Самоходные буровые установки для бурения скважин

Содержание

Буровые станки (БС) — самоходное либо стационарное оборудование, используемое для разработки скважин в нефтедобывающей промышленности, строительстве и водоснабжении. Существует 4 основных параметра, характеризирующих буровые станки — диаметр и глубина скважин, а также направленность (вертикальное/горизонтальное) и скорость бурения.

В данной статье представлены установки для бурения скважин. Мы рассмотрим их разновидности, устройство и технические характеристики, а приведем обзор наиболее распространенных моделей оборудования.

1 Разновидности оборудования для бурения скважин

Основной характеристикой, в соответствии с которой классифицируется оборудование для разработки скважин, является принцип работы. Выделяют 5 основных способов бурения:

  • вращательное;
  • шнековое;
  • ударное;
  • шарошечное;
  • ударно-вращательное.

Рассмотрим каждый из способов, а также применяемое для его реализации оборудование, более подробно.
к меню ↑

1.1 Станки вращательного (шнекового) бурения

Вращательное бурение осуществляется посредством разработки грунтовых масс вращающейся коронкой, которая с усилием подается вдоль оси скважины. Коронка состоит из нескольких режущих кромок — «перьев», которые контактируя с грунтом скалывают его, тем самым углубляясь вниз. Преимуществом данного способа является высокая скорость, недостатком — возможность применения лишь в почве средней и малой твердости. При работе в твердых грунтах коронка не срезает, а стирает почву, что приводит к ускоренному износу резцов. Существуют специальные алмазные колонки, однако ввиду высокой стоимости такого оборудования их применение распространено крайне слабой.

Рассмотрим устройство станка вращательного бурения на примере распространенной модели СБР-160, который способен разрабатывать скважины диаметром 160-200 мм на глубину до 25 м. Схема данной машины представлена на изображении.

Все самоходные машины вращательного бурения базируются на транспортной базе — гусеничной либо колесной. Модель СБР-160 обустроена на основе экскаватора Э-652А, в ней каждая из гусениц оснащена индивидуальным приводом, что значительно увеличивает проходимость машины.

Рабочий узел агрегата состоит из мачты, шнека и вращателя. Мачта представляет собой направляющую конструкцию, в которой смонтирован механизм подачи буровой колонны (шнека). Сам шнек может быть непрерывным либо секционным- пригодным к наращиванию.

Вращатель бурового станка — устройство, приводящее буровую колонну в действие. В СБР-160 вращатель состоит из асинхронного двигателя, патрона, муфты, редуктора и гидроцилиндра, посредством которого производится переключение скоростей. Технические характеристики данной модели предусматривают 4 скорости бурения — 250, 160, 125 и 80 об/мин.

Также в отечественной промышленности распространены следующие станки вращательного бурения:

  • УРБ-2А — монтируется на шасси Урал-4320, ЗИЛ-131 либо АМАЗ-43114. Буровые станки серии УРБ-2А приводятся в действие непосредственно от двигателя базового транспорта, они комплектуются насосом типа НБ-50, компрессором для подачи бурового раствора КВ-10 либо 4ВУ1-5 (зависит от модели) и генератором БГ-16. Грузоподъемность штатной лебедки составляет 700 кг. Технические характеристики: диаметр бурения — до 190 мм, глубина — до 100 м;
  • Атлас Копко DM-45 и DM-50 — агрегаты на гусеничном ходу, разрабатывают скважины диаметром 150-230 мм на глубину до 53 метров, способны развивать гидравлическое усилие на забой до 200 кН.
  • СБР-160А и СБР-160Б — гусеничные станки, предназначенные для бурения горных пород с коэффициентом крепости 1-6. Диаметры бурения — 160, 180 и 200 мм. Модели отличаются между собой технической производительностью, у СБР-160А она составляет 60 м/ч, у СБР-160Б — 30 м/ч.

Среди оборудования от зарубежных производителей выделим станки вращательного бурения Sandvik, произведенные одноименным шведским концерном. В ассортименте компании представлены агрегаты для разработки скважин глубиной 27-45 м и диаметром до 311 мм.
к меню ↑

Читайте также:  Как изготовить дровокол своими руками

1.2 Шнековое бурение скважин станками типа ЛБУ 50 (видео)

2 Станки ударного бурения

Установки для ударного бурения разрабатывают скважину посредством кратковременного воздействия на дно скважины специального инструмента, совершающего возвратно-поступательные движения. В зависимости от принципа работы все буровые станки данного типа делятся на 3 разновидности:

  1. Станки ударно-канатного бурения.

Их устройство не предполагает наличия осевого усилия при подаче рабочего инструмента — боек падает на дно скважины под своем весом. Такое оборудование имеет достаточно низкую производительность, но при этом она крайне эффективна при разработке хрупких горных пород.

Рабочий инструмент таких станков имеет вес 1-3 тонны, он подвешивается на лебедке и поднимается посредством кривошипно-шатунного механизма на высоту 1-2 метров над забоем. В процессе разработки на дно скважины заливается вода, размягчающая породу. Разрушенный грунт периодически удаляется с помощью желонки.

Установки для ударно-канатного бурения бывают как крупногабаритные на гусеничном (БС-3) либо колесном ходу (БЖ-6), так и компактные (сборного типа) для разработки скважин на воду. Общим недостатком всех агрегатов является низкая производительность, так как скорость свободного падения рабочего инструмента непосредственно зависит от силы земного притяжения и количество ударов невозможно увеличить выше отметки 50-60 шт/мин.

  1. Станки шарошечного бурения.

В таких агрегатах рабочим инструментом выступает шарошечное долото, осуществляющее дробяще-скалывающую разработку породы. Буровой колонне, на которой закреплено долото, сообщается не только возвратно-поступательное движение с большим усилием по отношению к дну забоя, но и вращательное движение.

Такие установки используются для бурения всех типов грунтов — от мягких до особо твердых (включая горные породы), они способы разрабатывать скважины диаметром 72-400 мм. Среди отечественного оборудования выделим станок СБШ-200 (глубина — 30 м, диаметр 190-243 мм) и станок СБШ-250 (глубина — 40 м, диаметр — 214-270 мм). При разработке карьеров чаще всего используется буровой станок БТС 150 на базе гусеничного трактора Т-10М.

  1. Станки ударно-вращательного бурения

Установки ударно-вращательного бурения отличаются от ударно-канатных и шарошечных агрегатов тем, что при разработке скважины их рабочий инструмент вращается не только в перерывах между ударами, а непрерывно. При этом забой углубляется за вхождения коронки в грунт в момент удара, а вращение обеспечивает очистку дна скважины от выработанной породы.

Основными признаками оборудования данного типа являются низкий крутящий момент и осевое усилие, при большой ударной нагрузке. Ударно-вращательное бурение демонстрирует максимальную производительность при работе на особо твердых и абразивных породах.

Среди техники отечественного производства наиболее распространенными установки серии СБУ-125, способные разрабатывать вертикальные и наклонные скважины диаметром до 125 мм на глубину до 22 метров. Все модели СБУ-125 обустроены на базе гусеничной углепогрузочной машины УП-3.
к меню ↑

2.1 Станки колонкового бурения

Установки колонкового бурения чаще всего применяются при исследовательских и строительных работах. Основным их отличием от шнекового и ударного оборудования является то, что выработка грунта осуществляется не по всему периметру скважины, и лишь по радиусу колонкового снаряда, который представляет собой круглую трубу с наваренными на торец твердосплавными режущими зубьями.

При работе внутренняя полость колонкового снаряда заполняется вырезанным грунтом, после чего снаряд поднимается на поверхность и его содержимое извлекается. Такое принцип работы позволяет получать цельную породу, необходимую для проведения геодезических испытаний.

Также по колонковому принципу действуют все агрегаты для бурения отверстий в монолитных конструкциях из железобетона. Их рабочий инструмент оснащен специальными алмазными резцами, эффективно вскрывающими материал повышенной твердости.

Среди распространенного оборудования для разработки геологоразведочных скважин выделим станок СКБ-4100 (диаметр до 46 мм, глубина до 700 м) и Атлас Копко С5 (50 мм, до 1000 м).

Предлагаем к приобретению самоходное буровое оборудование российского производства – универсальные бурильные установки с прогрессивными конструкционными схемами и полностью гидрофицированным управлением. Каждая представленная в данном разделе буровая установка подходит для выполнения широкого спектра работ по бурению скважин различного размера и назначения. Самоходные установки выполняют вращательное бурение со шнеками, промывкой или продувкой скважины, сплошным забоем или с отбором проб. Все оборудование сертифицировано и реализуется с предоставлением соответствующей документации.

Машина строительная буровая на гусеничной базе серии «СВАЯ» (300, 500, 1200, 4000)

Строительная буровая установка из линейки «СВАЯ» (300,500,1200, 4000) – это популярное оборудование для строительных и геологоразведочных работ, созданное отечественным производителем «Геммаш» с расчетом на использование в условиях сурового российского климата.

Читайте также:  Рэс9 рс4524 204 содержание драгметаллов

Гидроприводная многоцелевая буровая установка с телескопической мачтой БУТ-100

Гидроприводная многоцелевая буровая установка БУТ-100 – это мощное и компактное строительное оборудование от отечественного бренда «Геммаш», разработанное с учетом особенностей российского климата и не уступающее по своим техническим характеристикам популярным западным аналогам.

Универсальная буровая машина УБМ-250 серии «Поиск»

Буровая машина УБМ-250 из фирменной линейки «Поиск» – это универсальная буровая техника, разработанная отечественным брендом «Геммаш» для выполнения широкого спектра буровых и исследовательских работ на грунтах 1-11 категорий.

Универсальная буровая машина УБМ-230 серии «Поиск»

Малогабаритная буровая установка УБМ-230 из фирменной линейки «Поиск» – это многофункциональное оборудование для бурения скважин и установки свай, разработанное специалистами отечественного бренда спецтехники «Геммаш» с учетом растущих требований строительного бизнеса.

Универсальная буровая машина УБМ-230 серии «МСР»

Универсальная буровая машина УБМ-230 имеет инновационную конструкцию и может быть дополнена широким спектром комплектующих.

Многоцелевая буровая установка ПБУ-2

Многоцелевая буровая установка ПБУ-2 с механическим приводом подвижного вращателя предназначена для бурения инженерно-геологических, сейсморазведочных, гидро- и геологоразведочных, а так же скважин различного назначения при выполнении строительных работ.

Самоходная буровая установка УГБ-001

Самоходная буровая установка УГБ-001 предназначена для бурения инженерно-геологических, геологоразведочных, сейсморазведочных, гидрогеологических и специальных технических скважин в породах до XII категории по буримости.

Многоцелевая буровая установка ЛБУ-50

Многоцелевая буровая установка ЛБУ-50 с механическим приводом подвижного вращателя предназначена для бурения скважин различного назначения при выполнении строительных работ, технических, гидрогеологических и скважин водоснабжения, при инженерных изысканиях и геологоразведочных работах.

Буровая установка с подвижным вращателем АЗА-3

Буровая установка с подвижным вращателем АЗА-3 применяется для механизации процесса установки анкеров при креплении растяжек нефтепромысловых вышек и мачт, коммуникационных вышек, опор линий электропередач, бурения шурфов под закладные якори, бурения лидерных скважин под винтовые анкеры в каменистых и мерзлых грунтах, бурения технических скважин различного назначения.

Бурильно-крановые машины БКМ серии 300

Бурильно-крановые машины БКМ серии 300 предназначены для рейсового бурения скважин, а также установки в них опор при строительстве и ремонте телефонно-телеграфных линий и линий электропередач.

Буровая установка УРБ-1В2

Буровая установка УРБ-1В2

Предназначена для бурения шнеками скважин различного назначения в условиях бездорожья. Установка монтируется на шасси гусеничного транспортера ГАЗ-34037 (новая модификация ГАЗ-71).

Буровая установка УРБ-2А2

Предназначена для бурения геофизических и структурно-поисковых скважин на нефть и газ, разведки месторождений твердых полезных ископаемых, строительных материалов и подземных вод, инженерно-геологических изысканий, бурения водозаборных и взрывных скважин.

Буровая установка УРБ-2А2Д

Предназначена для бурения геофизических и структурно-поисковых скважин на нефть и газ, разведки месторождений твердых полезных ископаемых, строительных материалов и подземных вод, инженерно-геологических изысканий, а также бурения водозаборных и взрывных скважин. Бурение производится вращательным способом с промывкой или продувкой скважины или шнеками.

Буровая установка УРБ-2Д3

Предназначена для бурения вращательным способом с промывкой, продувкой, ударно-вращательным способом погружным пневмоударником и шнеками скважин различного назначения, в том числе водозаборных.

Буровая установка УРБ-2НТ

Установка буровая самоходная УРБ-2НТ предназначена для вертикального и наклонного бурения геофизических, структурно-поисковых картировочных и разведочных скважин на нефть и газ вращательным способом, с промывкой, продувкой забоя или шнеками, в районах доступных для гусеничного транспорта.

Буровая установка УРБ-4Т

Предназначена для бурения геофизических и структурно-поисковых скважин на нефть и газ, разведки месторождений твердых полезных ископаемых, строительных материалов и подземных вод, инженерно-геологических изысканий, а также бурения водозаборных и взрывных скважин. Бурение производится вращательным способом с промывкой или продувкой скважины или шнеками.

Буровая установка УРБ-40

Высокопроизводительная буровая установка, ориентированная на обустройство скважин на воду, а также для создания всевозможных скважин технической направленности (газоотводящих, коммуникационных, вентилирующих, а также понижающих уровень воды).

Многоцелевая буровая установка УШ-2Т4/2Т4В

Многоцелевая буровая установка УШ-2Т4/2Т4В с механическим приводом подвижного вращателя предназначена для бурения сейсморазведочных, поисково-оценочных, инженерно-геологических и технических скважин, а также скважин различного назначения при выполнении строительных работ.

Самоходные буровые установки достаточно широко распространены в наше время. Они применяются во многих областях промышленности и народного хозяйства. При этом они отличаются размерами, принципом работы и назначением.

Читайте также:  Лампа накаливания история изобретения

Самоходные буровые установки

Главной отличительной особенностью таких буровых установок является то, что им для передвижения не нужен дополнительный спецтранспорт. Основой им могут служить грузовые автомобили, гусеничные тракторы, вездеходы, либо катера. Также они отличаются по размеру, в зависимости от глубины, на которую необходимо выполнить бурение.

Применяться они могут для разных целей:

  • Бурение в поисках газа или нефти;
  • Роботы по укреплению береговых линий на судоходных каналах или в портах;
  • Бурение для установки свай под фундамент, как в промышленных масштабах (порты, строительство жилых домов и прочее), так и для личного хозяйства (установка заборов, например);
  • Бурение для добычи воды для частных домов, коттеджей, а также и в более крупных масштабах, которые включают целые города;
  • Бурение артезианских скважин для применения в промышленных целях.

Фото самоходной буровой установки

Обычно на платформе устанавливается самоходная буровая установка для бурения скважин, которая может быть гидравлической или просто механической. При этом, в качестве привода используются двигатель самой установки, электродвигатель либо гидромотор. В первом случае двигатель грузовика переключается на бур через редуктор и вращает его.

Также можно отметить, что применяются два способа для бурения. Во-первых, это использование бура, который вращается за счет главного двигателя установки. Также, дополнительно к вращению может применяться и промывка. Во-вторых, это ударно-канатный способ. Привод установки натягивает канат и поднимает снаряд, который позже «роняется» и при ударе об землю выбивает её часть внутрь себя. После этого поднимается наверх и очищается от земли.

Преимущества

Среди преимуществ самоходных буровых установок можно выделить следующие:

  • Возможность самостоятельного передвижения. Буровая установка монтируется на грузовик, гусеничный вездеход или катер. При этом, за счет подбора подходящего вездехода, достигается отличная проходимость даже к труднодоступным местам. И это, не говоря уже о скорости передвижения, особенно если речь касается грузовиков.
  • Для бурения нет необходимости проводить монтаж и демонтаж установки. Это и другие причины снижают себестоимость работ, в сравнении со стационарными установками.
  • Работа проходит быстрее.
  • Такие установки проще обслуживать и ремонтировать, чем стационарные.
  • С применением современных технологий такие установки могут справляться даже в тех случаях, когда раньше могли работать только стационарные буровые установки.

Недостатки

Имеется и ряд недостатков, среди которых следует выделить следующие:

  • Меньшая глубина бурения, чем в стационарных установках.
  • Мощности для твердых пород обычно недостаточно, что ограничивает возможность использования. Подобные установки лучше всего подходят для мягких и средней твердости грунтов.
  • Необходимо, чтобы был подъезд для техники. В некоторой местности это невозможно.

Устройство

Рассмотрим устройства на примере грузовика с буровой установкой:

  • Подобные установки обязательно оснащаются домкратами, которые при выполнении работ помогают сохранять машине горизонтальное положении. При этом колеса подпираются и авто устанавливается на ручной тормоз.
  • Мачта устанавливается в кузове. При транспортировке она находится в сложенном положении. Раскладывается в вертикальное положение с помощью гидроцилиндров. В рабочем положении мачта крепится пальцами. Спуск бура производится либо посредством канатов, либо с помощью механизма, который поднимается или опускается вдоль мачты (обычно на небольших установках). Также небольшие установки могут иметь не складываемую мачту, которая достигает высоты всего в несколько метров.
  • Бур установлен на раму подвижно. Он может совершать вращательные движения, а также двигаться вертикально. При этом он подсоединен посредством редуктора к главному двигателю или к отдельному электродвигателю. Последний способен питаться как от собственного дизельного генератора, так и от внешнего источника.
  • Имеется механизм, навинчивания или развинчивания труб, который работает от электродвигателя. Он расположен над скважиной.
  • Маслостанция поддерживает необходимое давление в гидросистеме.
  • Буровой насос нагнетает промывочную жидкость в скважину.
  • Часто все основные агрегаты устанавливаются в укрытии. Обычно это похоже на будку. В ней также располагается и бур с средствами, которые препятствуют попаданию холодного воздуха внутрь.

Схема самоходной буровой установки на примере модели СБУ-2