
• Трубы бурильные: 0 ч
• Трубы бурильные утяжеленные: 0 ч

Важно отметить, что материалы с нулевым расходом в данной норме (смазка, долото, буровой раствор, бурильные трубы) не означают их отсутствие в процессе бурения. Их расход может быть учтен в других нормах, в составе эксплуатации машин, или же они являются оборотными средствами, не списываемыми на каждый метр бурения. Например, расход бурового раствора и химреагентов часто определяется по проекту и учитывается дополнительно.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих по норме 04-01-090-05 составляют 492.83 чел.-ч на каждые 100 метров бурения. Средний разряд рабочих, задействованных в процессе, составляет примерно 3.6. Это отражает высокую квалификацию, необходимую для выполнения работ по направленному бурению с применением сложного оборудования.

Время выполнения работ напрямую зависит от глубины бурения, геологических условий и производительности оборудования. Норматив устанавливает ресурсные показатели, а не календарные сроки. Фактическая продолжительность работ определяется в проекте организации строительства (ПОС) с учетом конкретных условий объекта.

Требования к квалификации

Высокий средний разряд рабочих (3.6) указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала. Рабочие 4-го и 5-го разрядов, составляющие значительную часть трудозатрат, должны обладать глубокими знаниями и опытом в области буровых работ, обслуживания сложного бурового оборудования, приготовления и контроля буровых растворов, а также пониманием принципов направленного бурения. Рабочие младших разрядов (2-го и 3-го) выполняют вспомогательные и менее сложные операции под руководством более опытных специалистов.

Грунты 5 группы по буримости

Классификация грунтов по буримости является ключевым фактором при выборе сметной нормы. Грунты 5 группы по буримости, согласно различным классификациям (например, СНиП IV-2-82, СП Минстроя), включают породы средней крепости, требующие значительных усилий и специализированного оборудования для бурения. ,

К 5 группе грунтов относятся:

• Суглинки и супеси с примесью мелкой (до 3 см) гальки или щебня до 20%.
• Мерзлые породы: глины и суглинки.
• Песчаники на известковистом и железистом цементе. ,
• Алевролиты, аргиллиты. ,
• Глины аргиллитоподобные, весьма плотные, плотные сильно песчанистые.
• Конгломерат осадочных пород на песчано-глинистом или другом пористом цементе.
• Известняки, мрамор, доломиты мергелистые, ангидрит весьма плотный, опоки пористые выветрелые. ,
• Каменный уголь твердый, антрацит, фосфориты желваковые. ,
• Галечно-щебенистые грунты.

Бурение в таких грунтах требует применения мощных буровых установок и специализированных долот, а также тщательного контроля за параметрами бурения и бурового раствора.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение ГЭСН 04-01-090-05 в сметной документации требует последовательного подхода:

1. Определение объема работ: Установить общую длину замораживающих или контрольно-термических скважин, подлежащих бурению, в метрах.
2. Проверка группы грунтов: Убедиться, что грунты на участке соответствуют 5 группе по буримости. Это должно быть подтверждено инженерно-геологическими изысканиями. ,
3. Применение нормы: Разделить общую длину скважин на 100 (единица измерения нормы) для получения количества единиц нормы. Пример: Если необходимо пробурить 3 скважины по 200 метров каждая, общая длина составит 600 метров. Количество единиц нормы = 600 м / 100 м = 6 единиц.
4. Расчет ресурсных показателей: Умножить количество единиц нормы на ресурсные показатели, указанные в ГЭСН (трудозатраты, машино-часы, расход материалов). Пример: Для 6 единиц нормы, трудозатраты рабочих составят 6 * 492.83 чел.-ч = 2956.98 чел.-ч.
5. Применение коэффициентов: Учесть возможные повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные технической частью Сборника ГЭСН 04 "Скважины" и Методическими рекомендациями по применению сметных норм. , Коэффициенты могут применяться в зависимости от:

• Диаметра долота (при расширении скважин). ,
• Условий производства работ (например, стесненность, работа в зимнее время).
• Специфических требований проекта.

6. Учет неучтенных ресурсов: Дополнительно включить в смету затраты на материалы, которые не учтены в данной норме, но необходимы по проекту (например, специфические химреагенты для бурового раствора, обсадные трубы, фильтры, цемент для тампонажа). ,

Примеры использования

• Строительство метрополитена: При проходке тоннелей в сложных водонасыщенных грунтах может потребоваться предварительное замораживание массива. ГЭСН 04-01-090-05 будет применяться для расчета стоимости бурения замораживающих скважин, образующих ледогрунтовую завесу.
• Возведение высотных зданий на вечномерзлых грунтах: Для обеспечения устойчивости фундаментов и мониторинга температурного режима грунтов вокруг свайных полей бурятся контрольно-термические скважины. Данная норма позволит рассчитать затраты на их бурение.
• Экологический мониторинг: В некоторых случаях, для контроля распространения загрязнений или температурных аномалий в глубоких слоях грунта, могут буриться направленные контрольно-термические скважины.

Особенности и ограничения

• Направленное бурение: Норма специально разработана для направленного бурения, что подразумевает возможность изменения траектории скважины в процессе бурения. Это отличает ее от норм на вертикальное бурение. ,
• Винтовые забойные двигатели: Применение ВЗД является ключевой особенностью нормы, поскольку они обеспечивают необходимую точность и управляемость при направленном бурении. ,
• Глубина до 600 м: Норма учитывает специфику работ на значительных глубинах, включая повышенные требования к оборудованию и квалификации персонала.
• Грунты 5 группы: Применение нормы строго ограничено грунтами 5 группы по буримости. Для других групп грунтов следует использовать соответствующие нормы Сборника ГЭСН 04.
• Неучтенные работы: Норма не учитывает затраты на геофизические работы в скважинах, а также работы по подготовке труб к протаскиванию (при горизонтально-направленном бурении, если бы это был ГНБ). Эти работы должны быть учтены дополнительно по соответствующим нормам или расчетам.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Сметчики часто сталкиваются с ошибками при применении норм на буровые работы. Для ГЭСН 04-01-090-05 наиболее распространенные ошибки включают:

1. Неверное определение группы грунтов: Использование нормы для грунтов, не соответствующих 5 группе, приводит к некорректному расчету затрат. Как избежать: Всегда основываться на данных инженерно-геологических изысканий и официальной классификации грунтов по буримости. ,
2. Игнорирование глубины бурения: Применение нормы для скважин, выходящих за пределы 600 м, без соответствующих корректировок. Как избежать: Внимательно проверять проектную глубину скважин и при необходимости применять коэффициенты или другие нормы для больших глубин.
3. Неучет специфических коэффициентов: Отсутствие или неправильное применение коэффициентов, предусмотренных технической частью Сборника ГЭСН 04, для особых условий (например, расширение скважины, работа в стесненных условиях). Как избежать: Тщательно изучать техническую часть сборника и все приложения к нему. ,
4. Неправильный учет материалов: Ошибки в расчете или исключение из сметы материалов, не учтенных в норме, но необходимых для бурения (например, специфические добавки для бурового раствора, обсадные трубы, цемент для тампонажа). Как избежать: Детально изучать проектную документацию и состав работ, а также примечания к норме, указывающие на неучтенные ресурсы. ,
5. Отсутствие полной сметы и скрытые расходы: Согласование только базовой стоимости бурения без учета всех сопутствующих работ и материалов. Как избежать: Требовать от подрядчика полную, детализированную смету с финальной стоимостью, включающей все этапы и ресурсы. ,
6. Недостаточное внимание к геологическим изысканиям: Полагаться на опыт соседей или общие данные вместо проведения полноценных гидрогеологических изысканий. Как избежать: Обязательно проводить комплексные инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания перед началом бурения для точного определения условий и выбора оптимальной технологии. ,

Практические советы

• Всегда начинайте с проекта: Детальный проект, включающий инженерно-геологические изыскания, траектории скважин, тип и параметры бурового раствора, является основой для корректного применения нормы.
• Используйте актуальные сборники ГЭСН: Убедитесь, что вы используете последнюю редакцию Сборника ГЭСН 04 "Скважины" (например, ГЭСН-2022), так как нормативы регулярно обновляются. ,
• Внимательно читайте техническую часть: Техническая часть сборника содержит важные указания по применению норм, включая коэффициенты и правила учета дополнительных затрат. ,
• Учитывайте специфику ВЗД: Винтовые забойные двигатели обеспечивают высокую точность направленного бурения, что может снизить риски отклонений и, как следствие, непредвиденных затрат. ,
• Контролируйте качество бурового раствора: Правильно приготовленный и контролируемый буровой раствор значительно влияет на эффективность и безопасность бурения, а также на срок службы скважины.
• Не экономьте на квалификации: Привлечение опытных буровиков и сметчиков, знакомых со спецификой направленного бурения и применения ВЗД, поможет избежать дорогостоящих ошибок. ,

Связанные нормы

При составлении сметы на буровые работы, особенно в комплексе с ГЭСН 04-01-090-05, могут потребоваться другие нормы из Сборника ГЭСН 04 "Скважины" или других сборников:

• Направленное бурение скважин в грунтах 1 группы и другие нормы серии 04-01-090-xx: для бурения замораживающих и контрольно-термических скважин в грунтах других групп по буримости.
• Роторное бурение скважин с прямой промывкой (и до 04-01-005): для вертикального бурения скважин с прямой промывкой. ,
• Роторное бурение скважин с отбором керна (и до 04-01-025): если требуется отбор керна для геологических исследований. ,
• Роторное бурение скважин с обратной промывкой: для бурения скважин с обратной промывкой, если это предусмотрено проектом.
• Нормы на крепление скважин: Например, ГЭСН 04-02-001 и далее, для спуска обсадных колонн, цементации затрубного пространства.
• Нормы на демонтаж оборудования: Если демонтаж буровой установки не включен в основную норму или требуется перемещение на значительные расстояния.
• Нормы на горизонтально-направленное бурение (ГНБ): Хотя ГЭСН 04-01-090-05 относится к направленному бурению, ГНБ является отдельной технологией, регулируемой другими нормами, например, ГЭСН 04-01-076 "Бурение пилотной скважины машиной горизонтального бурения" и ГЭСН 04-01-077 "Бурение с предварительным расширением скважины", которые применяются для прокладки трубопроводов. ,

Контрольные моменты

Для обеспечения правильного применения нормы и контроля за выполнением работ необходимо уделять внимание следующим аспектам:

• Проектная документация: Строгое соответствие выполняемых работ проектным решениям, включая глубину, диаметр, траекторию скважин и тип грунтов.
• Геологический надзор: Постоянный контроль за соответствием фактических геологических условий данным изысканий.
• Контроль параметров бурения: Мониторинг скорости проходки, давления, расхода бурового раствора и других параметров, влияющих на качество и безопасность работ.
• Качество материалов: Проверка качества используемых буровых растворов, цемента, труб и других материалов.
• Квалификация персонала: Убедиться, что работы выполняются квалифицированным персоналом, имеющим опыт работы с винтовыми забойными двигателями и направленным бурением. ,

Соблюдение этих контрольных моментов позволит минимизировать риски, обеспечить высокое качество буровых работ и точность сметных расчетов.