Полезная информация

Новая жизнь старины Ротора.

Оборудование для бурения скважин промышленного водоснабжения, структурно-поискового бурения на углеводородное сырье и глубоких скважин технического водоснабжения, представленное на российском рынке, до недавнего времени было ограничено двумя моделями установок отечественного производства. Речь идет о выпускаемых Кунгурским механическим заводом мобильных роторных буровых установках БА-15.06 и УРБ 3А3.

Несмотря на то, что в конце прошлого века на российский рынок пришли импортные гидрофицированные установки с подвижными вращателями от таких известных производителей, как Pracla, Wellco Drill и AGBO, установки с роторными вращателями не сдали своих позиций.

При сооружении промышленных скважин на глубины свыше 300 метров конечным диаметром свыше 190 мм современные гидрофицированные установки с подвижным вращателем проигрывают роторным установкам в надежности и экономичности, а их очевидные преимущества, такие как эргономичность, высокая ремонтопригодность, удобство управления, насыщенность средствами механизации вспомогательных операций, практически нивелируются значительной массой оборудования и его высокой ценой.

Так, масса установки с подвижным вращателем G-600 AGBO, предназначенной для бурения на глубину до 600 метров, достигает 26 тонн, в то время как обеспечивающая бурение до 700 метров БА15 весит не более 19 тонн.

Такая разница в весе обьясняется тем, в частности, что в отличие от установок с подвижными вращателями, мачты роторных установок не рассчитаны на передачу осевой нагрузки на буровой инструмент и не воспринимают крутящий момент – роторный вращатель смонтирован не на каретке механизма подачи, а на раме установки, а нагрузка на забой создается только весом бурового инструмента.

Конструктивные особенности роторных установок также обеспечивают им важное технологическое преимущество перед установками с подвижными вращателями.

Освобождение мачты роторной установки от функции направляющей рамы механизма подачи позволяет не только ее облегчить, но и увеличить ее высоту. При этом ход подачи бурового инструмента при бурении не ограничен ходом каретки, а при спуско-подъемных операциях и обсаживании скважин возможны операции с трубами значительной длины.

При бурении глубоких скважин, в особенности в мягких и средних породах требуется высокая точность контроля осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, во избежание произвольного искривления стволов и разрушения бурильных колонн.

Установки с роторными вращателями, укомплектованные системами измерения веса бурового инструмента, обеспечивают такой контроль, а благодаря тому, что нагрузка на долото создается только за счет веса бурового инструмента, регулируемого натяжением каната буровой лебедки и установкой над долотом утяжеленных бурильных труб, бурильная колонна при работе находится в растянутом состоянии.

На установках с подвижными вращателями также возможно бурение в режиме разгруженной колонны, однако при этом усложняются и удорожаются гидросистема и контрольно-измерительная аппаратура.

В 2017 году, опираясь на результаты маркетинговых исследований рынка и анализ предпроектных технических исследований, руководство группы компаний «Геомаш», традиционной продукцией которой являются механические и гидрофицированные установки с вращателями подвижного типа, приняло решение о начале разработки мобильных роторных установок для бурения разведочных и эксплуатационных скважин глубиной до 1000 метров.

    

По состоянию на первое полугодие 2019 года на рынок уже выведены две модели серии УРБ, потребность в которых подтверждена реальными заказами предприятий.

Сравнительные характеристики роторных буровых установок отечественного производства

Технологическое оборудование роторных буровых установок отечественного производства

* - для исполнений на автомобильных прицепах.

Установки УРБ-25 и УРБ-40 предназначены для сооружения эксплуатационных скважин промыщленного водоснабжения, структурно- поисковых скважин на углеводородное сырье, эксплуатационных скважин подземного выщелачивания минерального сырья, стволов для дегазации подземных горных выработок, вентиляционных стволов, скважин водопонижения и других скважин технического назначения.

Новые установки, в зависимости от комплектации, реализуют как вращательное бурение с прямой промывкой, являющееся основной технологией для роторных машин, так и ударно-вращательное бурение с погружными пневмоударными машинами, и вращательное бурение с обратно-всасывающей промывкой (эрлифтом). УРБ-25 и УРБ-40 могут, в зависимости от исполнения, монтироваться на грузовых автомобилях и длиннобазных автомобильных прицепах и приводиться от маршевых двигателей транспортных баз, либо от автономных силовых агрегатов.

Доступна комплектация технологическим оборудованием, включая буровые насосы, винтовые компрессоры, прицепные насосные и компрессорные блоки, прицепные трубные блоки, средства механизации вспомогательных операций.

Линейка продукции, начатая с УРБ-25 и УРБ-40, органично дополнивших размерный ряд отечественных роторных установок, бесспорно имеет потенциал дальнейшего развития.

Старине Ротору рано уходить на покой !

Импортозамещение в действии или пионерский марш

Самоходные установки для инженерно-геологических изысканий, обеспечивающие комплексные полевые исследования грунтов в труднодоступных районах, в условиях неразвитой дорожной сети и полного бездорожья, особенно актуальны для России (где, как известно, дороги – одна из двух главных бед).

Идеальным средством транспортировки технологического оборудования в подобных условиях являются гусеничные вездеходы и потому отечественные машиностроители, включая группу компаний «Геомаш», много лет шли по пути создания самоходных буровых установок на базе гусеничных транспортных машин, как покупных, так и собственного производства.

Вместе с тем, к 2018 году у технических специалистов «Геомаш» сформировалось отчетливое видение проблемы, заключающейся в прямой зависимости габаритных размеров, массы и приводной мощности транспортных средств от потенциальных возможностей бурового и испытательного оборудования, монтируемого на них.

Снаряженный вес самоходных установок, смонтированных на гусеничных транспортных базах повышенной проходимости, обладающих высокой мощностью и насыщенных дополнительным технологическим оборудованием (буровыми насосами, компрессорами, оборудованием для статического и динамического зондирования) достигает 13-18 тонн, вследствие чего они могут транспортироваться на объекты работ по дорогам общего пользования только специализированным большегрузным автотранспортом, что создает эксплуатирующим организациям серьезные логистические затруднения (необходимость согласования с дорожными службами, поиска путей объезда низких путепроводов, наконец – сезонные ограничения движения большегрузного транспорта).

Кроме того, для обслуживания и эксплуатации установок на гусеничных транспортных машинах необходимо вводить в состав буровых бригад квалифицированных механиков-водителей.

На основании проведенного анализа и с учетом пожеланий производственных организаций, выполняющих линейные изыскания, мы пришли к выводу о необходимости создания линейки буровых установок на дистанционно управляемых самоходных гусеничных платформах повышенной проходимости, масса и габариты, которых позволили бы выполнять их доставку к месту работ стандартным грузовым автотранспортом, но при этом мощность силовых агрегатов и грузоподъемность транспортных баз обеспечивали бы размещение необходимого технологического оборудования и его привод.

Подобные буровые установки ранее не выпускались в России, а выпущенные за рубежом технические средства отличает высокая начальная цена и высокая стоимость обслуживания.

На основе изучения и анализа конструктивных особенностей и опыта применения мобильных буровых установок отечественного и зарубежного производства, включая известные российским изыскателям и геологоразведчикам модели серии GM, cпециалисты группы компаний «Геомаш» выполнили разработку серии новых установок, в том числе применив и улучшив наиболее эффективные технические решения, ранее использованные в аналогах.

Работа над проектом заняла почти год и, надо признаться, этот год не был для нас легким. Тем более радостным оказался результат, полученный в ходе цеховых, полигонных испытаний и опытной эксплуатации, стартовых образцов установок УГБ-996 «Пионер» и УГБ-973 «Пионер».

Новинка обеспечивает комплексные полевые исследования, включая опробование грунтов и горных пород до XII категории по буримости одинарными и двойными колонковыми наборами «в-сухую», с промывкой или продувкой, отбор проб во вдавливаемые и забивные грунтоносы, опробование через колонны полых шнеков, а также - полевые испытания грунтов методами статического и динамического зондирования в соответствии с требованиями ГОСТ 19912-2012 и ГОСТ Р ИСО 22476-2-2017.

Новая установка, смонтирована на раме дистанционно управляемой гидроприводной гусеничной вездеходной платформы с приводом от дизельного двигателя с жидкостным охлаждением, укомплектована основным проходным вращателем с гидропатроном, модулями ударно-вращательного и алмазного бурения, автоматическим молотом динамического зондирования, буровым насосом и винтовым компрессором, средствами механизации вспомогательных операций.

Управление основными и вспомогательными операциями может осуществляться как с бортового пульта, так и с пульта дистанционного радиоуправления.

Комплектация установки в базовом исполнении высокомоментным проходным вращателем с гидропатроном и узлом ударно-вращательного бурения, смонтированными на общей каретке, дает возможность оперативного перехода между технологиями бурения при опробовании в сложных геологических условиях.

Так, например, возможна реализация вращательного бурения полыми равнопроходными шнеками диаметром 270 мм, которые в дальнейшем служат временной обсадной колонной при отборе проб ударным способом в забивной грунтонос на колонне бурильных труб, либо забуривание пилотного ствола скважины ударно-вращательным способом через моренные отложения с его последующей углубкой и временной обсадкой полыми шнеками.

В случае необходимости отбора проб в интервалах, сложенных скальными породами VIII-XII категорий по буримости возможен монтаж над проходным вращателем высокооборотного вращателя с буровым сальником, обеспечивающего бурение алмазным породоразрушающим инструментом.

При этом гидропатрон служит не только для передачи крутящего момента и осевого усилия при вращательном бурении с использованием проходного вращателя, но также для спуско-подъемных операций при ударно-вращательном и алмазном бурении, для передачи осевой нагрузки на колонну зонда при статическом зондировании и для подъема зондов статического и динамического зондирования.

Гидроприводной молот динамического зондирования монтируется на направляющей, установленной на каретке механизма подачи над проходным вращателем. При наращивании штанги зонда молот переводится в верхнее положение механизмом подачи, а в процессе углубки колонны зонда – свободно перемещается вниз вместе с ней.

По требованию установка может поставляться с комплектом анкерения установки при статическом зондировании, вспомогательной лебедкой, гидроприводным трубодержателем, совмещенным с раскрепителем резьбовых соединений.

Вес и габариты установок УГБ-996, УГБ-973 при полной комплектации и заправке ГСМ позволяют использовать для их транспортировки стандартные грузовые автомобили с грузоподъемностью от 5 до 8 тонн при условии их комплектации аппарелями.

Установки семейства «Пионер» для инженерно-геологических изысканий 

Дальнейшее развитие технических средств на базе дистанционно управляемых самоходных гусеничных платформах повышенной проходимости видится в создании геологоразведочных установок алмазного бурения, установок для бурения скважин под установку тепловых насосов и самоходных установок статического зондирования.

В условиях тяжелого экономического кризиса и ослабления национальной валюты мы сделали очередной шаг по пути реального импортозамещения и уверены, что буровые установки семейства «Пионер», разработанные и изготовленные на предприятиях ГК «Геомаш» с учетом многолетнего опыта зарубежных производителей подобного оборудования и особенностей отечественного рынка, найдут своих потребителей.

Муки выбора. Привод буровой установки для инженерной геологии

При инженерно-геологических и инженерно-геотехнических изысканиях для строительства используются в основном буровые установки с подвижными вращателями, смонтированные на самоходных колесных и гусеничных транспортных средствах и, несмотря на то, что за последние десять лет в России появилось немало новых производителей, продвигающих свои модели буровых установок для сегмента инженерной геологии, наиболее распространенными и популярными остаются гидрофицированные установки УРБ-2А2 и их модификации, имеющие гидравлический привод вращателя и механизма подачи, и установки ПБУ-2 с комбинированным приводом: механическим приводом вращателя и лебедки, и гидравлическим приводом механизма подачи.

Основные технические характеристики рассматриваемых установок сведены в таблицу.

Гидрофицированные буровые установки вне зависимости от того, каким предприятием они изготовлены, при очевидных преимуществах – высокой эргономичности и безопасности, возможности плавной регулировки частоты вращения бурового инструмента, минимальном объеме подвижных механических частей, в первую очередь подверженных износу, потенциальной возможности относительно быстрого монтажа и демонтажа вышедших из строя агрегатов и дополнительных гидроприводных средств механизации требуют повышенного внимания к техническому обслуживанию, качеству применяемых гидравлических масел, а используемая на них гидроаппаратура изготавливается, как правило, за рубежом, что сказывается на стоимости и сроках поставки запасных частей.

Привод маслостанций гидрофицированных установок требует использования более мощных силовых агрегатов, чем привод механической трансмиссии в связи с относительно низким К.П.Д. гидравлических систем, следствием чего является повышенный расход топлива.

Установки с комбинированным приводом менее презентабельны, чем их гидрофицированные конкуренты, но при этом и не столь требовательны к квалификации обслуживающего персонала, качеству ГСМ и запасных частей, и в целом - более надежны и экономичны без ущерба для производительности.

Примером удачной конструкции установки этого типа является ПБУ-2, используемая при инженерно-геологических и геотехнических изысканиях свыше двадцати лет.

Буровая установка в базовой комплектации, смонтированная на собственной раме, оснащенная палубным двигателем и лебедкой с контролируемым свободным сбросом, обеспечивает реализацию практически всех технологий, необходимых для эффективного опробования и полевых исследований грунтов.

Многолетний положительный опыт применения буровых установок типа ПБУ-2 на инженерно-геологических и геотехнических изысканиях в разнообразных географических (от Заполярья до Экваториальной Африки) и геолого-технических условиях объективно подтверждается устойчивым – даже на фоне затяжного экономического кризиса - спросом на данное техническое средство и доброжелательными отзывами специалистов, эксплуатирующих эту «рабочую лошадку».