Малогабаритные буровые установки – разновидности и сферы применения
Области применения малогабаритных буровых установки очень разнообразны. Их можно встретить на разработках карьеров, на строительных площадках, в частном секторе, на участках геологической разведки и т.д. Разнообразие этих машин впечатляет, поскольку обусловлено назначением, производительностью, степью автоматизации и мобильностью. Поэтому заинтересованный предприниматель гарантировано сможет подобрать для своей организации наиболее подходящую по характеристикам модель.
Что такое малогабаритное бурение?
Малогабаритное бурение – это буравление скважин, диаметром 25–1000 мм, малой глубины до 1000 м (для справки, максимальный диаметр промышленных скважин достигает 3 м, а глубины до 15 000 м.). Процесс выполняют машинами с ручным, механическим или автоматическим управлением, оснащёнными ударным или вращательным инструментом. Пробуривание часто требуется в скальных породах (известняк, гранит, сланцы) и дисперсных грунтах (глина, суглинок, супесь, песок, ил, песок, торф, пылеватый песок, лёссовые грунты). Классифицируются скважины по направлению на 3 типа:
- Вертикальные.
- Горизонтальные.
- Наклонные.
Буровая малогабаритная установка обеспечивает доступ в глубь, в результате чего на поверхность можно поднять техническую или питьевую воду, почву для исследования, установить сваю, заложить взрывной заряд или анкерный крепёж. Такой вид техники очень популярен, как у малых предприятий, так и у крупных, в качестве вспомогательного оборудования.
Процесс бурения проводят разными методами, руководствуясь типом почвы и глубиной скважины.
Однако есть 3 основных этапа, которые соблюдаются всегда:
- точечное разрушение почвы по месту бурения (котлован глубиной до 1000 мм);
- выемка выработанного грунта на поверхность;
- прочистка и укрепление ствола скважины.
Последняя операция очень важна, поскольку позволяет избежать обвала грунта стен. Если это скважина для воды, то её усиливают обсадными и фильтрующими трубами. А затем герметизируют пространство между стенками ствола и обсадной трубы цементно-песчаной смесью.
Что такое малогабаритная буровая установка?
Малогабаритная буровая установка – это комплекс узлов и агрегатов с системой управления, работающих в сбалансированном режиме. Степень механизации или автоматизации машины определяется заводом изготовителем. При этом в конструкцию каждой буровой установки (за исключением ручных, совсем малых и простых) входят следующие элементы:
- Рама или корпус.
- Мачта и система талей.
- Двигатель: электрический, дизельный или бензиновый.
- Опорные механизм для устойчивой работы машины (аутригеры).
- Инструменты: буровая штанга с острым наконечником, шнеки, долото.
- Вертлюг, с помощью которого бур свободно вращается.
- Пост управления.
- Буровой насос.
Как правило оборудование разборное, что позволяет его быстро монтировать и демонтировать для перевозки в компактном виде к месту бурения или на базу предприятия.
Принцип работы буровой
Способы бурения скважин делятся на: 1) вращательный (роторный, шнековый); 2) ударный (ударно-канатный); 3) ударно-вращательный. Первый широко применяется для работы с рыхлыми почвами. Второй эффективен для проходки скважин в мёрзлых грунтах, закарстованных породах и в породах с коэффициентом крепости f<15. Третий метод продуктивен при бурении крепких и трудноразрушаемых пород со значительной трещиноватостью.
Поскольку шнековый способ является самым распространённым, перечислим этапы его бурения:
- Бурильщики готовят оборудование, устанавливают машину на аутригеры.
- Снимают верхний слой почвы, для удаления сыпучих и неуплотнённых грунтов.
- Измеряют лазерным устройством уровень и определяют направление бурения.
- Разрабатывают скважину до упора шнека (пока его длина не закончится).
- Поднимают разрушенную породу по винтовой передаче наверх.
- Откидывают извлекаемую породу в подготовленный котлован.
- Прекращают бурение по достижении результата.
Защитить скважину от обвала грунта вдоль ствола помогают обсадные трубы или глинистый раствор. Его закачивают внутрь штанги, откуда он возвращается на поверхность, попутно охлаждая инструмент и смазывая стенки скважины. Для дополнительного удаления выработанной почвы используются водяные насосы и отстойники.
Шаг спирали и скорость вращения шнека выбираются в зависимости от свойств породы. Например, для мягких грунтов рабочие лопасти должны быть расположены под углом в 30–60°, относительно вертикали бурения, а для твёрдых – под прямым углом 90°.
Классификация буровых установок
Многообразие бурильных установок состоит из машин: разных габаритов, различной степени механизации и автоматизации, широкого перечня назначения. Одни предназначены для установки свай и анкеров, другие для бурения и реставрации скважин, третьи для разработки каменных пород и добычи нефтегазовых полезных ископаемых. Поэтому производители выпускают разные буровые, которые классифицируют на рынке и в каталогах:
По виду работ:
- разведочные;
- эксплуатационные (добыча);
- технические (скважины, строительство).
По способу бурения:
- ударные;
- вращательные;
- вибрационные;
- ударно-вращательные;
- разрядно-импульсные.
По типу привода:
- дизельные;
- бензиновые;
- электрические;
- бензоэлектрические;
- дизель-электрические.
- электрогидравлические.
По способу передвижения:
- самоходные;
- передвижные;
- стационарные.
По дислокации:
- наземные;
- плавучие.
Главным параметром буровых выступает глубина бурения (грузоподъёмность). Грузоподъёмность зависит от конструкции установки, её характеристик, а также от состава почвы и типа скважины.
Двигатели буровых (приводы)
Буровые установки работают от силовой передачи, передаваемой на узел через привод от силового агрегата (двигателя).
В качестве мотора производители комплектуют установки такими агрегатами, как:
- дизельные;
- бензиновые;
- электрические;
- бензоэлектрические;
- дизель-электрические.
- электрогидравлические.
Дизельные или бензиновые моторы ставят на малогабаритные и самоходные машины, с высокой мобильностью. Для более мощных буровых применяются гибридные бензоэлектрические или дизель-электрические установки. Они экономят топливо и меньше загрязняют окружающую среду. Электрические и электрогидравлические могут быть очень простыми или невероятно сложными и мощными. Последние встречаются при разработке скважин в твёрдых породах. Такие машины работают вблизи электрических сетей или автономных подстанций.
По способу перемещения
География бурения практически ничем не ограничивается. Поэтому рынок промышленного оборудования предлагает буровикам стационарные, передвижные и самоходные станции.
Стационарные представляют собой мощные установки, которые часто можно увидеть на участках газо- и нефтедобычи. Как правило они размещаются по месту на долгие годы, а то и навсегда. Они оборудованы усиленными опорами, вышкой управления и элементами обогрева. Как мини-заводы.
Передвижные буровые составляют категорию ручных и перевозимых установок. Первые чаще встречаются при монтировании свайного винтового фундамента. Последние могут быть скомпонованы на автомобильном прицепе. Этот вид оборудования используется для бурения скважин на воду.
Самоходные станции компонуются на колёсном или гусеничном шасси. Отличаются прекрасной мобильностью и высокой проходимостью. Этот вид оборудования применяются для бурения артезианских скважин, в геологоразведке и в добыче полезных ископаемых. Как правило самоходные буровые оснащаются бензиновыми, дизельными или гибридными силовыми установками.
Обзор оборудования
Предлагаем беглый обзор малогабаритных буровых установок с кратким описание и основными характеристиками. Это позволит вам ближе познакомиться с данным видом оборудования и проще ориентироваться при выборе.
Электрическая буровая установка KQD100
Экологически чистое электромеханическое устройство для бурения скважин глубиной 15–20м. Модель адресована строительным и геолого-разведывательным организациям. Предназначена для специфических условий, где нет необходимости задействовать тяжёлые буровые установки. Представляет собой компактное изделие, сформированное по модульному принципу. Может работать в комплексе с дизельным компрессором серии LGCY-6/7, LGCY-7.5/7 или LGCY-9/7.
Буровая мачта выполнена в виде рамной стойки. Её боковые линии выполняют функции направляющих для каретки высокоскоростного вращательного двигателя с циклоидным редуктором. Устойчивость при бурении обеспечивается двумя упорами с колышками (продолжение рамы мачты) и двумя задними стойками. В рабочем положении буровой блок устанавливается опорным треугольником. Управление осуществляется от кнопочного пульта с рычагами на отдельной металлической раме-станине.
| Модель | KQD100 |
| Диаметр буровой скважины (мм) | 80 - 100 |
| Глубина бурения (м) | ≥ 20 |
| Скорость вращения (об/мин) | 0 - 62 |
| Рабочее давление (МПа) | 0,5 ~ 0,7 |
| Размеры буровой штанги (мм) | 60 х 1000 |
| Расход воздуха (м3/мин) | ≥ 7 |
| Усилие подъёма (Н) | 9600 |
| Мощность электродвигателя (кВт) | 4 |
Пневматическая буровая установка на гусеничном ходу KY100
Модель относится к категории мобильных агрегатов с подвижным вращателем, предназначенных для универсального бурения скважин незначительной глубины (взрывные работы, строительство колодцев, прослеживания пластов, геологические изыскания и т.д.).
Среди главных элементов конструкции можно выделить: дизельный 2-х цилиндровый двигатель, гусеничное шасси, пневмогидравлический привод бурения, мачту с гидроцилиндром подъёма и пост управления. Для полноценной работы требуется источник сжатого воздуха. Например, дизельный винтовой компрессор: LGCY 10/10; LGCY 12/7; CVFY-13/7 или CVFY-10/7.
| Модель | KY100 |
| Твёрдость породы | f = 6 - 20 |
| Диаметр буровой скважины (мм) | 80 - 105 |
| Глубина экономического бурения (м) | 20 |
| Грузоподъёмность (Н) | 15000 |
| Размеры буровой штанги (мм) | Æ 60 х 2000 |
| Преодолеваемый подъем (°) | 30 |
| Дорожный просвет (мм) | 254 |
| Скорость движения (км/ч) | 2 |
| Габаритные размеры (мм) | 4100 х 2030 х 3100 |
| Вес (кг) | 3200 |
| Примечание | Пневмогидравлический привод |
Пневматическая буровая установка на гусеничном ходу KGH3
Усовершенствованная модель самоходной буровой установки KY100. Является представителем универсальных пневматических самоходных буровых установок, которые широко используются в горнодобывающей отрасли для взрывных работ, в строительной сфере для прокладки кабельных трасс, а также в геологической разведке и при бурении скважин для бытовых водозаборных сооружений.
Установка перемещается по площадкам бурения на гусеничном шасси с высоким клиренсом. Автономность движения обеспечивает 2-цилиндровый дизельный двигатель. Достаточно высокая проходимость позволяет преодолевать углы подъёма до 30º. Одностоечная буровая мачта упирается в грунт на одну опорную стойку, и может выбирать вектор бурения со значительным диапазоном, для чего задействуется манипулятор с гидроцилиндрами.
Для полноценной работы буровой установки на гусеницах потребуется давление воздуха, для чего в технологическом цикле задействуют отдельную компрессорную станцию мобильного типа.
| Модель | KGH3 |
| Твёрдость породы | f = 6 - 20 |
| Диаметр буровой скважины (мм) | 80 - 105 |
| Глубина экономического бурения (м) | 20 |
| Способ движения | Гидравлический цилиндр + цепь |
| Размеры буровой штанги (мм) | Æ 60 х 3000 |
| Дорожный просвет (мм) | 254 |
| Скорость движения (км/ч) | 0 - 2 |
| Дизельный двигатель | YC2108 (33 кВт, 2200 об/мин) |
| Габаритные размеры (мм) | 4400 х 2200 х 2050 |
| Вес (кг) | 3300 |
| Примечание | Пневмогидравлический привод с пылеуловителем сухого типа |
Буровая установка для бурения водозаборных скважин KW10
Ударно-вращательная буровая установка на гусеничном ходу с дизель-электрической силовой установкой. Предназначена для разработки скважин в рыхлой почве. Среди основных элементов конструкции можно выделить: гусеничное шасси с большим просветом; пост кнопочного и рычажного управления; буровую мачту с направляющим вращателя; вращатель с гидроприводом и зубчатым редуктором для принудительной подачи инструмента; аутригеры для стабильной установки и подъёмный механизм с гидравлическим приводом и отдельной подачей рабочей жидкости.
В качестве опции производитель предлагает насос для закачивания воды, насос для удаления шлама и т.п. Машину рекомендуется эксплуатировать совместно с передвижным дизельным винтовым компрессором LGCY-18/17 или LGCY-22/20. В серию KW входят и более мощные модели KW20 и KW30, с глубиной бурения 200 и 300 м соответственно.
| Модель | KW10 |
| Диаметр скважины (мм) | Æ 115 – 180 |
| Глубина бурения (м) | 120 |
| Расход воздуха (м³/мин) | 20 – 35 |
| Дорожный просвет (мм) | 245 |
| Скорость движения (км/ч) | 0 – 2,5 |
| Преодолеваемый подъем (°) | 25 |
| Двигатель | YC4D80 |
| Мощность двигателя (кВт) / (об/мин) | 58 / 2400 |
| Буровой пневмоударник | DHD360 |
| Диаметр буровой штанги (мм) | Æ 76 / Φ89 |
| Длина буровой штанги (мм) | 3000 |
| Габаритные размеры (мм) | 6000 х 2300 х 2500 |
| Вес (кг) | 6000 |
Интегрированная буровая установка с погружным пневмоударником Sunward SWDB138
Глубинная буровая установка с пневмоударным инструментом для анкерного вертикального и горизонтально-направленного бурения. (Относится к малогабаритному классу).
Предназначена для разработки скважин под взрывной заряд или размещение крепёжного элемента. Последнее очень востребовано на стройках в горных районах. Например, в Сочи и Краснодарском крае, где геологические природные особенности региона богаты твёрдыми породами, часто требуется обеспечить безопасность сооружений и жизнедеятельности людей в условиях сейсмической нестабильности.
Машина достаточно компактная, что обеспечивает лёгкую транспортировку между рабочими площадками. Оснащена прочной, и при этом гибкой, буровой стрелой для бурения скважин под любым углом: от горизонтального до вертикального. Плавающая ходовая часть способна покачиваться в диапазоне ±10°, что обеспечивает мощное и быстрое откатывание по любой местности, особенно по крутому и неровному грунту.
Кабина с защитной рамой от опрокидывания и защитой от падающих объектов, поэтому сертифицированная по регламентам безопасности ROPS и FOPS. Круговое остекление обеспечивает оператору широкий обзор. Эргономичное расположение внутренних деталей создаёт комфорт и безопасность. Интеллектуальное управление и система Sunward could обеспечивают синхронную передачу данных и отслеживание состояния оборудования в любое время.
| Модель | SWDB138 |
| Диаметр бурения (мм) | 138 - 152 |
| Пневмоударник | 5" |
| Диаметр буровой штанги (мм) | 89 |
| Длина буровой штанги (м) | 6 х 6 |
| Максимальная глубина бурения (м) | 36 |
| Пылеподавление | Сухой тип (мокрый тип опционально) |
| Воздушный компрессор: рабочее давление (бар); производительность (м³/мин); мощность (кВт) / (об/мин) | 20; 18,6; 194/1800 |
| Двигатель: мощность (кВт) / (об/мин) | CUMMINS QSB4,5: 97 / 2200 |
| Мачта Длина мачты (мм) | 9230 |
| Скорость движения (км/ч) | 32 |
| Габаритные размеры, мм (ДхШхВ) рабочее/транспортировочное | 9200 х 4250 х 9960 / 11400 х 3100х3600 |
| Вес (кг) | 22000 |
Представленные в обзоре буровые производятся в Китае. У каждой есть соответствующая сертификация, поэтому установки свободно поступают в РФ для продажи. По качеству машины не уступают аналогам из США, ЕС, Южной Кореи и Японии. При этом стоимость китайских установок существенно ниже, чем у конкурентов из развитых стран. Этот фактор ускоряет возврат инвестиций.
Заключение
Буровые работы остаются широко востребованными в различных видах промышленности, от строительства и добычи, до геологоразведки. Упрощают разработку скважин современные буровые малогабаритные машины. Они различаются назначением, грузоподъёмностью, степенью механизации и автоматизации, а также способом передвижения. Поэтому заинтересованный предприниматель гарантированно подберёт установку по характеристикам для выполнения поставленных задач.
