телефоны

+7(351)7299936

+7922233900

Ойл каталог

 

Гусеничные буровые установки для инженерных изысканий.

С буровыми установками для инженерных изысканий (или, как я слышал, называют «для инженерки») я знаком уже более 10 лет. Накопился некоторый опыт, которым хотелось бы поделиться. На самом деле «буровые установки  для инженерных изысканий» тема очень широкая.Поэтому хочу конкретизировать сектор, в котором обладаю опытом.
Итак, напомним. При расчете объемов работ бурение классифицируется и по трудности доставки бурового оборудования к скважине. Так и проявляется выгодность установки бурового оборудования на гусеничную вездеходную базу. Понятие проходимости транспортного средства всегда учитывалось в геологоразведочных и инженерно-изыскательских работах. Собственно знакомство мое с буровыми установками этого типа состоялось, когда выяснилось, что проходимость «поезда» из гусеничного тягача и бурового станка на санном прицепе намного хуже проходимости тягача. Даже если на этот тягач установить это же самое буровое оборудование. Естественно при этом необходимо побороться за уменьшение веса. Так, например, привод бурового оборудования для нашей продукции осуществляется только от базового двигателя гусеничного тягача. Кроме веса необходимо учитывать еще и «удельное давление на грунт» гусеничного тягача с буровой установкой. Выбор буровой установки на гусеничном вездеходе обусловлен эффективностью бурения, растущей с увеличением веса машины, и проходимостью, снижающейся с увеличением того же веса и «удельного давления на грунт».
Существующая техническая база проведения буровых работ предполагает наличие мотобуров, переносимых вручную, и буровых станков, монтируемых на базе автомобилей, тракторов и вездеходов. Соответственно современное техническое вооружение буровых работ – важнейшая задача современных же инженеров-изыскателей.
Главная, из здесь рассматриваемых, особенность буровых работ – это разнообразие условий их проведения. Последние определяют выбор типа бурового оборудования по транспортабельности.
Типы рекомендуемых буровых установок по транспортабельности


Легкие. На равнинах почти безлесные районы густой дорожной сетью и т.п.
Средние.
Тяжелые. Таежные горные районы, районы Крайнего Севера и т.п., характеризуемые как «местность доступная пешеходам».

Особые. Шельфы морей, русла рек, подземные горные выработки, и сильно заболоченные районы.

Самоходные буровые установки на базе автомобиля.
Самоходные буровые установки на базе трактора.
Буровые установки на базе трактора по этой местности не ходят. Возможно производство работ только на базе гусеничной вездеходной техники.
Пешеходам район работ не доступен. Используются особые виды транспорта (плавучие средства, подъемники, барокамеры и т.д.)

Опыт в создании буровых установок накопился для условий, соответствующих выделенному фрагменту. Конечно, буровые работы в таких условиях можно вести и мотобурами. Вот только желающих это делать в последнее время все труднее найти.
Еще выбор бурового оборудования определяется:

  •  Т.н. «геологический разрез» под которым понимаются  физико-механичекие свойства горных пород, параметры пластов, возможные осложнения. Эти параметры определяют крутящий момент, инструмент (в т.ч. необходимость применения «обсадных труб») и необходимость применения вспомогательных средств бурения, таких как воздушный компрессор и буровой насос.
  • Географо-климатические условия. Обычно, в условиях Западной Сибири и Крайнего Севера, буровые работы планируются под зимний период. Когда болота «замерзают» и есть возможность облегчить категорию «транспортабельности», описанную выше. Однако для «инженерки» такое план работ часто не является приемлемым. Возникают трудности с определением поверхностной отметки, отбор образцов керна затруднен сверхнизкими, порядка -300С, температурами да и низкая продолжительность рабочего дня сказывается на темпе и качестве работ, бурить получается только в светлое время суток.
  • Условия транспортирования оборудования и материалов. В настоящее время резко возросли транспортные расходы, связанные с переброской буровых установок. Так перевозка по Ж/Д платформой из средней полосы России на Дальний Восток стоит свыше полумиллиона рублей. А фирмы, занимающиеся инженерными изысканиями, зачастую работают по всей территории нашей Родины. Да и «последние километры» транспортного «плеча» связанные с переброской грузов по таежным, горным или заболоченным районам могут оказаться «золотыми». Причем не всегда стоимость транспортных операций связана с прямыми затратами. Иногда стоимость «прочих расходов», например «порубочного билета», многократно их перекрывает.
  • Ресурсы: Самый главный ресурс – время на проведение буровых работ. Отсюда естественно вытекает необходимая производительность буровой установки. Многие работы по «инженерке» можно провести буровыми установками типа К12/25 или УБШМ. Вот только, сколько времени займут эти работы? Существующее оборудование, буровой инструмент и базы энерго- и материалообеспечения тоже имеют огромное значение. Наконец кадры и опыт работы в требуемых условиях. Понятно, что какими бы «суперовскими» не были буровые установки без соответствующих кадров ничего от них не добиться.

Теперь, когда описаны условия работы современных буровых установок, можно перейти к описанию конструкции буровых установок на гусеничной базе для инженерных изысканий.
Итак, в целях увеличения проходимости необходимо снижать вес установки. Что приводит к уменьшению эффективности бурения. Можно ли компенсировать этот минус? В некоторой степени, конечно - да. Первое решение – увеличить мощность бурового оборудования. Второе решение повысить эффективность оборудования, осуществляющего «сопутствующие» бурению функции. В качестве источника воздуха необходимо использовать современные винтовые компрессоры. Они легче, производительнее и экономичнее. Промывку скважины буровым раствором лучше осуществлять опять же винтовыми насосами. Они не используются в России для бурения. Однако с успехом используются за рубежом. Конструкция их отработана очень хорошо. Они широко используются в строительстве как бетонные насосы. Опять же их использование дает экономию веса и габаритов.
Перейдем к описанию конструкции непосредственно бурового оборудования. Здесь безраздельно царствует гидропривод! Вращатели с высокомоментными гидромоторами, понятно «подача» гидроцилиндрами, хотя все чаще встречаются и гидромоторы с цепным приводом подачи, гидравлические лебедки и конечно управление всего комплекса гидрораспределителями! Это не просто описание конструкции – это новая идеология конструкции бурового оборудования! Опишу:
- Опорная мачта. Раньше представляла собой пространственную ферму. Сейчас скорее профильная труба, с направляющими планками. Основное преимущество далеко не внешний вид. Запас прочности и жесткость на кручение такой мачты увеличились на порядок! Т.е. в 5-10 раз! При этом сама мачта куда как компактнее. Такая конструкция позволяет «каретку вращателя» крепить к мачте на простейших и при этом очень надежных и снова компактных направляющих в виде пазов с пластмассовыми противоизносными элементами.
- Вращатель. Компактность мачты позволила получить т.н. «сдвижной вращаетель». Теперь пространство над скважиной можно освободить совсем, а не слегка, как раньше. Кроме того это еще одна «степень свободы» в движении вращателя. Это примерно как оснастить легкие установки для инженерных изысканий механизмами выбора бурового инструмента от «больших» установок для «серьезного бурения».
- Лебедка. Непривязанная к приводу лебедка позволяет отказаться от всей системы направляющих трос роликов. Этой вечной «головной боли» тросового хозяйства лебедки. Все чаще лебедки размещают просто на верхушке мачты!
Кроме «стандартного» оборудования в современных буровых присутствует менее известное. И вот оно-то как раз без хорошего гидропривода не «живет». Совсем. Это такие «приблуды» как:
- «Зажим для инструмента». Можно конечно и «подкладными вилками» работать с «инструментом», но гидрозажимом, согласитесь - удобнее.
- «Подвижный стол» для работы с обсадными трубами. Весьма полезная штука для этих целей. Позволяет специальными гидроцилиндрами заглублять и вынимать «обсадку».
- «Труборазворот». Целое собственно «сооружение» для работы с нежелающим откручиваться «инструментом» и «обсадкой». Никак не могу согласиться с установкой такого тяжелого узла, массой порядка 100кг, на гусеничную вездеходную базу. Там вся-то грузоподъемность порядка 2т.
Вот как раз в последнем устройстве проявился интересный и современный подход к проектированию бурового оборудования. Буровое оборудование становится модульным и способным настраиваться под конкретную технологию. Например, можно установить на мачту для 3м «инструмента» и «подвижный стол» и «труборазворот» для работы с «обсадкой». В результате потеряем 1,5м хода вращателя и теперь уже работать сможем только 1,5м инструментом. За то работать с «обсадкой» будет удобно. А еще потеряем в «полезной нагрузке». В нашем случае это будет означать, что для сохранения «паспортной» проходимости придется уменьшать массу перевозимого инструмента. Правда, буровую бригаду невозможно заставить оставить хотя бы часть инструмента «на базе», в результате машины постоянно ходят перегруженными. Но это уже другая «песня». Начинается она с технического задания на монтаж бурового оборудования, по которому выясняется, что оборудование уже в минимальной комплектации в лучшем случае на пределе грузоподъемности гусеничного вездеходного шасси.