ГЭСН 04-02-002-08: Крепление скважин при роторном бурении

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-02-002-08 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по креплению скважин. Эта норма включена в Сборник № 4 "Скважины" ГЭСН-2001 (и последующих редакций, таких как ГЭСН 81-02-04-2022), который предназначен для определения потребности в ресурсах (затратах труда рабочих, строительных машинах, материалах) при выполнении буровых работ и составления смет ресурсным методом.

Назначение и область применения нормы: ГЭСН 04-02-002-08 регламентирует затраты на крепление скважины при роторном бурении трубами со сварным соединением. Ее применение строго ограничено следующими параметрами:

• Глубина скважины: от 200 до 300 метров включительно.
• Тип бурения: Роторное бурение. Это высокопроизводительный и универсальный метод, позволяющий проходить скважины в различных породах, включая твердые скальные грунты, до значительных глубин.
• Тип соединения труб: Сварное соединение. Это означает, что норма учитывает все операции, связанные со сваркой обсадных труб для создания единой, прочной колонны.
• Группа грунтов по устойчивости: 2-я группа. Грунты 2-й группы по устойчивости относятся к неустойчивым грунтам без жестких структурных связей. К ним могут относиться водонасыщенные песчано-глинистые грунты (плывуны), разбухающие грунты (глины, мел, гипс), рыхлые грунты и породы, состоящие из отдельных зерен и обломков без сцепления (галька, щебень, гравий, пески), а также разбитые трещинами скальные породы 1-й группы. Крепление скважин в таких грунтах критически важно для предотвращения обрушений и обеспечения стабильности ствола скважины.

Основная цель крепления скважины – предотвращение обвалов стенок, изоляция водоносных горизонтов, а также создание надежного канала для дальнейших работ или эксплуатации. Правильное применение данной нормы позволяет сметчикам точно определить необходимые ресурсы и, как следствие, корректно сформировать сметную стоимость буровых работ.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 04-02-002-08 включает в себя комплекс операций, необходимых для качественного крепления скважины обсадными трубами со сварным соединением. Каждая операция является неотъемлемой частью технологического процесса:

1. Проработка скважины под обсадную колонну. Этот этап включает в себя работы по подготовке ствола скважины к спуску обсадной колонны. Это может быть расширение ствола до необходимого диаметра, очистка от шлама и глинистой корки, а также проверка проходимости скважины для обеспечения беспрепятственного спуска труб. Цель – создать оптимальные условия для установки обсадной колонны, минимизируя риск затяжек и прихватов.
2. Подбор труб. На этом этапе осуществляется выбор обсадных труб, соответствующих проектным требованиям по диаметру, толщине стенки, марке стали и прочностным характеристикам. Важно обеспечить соответствие труб условиям эксплуатации и геологическим особенностям скважины.
3. Подварка стыков и приварка направляющих на обсадные трубы. Поскольку норма предусматривает сварное соединение, этот пункт является ключевым. Он включает в себя подготовку концов труб к сварке (зачистка, фаска), непосредственно сварку стыков для создания герметичного и прочного соединения, а также приварку направляющих (центраторов). Центраторы необходимы для центрирования обсадной колонны в скважине, что обеспечивает равномерное распределение цементного раствора в затрубном пространстве.
4. Постановка и снятие хомутов. Хомуты используются для захвата и удержания обсадных труб при их спуске в скважину. Этот этап включает операции по надежному закреплению труб в элеваторе буровой установки и их последующему освобождению после спуска секции.
5. Посадка колонны в незакрепленную часть скважины. Это непосредственный спуск обсадной колонны в пробуренную, но еще не закрепленную часть скважины. Операция требует высокой точности и контроля, чтобы избежать повреждения стенок скважины и обеспечить правильное положение колонны. В процессе посадки может использоваться буровая установка, обеспечивающая плавное и контролируемое перемещение колонны.
6. Обслуживание внутрипостроечного транспорта. Данный пункт охватывает все вспомогательные работы, связанные с перемещением материалов, оборудования и персонала в пределах рабочей зоны буровой площадки. Это включает подачу труб, электродов, сварочного оборудования и других необходимых ресурсов к месту выполнения работ.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 04-02-002-08 учитывает следующие основные материалы и ресурсы, необходимые для выполнения работ:

Материалы:

• Электроды сварочные для сварки низколегированных и углеродистых сталей УОНИ 13/55, Э50А, диаметр 4-5 мм: 1.2 кг на 10 м крепления. Это основной расходный материал для выполнения сварных соединений обсадных труб, обеспечивающих прочность и герметичность колонны.
• Поковки из квадратных заготовок, масса 1,5-4,5 кг: 0 т. Данный ресурс, хотя и указан в норме, имеет нулевой расход. Это может означать, что поковки используются для изготовления направляющих или других элементов, которые либо учитываются в составе других норм, либо их расход настолько мал, что округляется до нуля, либо их стоимость учтена в составе других ресурсов.
• Башмаки колонные для обсадных труб: 0 ч. Обозначение "0 ч" (или "П" в некоторых сметных программах) для башмаков колонных означает, что их количество определяется по проекту (П). Это связано с тем, что количество и тип башмаков зависят от конкретной конструкции скважины, диаметра обсадной колонны и геологических условий, и не могут быть стандартизированы в рамках элементной нормы.
• Центраторы пружинные для обсадных труб: 0 ч. Аналогично башмакам, количество центраторов также определяется по проекту. Их функция – центрирование обсадной колонны в скважине для обеспечения равномерного цементирования затрубного пространства.
• Трубы: 0 ч. Обсадные трубы являются основным конструктивным элементом крепления скважины, однако их расход также определяется по проекту. Это обусловлено широким диапазоном диаметров, толщин стенок и марок сталей труб, которые выбираются индивидуально для каждой скважины в зависимости от ее назначения, глубины, давления и геологических условий.

Машины и оборудование:

• Установки буровые на автомобильном ходу для роторного бурения скважин, глубина бурения до 500 м, грузоподъемность лебедки до 12,5 т: 3.5 маш.-ч на 10 м крепления. Это основное оборудование, используемое для спуска и подъема обсадной колонны, а также для выполнения других операций, связанных с креплением.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.16 маш.-ч на 10 м крепления. Краны используются для погрузочно-разгрузочных работ, подачи труб и других тяжелых элементов к буровой установке.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.23 маш.-ч на 10 м крепления. Применяются для транспортировки материалов, инструментов и вспомогательного оборудования в пределах строительной площадки.
• Агрегаты сварочные с двигателем внутреннего сгорания для ручной дуговой сварки, сварочный ток до 400 А, количество постов 1: 1.17 маш.-ч на 10 м крепления. Эти агрегаты обеспечивают электроэнергией сварочные работы по соединению обсадных труб.

Трудозатраты и время выполнения

Норма ГЭСН 04-02-002-08 предусматривает следующие трудозатраты:

• Средний разряд работы 4,0: 14.87 чел.-ч на 10 м крепления. Это трудозатраты рабочих-строителей, непосредственно выполняющих операции по креплению скважины. Средний разряд 4.0 указывает на необходимость наличия квалифицированного персонала, способного выполнять сложные и ответственные работы, такие как сварка, монтаж и контроль за спуском колонны.
• Затраты труда машинистов: 3.89 чел.-ч на 10 м крепления. Это трудозатраты машинистов, управляющих буровыми установками, кранами и другим механизированным оборудованием.

Общие трудозатраты на 10 м крепления скважины составляют 14.87 + 3.89 = 18.76 чел.-ч.

Требования к квалификации

Высокий средний разряд работы (4.0) подразумевает, что к выполнению работ по креплению скважин допускаются рабочие, обладающие соответствующей квалификацией и опытом. Это включает:

• Сварщики: Должны иметь допуски к сварке ответственных конструкций, обладать навыками ручной дуговой сварки и опытом работы с трубопроводами. Качество сварных швов критически важно для герметичности и прочности обсадной колонны.
• Бурильщики и помощники бурильщиков: Должны уметь работать с буровыми установками, осуществлять спуск и подъем обсадных колонн, контролировать параметры процесса.
• Стропальщики и такелажники: Необходимы для безопасного перемещения и позиционирования тяжелых труб и оборудования.
• Общий персонал: Должен быть обучен правилам техники безопасности при работе на буровых площадках и с тяжелым оборудованием.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Расчет сметной стоимости работ по ГЭСН 04-02-002-08 осуществляется на основе единицы измерения – 10 метров закрепленной скважины. Алгоритм выглядит следующим образом:

1. Определение объема работ: Из проектной документации берется общая глубина скважины, подлежащая креплению трубами со сварным соединением в указанном диапазоне глубин (свыше 200 до 300 м) и в грунтах 2-й группы устойчивости. Например, если требуется закрепить 250 метров скважины, объем работ составит 250 м.
2. Пересчет на единицу измерения нормы: Общий объем работ делится на 10 м (единица измерения нормы). Пример: 250 м / 10 м = 25 единиц нормы.
3. Расчет затрат ресурсов: Полученное количество единиц нормы умножается на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 04-02-002-08.

• Трудозатраты рабочих: 25 * 14.87 чел.-ч = 371.75 чел.-ч.
• Трудозатраты машинистов: 25 * 3.89 чел.-ч = 97.25 чел.-ч.
• Эксплуатация буровой установки: 25 * 3.5 маш.-ч = 87.5 маш.-ч.
• Эксплуатация крана: 25 * 0.16 маш.-ч = 4.0 маш.-ч.
• Эксплуатация автомобилей бортовых: 25 * 0.23 маш.-ч = 5.75 маш.-ч.
• Эксплуатация сварочных агрегатов: 25 * 1.17 маш.-ч = 29.25 маш.-ч.
• Расход электродов: 25 * 1.2 кг = 30 кг.

4. Учет материалов "по проекту": Для материалов, обозначенных как "0 ч" (башмаки колонные, центраторы пружинные, трубы), их фактический расход определяется на основании проектной документации и учитывается в смете отдельными позициями. Это критически важный шаг, так как эти материалы составляют значительную часть стоимости.
5. Применение коэффициентов: В зависимости от условий производства работ (например, стесненные условия, работа в зимнее время, особые геологические условия), к полученным затратам могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные Общими положениями и Техническими частями Сборника ГЭСН № 4.

Примеры использования

Пример 1: Крепление водозаборной скважины Предположим, необходимо закрепить участок водозаборной скважины глубиной 280 м, расположенный в глинистых грунтах средней плотности (2-я группа устойчивости), с использованием обсадных труб со сварным соединением. Для расчета сметной стоимости работ по креплению данного участка применяется ГЭСН 04-02-002-08.

• Объем работ: 280 м.
• Количество единиц нормы: 280 м / 10 м = 28.
• Далее, все ресурсные показатели нормы умножаются на 28. Например, трудозатраты рабочих составят: 28 * 14.87 чел.-ч = 416.36 чел.-ч.
• Расход электродов: 28 * 1.2 кг = 33.6 кг.
• Обсадные трубы, башмаки и центраторы будут учтены согласно спецификации проекта.

Пример 2: Крепление разведочной скважины Для разведочной скважины глубиной 220 м в зоне плывунов (2-я группа грунтов) также применяется ГЭСН 04-02-002-08.

• Объем работ: 220 м.
• Количество единиц нормы: 220 м / 10 м = 22.
• Расчеты ресурсов производятся аналогично, умножением на 22.

Особенности и ограничения

• Глубина: Норма строго привязана к диапазону глубин свыше 200 до 300 м. Для других глубин существуют другие поднормы в рамках ГЭСН 04-02-002 (например, 04-02-002-06 для глубин до 200 м, 04-02-002-11 для глубин свыше 300 м).
• Группа грунтов: Применение нормы обусловлено 2-й группой грунтов по устойчивости. Если грунты относятся к другой группе, необходимо использовать соответствующие нормы или применять коэффициенты, если таковые предусмотрены технической частью сборника. Классификация грунтов по группам буримости и устойчивости приведена в приложениях к Сборнику ГЭСН № 4.
• Тип соединения: Норма применима только для сварного соединения труб. Если проектом предусмотрено муфтовое соединение, следует использовать ГЭСН 04-02-001 "Крепление скважины при роторном бурении трубами с муфтовым соединением".
• Технология бурения: Норма разработана исключительно для роторного бурения. Для ударно-канатного бурения применяется ГЭСН 04-02-003 "Крепление скважины при ударно-канатном бурении".

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильная интерпретация "0 ч" для материалов. Одна из наиболее распространенных ошибок – игнорирование или неправильное понимание нулевого расхода для таких материалов, как трубы, башмаки и центраторы. "0 ч" или "П" (по проекту) означает, что эти материалы не включены в норматив расхода данной ГЭСН, и их количество должно быть определено и учтено в смете отдельно, на основании проектной документации. Неучет этих позиций приведет к значительному занижению сметной стоимости.
2. Несоответствие глубины или группы грунтов. Применение ГЭСН 04-02-002-08 для скважин с глубиной вне диапазона 200-300 м или для грунтов, не относящихся ко 2-й группе устойчивости, является грубой ошибкой. Всегда проверяйте соответствие проектных данных условиям применения нормы.
3. Использование нормы для другого типа соединения. Если проектом предусмотрено муфтовое соединение обсадных труб, а сметчик по ошибке применяет ГЭСН 04-02-002-08 (для сварного соединения), это приведет к некорректному расчету трудозатрат и машино-часов, а также к неправильному учету материалов (например, отсутствию учета муфт). Необходимо использовать ГЭСН 04-02-001.
4. Неучет дополнительных работ. Данная норма охватывает только крепление скважины. Работы по самому бурению (например, роторное бурение скважин), цементации затрубного пространства (ГЭСН 04-03-001), установке фильтров, откачке воды, геофизическим исследованиям и другим сопутствующим операциям должны нормироваться отдельно по соответствующим ГЭСН.

Практические советы

• Всегда используйте актуальную редакцию ГЭСН. Нормативные документы регулярно обновляются. Убедитесь, что вы используете последнюю действующую редакцию Сборника ГЭСН № 4 "Скважины".
• Внимательно изучайте проектную документацию. Именно проект является основным источником информации для определения объемов работ и спецификации материалов, особенно для позиций, учитываемых "по проекту".
• Учитывайте условия производства работ. Применяйте соответствующие коэффициенты, если работы выполняются в стесненных условиях, в зимнее время или при других усложняющих факторах, предусмотренных технической частью сборника.
• Контроль качества сварных соединений. Поскольку норма предполагает сварное соединение, важно обеспечить контроль качества сварочных работ на объекте, так как это напрямую влияет на надежность и долговечность обсадной колонны.
• Комплексный подход к расчету. Помните, что крепление скважины – это лишь один из этапов буровых работ. Для составления полной и достоверной сметы необходимо учитывать все сопутствующие и предшествующие работы.

Связанные нормы

Для полного и корректного составления сметы на бурение и крепление скважин, сметчику необходимо ориентироваться в комплексе взаимосвязанных норм Сборника ГЭСН № 4 "Скважины":

• Роторное бурение скважин (ГЭСН 04-01-001 и далее): Эти нормы описывают затраты на само бурение скважин роторным способом, предшествующее их креплению. Выбор конкретной нормы зависит от глубины и группы грунтов.
• ГЭСН 04-02-001 "Крепление скважины при роторном бурении трубами с муфтовым соединением": Применяется в случаях, когда обсадные трубы соединяются муфтами, а не сваркой.
• ГЭСН 04-02-003 "Крепление скважины при ударно-канатном бурении": Используется, если крепление скважины производится при другом способе бурения – ударно-канатном.
• ГЭСН 04-02-004 "Свободный спуск или подъем обсадных труб в трубах большего диаметра при роторном и ударно-канатном бурении": Эта норма может применяться для учета затрат на свободный спуск или подъем обсадных труб, если такие операции не учтены в основной норме крепления или требуются дополнительно.
• ГЭСН 04-02-006 "Сварка обсадных труб" и ГЭСН 04-02-007 "Резка обсадных труб": Хотя ГЭСН 04-02-002-08 включает подварку стыков, для дополнительных объемов сварки или резки труб, не учтенных в составе работ данной нормы, следует применять эти отдельные нормы.
• ГЭСН 04-03-001 "Цементация затрубного пространства при роторном и ударно-канатном бурении": После крепления скважины часто требуется цементация затрубного пространства для дополнительной изоляции и фиксации колонны.

Контрольные моменты

При работе с ГЭСН 04-02-002-08 важно уделять внимание следующим контрольным точкам:

• Соответствие проектной документации: Все параметры (глубина, тип грунта, диаметр труб, тип соединения) должны строго соответствовать проекту. Любые отклонения требуют обоснования и, возможно, применения других норм или коэффициентов.
• Качество сварных соединений: Хотя это не прямая задача сметчика, он должен понимать, что качество сварки напрямую влияет на надежность конструкции и, в случае некачественного выполнения, может повлечь дополнительные затраты на ремонт или переделку.
• Учет всех ресурсов: Убедитесь, что все необходимые ресурсы, включая те, что определяются "по проекту", учтены в смете. Это предотвратит недооценку стоимости работ.
• Актуальность нормативной базы: Регулярно проверяйте обновления ГЭСН, чтобы использовать только актуальные данные.

Соблюдение этих принципов позволит сметчику составить точную и обоснованную смету, минимизируя риски возникновения разногласий и перерасхода средств на этапе реализации проекта.