Буровая установка роторная – устройство, особенности, технические характеристики, фото и видео

Содержание

устройство, особенности, технические характеристики, фото и видео

Роторные буровые установки – это бурильные машины, при использовании которых происходит разрушение пород для устройства скважин посредством беспрерывного вращательного движения. Для них движение рабочего органа вызывается ротором установки, передающим его через систему бурильных труб (колонну) к режущим долотам.

Роторное буровые установки

Роторная буровая может применяться в устройстве отверстий и скважин под воду даже при глубоком залегании водного пласта, для установки свай в современном фундаментостроении, в разведывательно-поисковых операциях. Работы с ее помощью могут проводиться независимо от качества грунта (песчаный, мерзлый, болотистый и др.) и погодных условий.

Фото роторной буровой установки

Роторное бурение представляет собой последовательно-непрерывный процесс разрушения грунта в устраиваемой скважине и эвакуации его наружу. Здесь вращение рабочих элементов объединяется с одним из следующих способов транспортировки пород:

  • Обратной водой посредством заливания в скважину воды под напором. При этом вода размывает грунт на дне скважины, и далее проводится подъем жидкой грязевой массы на поверхность.
  • Глиняным раствором посредством прямой промывки. Обеспечивает высокую скорость работ, но требует регулярной подачи на объект качественной глины. Не применяется при бурении водяных скважин, так как затрудняет определение качества воды, а полученная скважина будет нуждаться в длительной и сложной разглинизации.
  • Сжатым воздухом методом продувки. Очень удобен к применению зимой при отрицательной температуре, когда промывка водными растворами неприемлема.
  • Механическим шнековым способом.

ВАЖНО! Водные растворы и сильный напор воздуха, вынося отработанный грунт наружу, одновременно охлаждают буровой инструмент, что необходимо для его продолжительной работоспособности.

Конструктивные особенности

Роторное бурильное оборудование включает следующие основные элементы и узлы:

  • Буровую вышку, которая является опорой всем остальным элементам установки,
    Двигатель с приводом к ротору (чаще всего электрический, но может быть и дизельный с гидравлическим приводом).
  • Ротор, придающий вращательное движение рабочим органам установки.
  • Роторный стол, который соединен с втулкой и укреплен на двух опорах.
  • Бурильную колонну, состоящую из общей полой трубы, системы тонких и утяжеленных бурильных труб, долота и нескольких устройств для центровки направления движения, расширения и калибровки отверстия и т.п.
  • Буровые насосы для синхронизированной подачи очищающих смесей в скважину.
  • Вертлюг, через который подается бурильная жидкостная смесь либо сжатый воздух в колонну.
  • Талевую систему для подвески вертлюга и колонны через кронблок к верхней части вышки.
  • Очищающую систему с виброситом, гидроциклоном, желобами и несколькими емкостями разного назначения.

ИНТЕРЕСНО! Роторная буровая может быть как стационарной, привозимой на объект в полностью разобранном виде, так и передвижной с размещением на прицепе либо платформе транспортной техники.

Популярность подобных установок объясняется несколькими причинами, одной из которых является их маневренность, а также практические и экономические выгоды использования:

  1. Возможность устройства скважин на очень большой глубине независимо от твердости грунта.
  2. Высокая скорость при малой затратности разработки.
  3. Эргономичность конструкции.
Схема ротора буровой установки

1 — роторный стол; 2 и 13 — конические зубчатые шестерни; 3 и 4 — вспомогательная и главная опоры; 5 — станина; 6 — цепное колесо (звездочка) или крестовина карданного вала; 7 — подшипник, который воспринимает основные и радиальные нагрузки; 8 — ведущий вал; 9 — стопорное устройство; 10 — ограждение стола ротора; 11 — вкладыш ротора; 12 — зажимы; 14 — подшипник радиальный; 15 — втулка; 16 масло.

Популярные производители и технические характеристики моделей

Бурильные установки роторного типа выпускаются различными фирмами, как малыми, так и очень известными. Небольшая себестоимость производства и высокий спрос позволяют им работать с учетом потребностей потребителя и модернизацией моделей – применением новых материалов, конструкций и технологий.

XCMG

Китайский концерн XCMG – один из наиболее популярных производителей буровых роторного типа. Его продукция отличается возможностью использования практически в любых строительных работах, функциональностью и приемлемой ценой.

Наибольшее применение находит в устройстве технологических отверстий для установки свайных оснований при постройке высотных домов, мостов, морских портов, скоростных магистралей.

Мобильные установки роторного бурения XCMG независимо от модели характеризуются компактностью, современным дизайном, простотой обслуживания и возможностью работы как на песчаниках и мягком черноземе, так и на сложных горных, мерзлых и прочих грунтах. Наиболее популярные модели представлены в следующей таблице:

ПоказателиXCMG XR200XCMG XR280CXCMG XR360XCMG XR460DXCMG XR S1050
Общая масса, т688390152117
Крутящий момент, кН.м.200280240460390
Макс. диаметр сверления, мм20002500250030002500
Макс. глубина сверления, м5988102112105
Частота вращения, об/мин222222 2018

Видео обзор роторных буровых установок компании XCMG:

Sany

Буровые роторного типа SANY, изготовленные в Китае, отличаются маневренностью и комфортабельностью. Они отлично проявляют себя в строительстве фундаментов высоток, гидротехнических сооружений, промышленной индустрии. Множеством опций можно управлять прямо из кабины оператора, а приемлемые цены на эту технику удовлетворят любого потребителя.

Имеется специальная серия бурилок SANY на гусеничном ходу, предназначенных для разработки скальных пород. В таблице представлены характеристики наиболее популярных в России моделей:

ПоказателиSANY SR128SANY SR168SANY SR220CSANY SR250SANY SR300
Общая масса, т3655656872
Крутящий момент, кН.м126168250262290
Макс. диаметр сверления, мм15001500130025003000
Макс. глубина сверления, м3556677070
Частота вращения, об/мин3526262428

На видео роторная буровая установка SANY в работе:

BAUER

Немецкие бурильные установки BAUER уже не один десяток лет применяются на стройках РФ: метро, мостов, стадионов, авто-и ж/д магистралей, малого строительства. Машины BAUER работают с использованием 8-и технологий бурения, среди которых штанга Келли, бесконечный полый шнек, двойная головка малых и больших диаметров и др.

Широкие модельные линии «Бауэр» содержат как стационарные роторы, так и на гусеничном ходу, имеющие высокую маневренность, глубину и скорость бурения, используемые на породах разной сложности:

  • В стандартной комплектации ValueLine – это 5 базовых моделей с их модификациями, имеющие крутящий момент от 151 до 380-ти кН·м
  • Премиальный комплект PremiumLine включает 11 базовых и множество их модификаций, имеющих крутящий момент от 125-ти до 468-и кН·м.
  • Гусеничные буровые «Бауэр» имеют дизельные двигатели с современной гидросистемой, а также раздвижную гусеничную тележку. В РФ они также известны как изделия «БАУЭР Машины-Курган» — совместного российско-германского предприятия на базе «Курганстальмост». Каждая из них – это немецкое качество, высокая мощность и производительность, надежность и долгий срок службы.
ПоказателиBAUER MBG-12
BAUER MBG-24BAUER BG-30BAUER BG20H BT 60
Общая масса, т34,55610458,5
Крутящий момент, кН.м125240294200
Макс. диаметр сверления, мм1000-13001600-190028001500
Макс. глубина сверления, м15,1-36,824,2-57,57026,6-55
Частота вращения, об/мин35282035

На видео принцип работы роторных буровых установок:

allspectech.com

Технология и оборудование для роторного бурения

 

Такой технологический процесс, как бурение, используется во многих операциях, причем не обязательно для добычи полезных ископаемых. Он также может служить для проведения водоснабжения, или проделывания в грунте функциональных отверстий для свай, которые будут выступать в качестве опоры для будущего сооружения.


Роторная буровая установка отлично подходит для работы на малой глубине, причем для нее абсолютно не важен тип грунта. Машина хорошо справляется с мерзлым, каменистым, глинистым и песчаным типом. Нужно лишь подобрать соответствующую насадку, которая поможет наилучшим образом внедряться в «земную плоть», чтобы отсутствовал риск поломки всей системы из-за неправильного применения бурового наконечника.

Особенности работы с роторными агрегатами


При разборе технология роторного бурения предельно проста и понятна. Ее можно рассмотреть в контексте конструктивного устройства установки:

 

 

  • •    Главным элементом машины является буровая вышка, которая объединяет в себе все рабочие узлы. К ней же крепится и двигатель, который вырабатывает кинетическую энергию для бурения. Он может быть электрическим либо дизельным.
  • •    Ротор, который служит для непосредственной передачи крутящего момента от силового агрегата на рабочие органы установки.
  • •    Роторный стол буровой установки, играющий основную роль во вращении буровой колоны при прохождении каждого слоя земной породы.
  • •    Буровая колонна, являющаяся основным рабочим агрегатом. Она состоит из полой трубы, через которую проходят определенные коммуникации, принимающие непосредственное участие в процессе бурения.
  • •    Специальные насосы, которые служат для своевременной порционной подачи очищающих жидкостей в скважину, чтобы вовремя убирать весь пройденный шлам.
  • •    Ветрлюг — элемент, благодаря которому осуществляется подача рабочих жидкостей.
  • •    Талевая система для крепления вертлюга и элементов промывочной системы.
  • •    Фильтрующая система, которая служит для того, чтобы мелкие частицы не попадали внутрь механизмов машины, тем самым забивая их и мешая нормальной работе.


Также в некоторых случаях применяют блок смещения роторно-управляемой системы буровой установки, который необходим для управления смещением траектории долота от заданного первоначального курса. Он не входит в базовую комплектацию и устанавливается только при необходимости, которая может быть определена уже непосредственно в процессе эксплуатации. Установка дополнительного агрегата не занимает много времени, так что при его необходимости нужно обязательно прервать процедуру и заняться модернизацией.

 


Если посмотреть на фото роторного бурения то можно увидеть, что наконечник агрегата по диаметру намного превосходит всю остальную трубу. Это связано с тем, что в рабочей зоне установлено много функциональных элементов, для размещения которых необходимо много места. Компоновка была разработана максимально рациональной, чтобы все детали могли выполнять свои функции и при этом не мешать эксплуатации соседних узлов.

Способы роторного бурения на практике


Практически любой технологический процесс имеет несколько методов осуществления. Роторный способ бурения скважин не является в этом деле исключением. Существует всего четыре основных типа, которые используются в зависимости от условий работы:

 

 

 

  • •    Роторное бурение с прямой промывкой, которое подразумевает использование специального глиняного раствора, заливаемого в скважину. Метод отличается высокой эффективностью, но может использоваться не во всех случаях. Если осуществляется бурение скважины для добычи воды, то промывка глиной испортит готовый объект, поэтому метод хорош только для разработки полезных ископаемых.
  • •    Обратное вымывание струей воды, подаваемой в скважину под напором. При этом требуется большой расход ресурса, особенно на пористых почвах, так как вода быстро впитывается и не выходит на поверхность.
  • •    Метод продувки сжатым воздухом, который хорошо подходит для холодной погоды, когда использование жидкости затруднено или невозможно.
  • •    Удаление шлама механическим способом при помощи шнека.

 

 

По эффективности самым оптимальным будет использование бурового раствора. А наиболее простой способ — шнековое бурение, так как он не требует предварительной подготовки и осуществляется просто за счет использования специального оборудования. Достаточно посмотреть каждый процесс роторного бурения на видео, чтобы убедиться, в приведенных словах. Но окончательный вариант выбора в первую очередь зависит от условий разработки.

Комбинированные виды бурения


Роторное бурение скважин на воду может быть объединено с другим способом при помощи некоторой модернизации оборудования. Это делается для того, чтобы можно было избавиться от определенных недостатков и собрать в одном месте достоинства разных подходов. Из-за высокого уровня сложности реализации, такие действия осуществляются довольно редко, но на практике возможно все.


Роторно-турбинное бурение подразумевает, что при помощи турбины проделывается основное отверстие, а идущий за ней ротор расширяет его до необходимого диаметра. Такой подход очень хорош в местах, где твердость грунта достигает максимальный отметок и трудно сразу бурить скважины большого диаметра.

 

А вот рассверливать их по пройденному следу будет уже намного легче и быстрее, так что комбинирование полностью оправдано.

promplace.ru

Роторные буровые установки (ч. 1) – Основные средства

В мировой практике известны случаи устройства свай в слабых грунтах с глубиной погружения до 75 м. В России сваи с глубиной погружения 47,5 м под защитой обсадной трубы были использованы при строительстве перехода на Ладожском вокзале в Санкт-Петербурге. Буронабивные сваи также единственный вариант при строительстве на скальных грунтах. Несмотря на проработанность технологий и большой опыт, выбор той или иной технологии устройства буронабивных свай требует тщательной гео­логической разведки и опытных работ.

Технологии буронабивных свай предпочтительнее в городской черте, так как при бурении не возникают вибрационные и динамические нагрузки, разрушительно воздействующие на расположенные вблизи здания и сооружения. Кроме того, шумовой фон при бурении ниже шума транспортного потока.

Сегодня на российском рынке представлены многие производители буровой техники. Верхний ценовой сегмент составляют немецкие машины, нижний – китайские и российские. В среднем ценовом диапазоне – итальянская техника.

В качестве базовых используют мощные гусеничные машины – гусеничные краны и экскаваторы как с механическим приводом, так и гидравлические, а также базовые гусеничные машины, построенные по специальным проектам. Базовая машина должна обеспечивать устойчивость и мощность. При бурении к гидросистеме базовой машины подключаются сразу несколько агрегатов, включая обсадной стол, и на силовой агрегат налагаются высокие требования по мощности, подаче и давлению. Буровая машина должна обеспечить высокую точность в постановке свай в плане, соблюдение вертикальности забуривания, глубину погружения рабочего органа, давление бетона при заполнении скважины. В современных буровых машинах эти процессы контролирует бортовой компьютер. Электроника помогает производительному бурению и соблюдению сроков.

К буровым машинам также предъявляется такое требование, как быстрое развертывание в рабочее положение и свертывание в транспортное и удобство в транспортировке. Желательно, чтобы в транспортном положении установка укладывалась в разрешенные для движения по дорогам общего пользования габариты, при этом разборка установки была бы минимальной или вообще можно было обойтись без разборки. Требуется также простой и быстрый монтаж противовеса, если его перевозили отдельно, и бурового привода без привлечения дополнительных грузоподъемных средств.

Немецкая компания Liebherr (завод в Ненцинге, Австрия, фирма основана в 1949 г.) поставляет буровые установки двух серий – роторные установки серии LB и комбинированные сваебойные и буровые установки серии LRB. Серия LB, разработанная специально как буровые машины для фундаментостроения, включает шесть моделей с крутящим моментом от 190 до 510 кН.м и максимальным усилием задавливания/ извлечения от 200 до 560 кН. Эксплуатационная масса машин – от 52 до 160 т. Базовые машины разработаны специально для буровых установок с использованием ходовой части гусеничных кранов. При разработке серии LB компания стремилась создать оптимальную конструкцию поворотной платформы и добиться наилучшей совместимости основных компонентов – поворотной платформы, мачты и кинематической системы. Также преследовалась цель унификации комплектующих со сваебойными/ буровыми установками и гидравлическими канатными экскаваторами. Все модели роторных буровых установок идентичны в управлении и эксплуатации.

Установки серии LB могут работать по всем известным на сегодняшний день технологиям изготовления буронабивных свай, таким как бурение штангой Келли, бурение бесконечным шнеком, бурение шнеком с полным или частичным вытеснением грунта, бурение двухроторным приводом, перемешивание грунта. Конструкция мачты рассчитана на значительные усилия и крутящие моменты. Среди преимуществ серии LB возможность изменения вылета мачты без изменения ее наклона и движения каната благодаря тому, что все лебедки установлены на мачте. Изменение радиуса вылета мачты значительно увеличивает рабочую зону при неподвижной ходовой части. Нажатием кнопки на главном джойстике мачта автоматически настраивается на заданный наклон. Эта система автоматически действует и во время передвижения и поворота машины.

Комбинированные сваебойные и буровые установки серии LRB предназначены для буровых работ с двойной вращающейся головкой, непрерывным буровым шнеком и для бурения штангой Келли, а также для сваебойных работ с вибропогружателем или гидравлическим молотом. Линейка включает три модели с максимальным крутящим моментом 120, 220 и 300 кН.м и усилием задавливания/ извлечения 190, 290 и 440 кН. Эксплуатационная масса машин – 43, 67 и 80 т. Машины построены на базе гусеничных экскаваторов с раздвижной гусеничной тележкой. Отличительная особенность серии LRB в треугольной кинематической системе, которая придает установке высокую устойчивость и направляющее усилие, обеспечивающее жесткость и точность при изготовлении буронабивных свай. Мачта коробчатого сечения выдерживает высокие задавливающие/ вытягивающие усилия и крутящие моменты. А благодаря возможности комплектации мачты дополнительными удлинителями, а также канатной системе вертикальной подачи рабочего инструмента по всей длине мачты достигается максимально возможная длина буронабивной сваи.

В собранном положении установка компактна, может легко перевозиться между площадками и быстро разворачиваться в рабочее положение.

Буровые машины немецкой фирмы BAUER Maschinen GmbH получили наибольшее распространение в мировой строительной отрасли благодаря своей производительности, мощности и надежности. Bauer Maschinen разрабатывает и производит оборудование для роторного бурения и для строительства по методу «стена в грунте», а также весь необходимый инструмент и работает на рынке самостоятельно с 2001 г. в рамках концерна BAUER (Мюнхен, Германия, основан в 1928 г.). Фирма поставляет две линейки роторных буровых машин в премиальной и стандартной комплектации. Премиальная линейка PremiumLine состоит из 11 базовых моделей и их модификаций с крутящим моментом от 125 до 468 кН.м. В стандартную линейку ValueLine входят 5 базовых моделей и модификации с крутящим моментом от 151 до 380 кН.м. У Bauer самый широкий модельный ряд.

Компания использует качественные комплектующие ведущих мировых брендов – Bosch-Rexroth, Zoelern, Caterpillar и т. д., которые в совокупности с передовой конструкторской школой создают превосходные машины. Роторные буровые машины BAUER способны работать с восемью технологиями бурения, куда входит бурение со штангой Келли, бурение с бесконечным полым шнеком, бурение с двойной головкой для малых диаметров, бурение с двойной головкой для большого диаметра, бурение с вытеснением, бурение со смешиванием.

Легкая коробчатая мачта, устойчивая к скручивающим нагрузкам, обеспечивает передачу вращающего момента по всей высоте. Мачта состоит из одной или двух частей и промежуточного профиля для удлинения. используют одно-, двух- или трехступенчатые приводы вращения. В системе наклона мачты применяют Н-образную и V-образную схемы. Н-образная кинематика обеспечивает отличную горизонтальную подвижность мачты для регулировки положения на месте бурения и простой перевод мачты в транспортное положение. V-образная схема реализована с помощью двух больших поддерживающих гидроцилиндров, обеспечивающих высокую жесткость кинематики (преимущественно при бурении твердой породы и при исполнении свайных стен). При транспортировке мачта наклоняется вперед.

Особенностью буровых машин BAUER также являются собственные гусеничные шасси с раздвижной гусеничной тележкой. Компания использует дизельные двигатели и насосные агрегаты ведущих поставщиков, которые в сочетании с современными гидросистемами с совмещением операций обеспечивают гидравлическую мощность, необходимую для одновременного привода нескольких исполнительных механизмов.

Буровая техника BAUER известна у нас еще и по машинам, выпускаемым совместным российско-германским предприятием ООО «БАУЭР Машины-Курган». Предприятие, созданное в 2005 г. на базе ЗАО «Курганстальмост», специализируется на крупноузловой сборке и реализации буровых установок МГБ12, МГБ24, а также многофункциональной самоходной установки МС32. Установки BAUER курганского производства адаптированы к условиям эксплуатации в северных регионах России. Для этого машины оборудованы системами отопления кабины при выключенном двигателе, электрическим подогревом АКБ, рабочей жидкости, топлива и охлаждающей жидкости, что позволяет эксплуатировать их при температуре до –40 °С для бурения вечномерзлых грунтов.

Буровая машина МГБ12 была разработана в начале нового столетия инженером-конструктором Вернером Хартхаузеном с учетом современных требований к оптимальному сочетанию массы машины и передаваемого на буровой инструмент крутящего момента, транспортных габаритов и адаптации к климатическим условиям. Эксплуатационная масса машины составляет около 34 т, максимальный крутящий момент – 125 кН.м. Двухконтурная система гидравлики бурения приводится двигателем Cat 3056 или Deutz TCD914 мощностью 129 кВт. Машина отличается оптимальным соотношением массы и крутящего момента и продуманной кинематикой. Мачта движется независимо в двух направлениях, основание мачты закреплено на раме, перемещающейся в горизонтальном направлении (ход 400 мм). Главная лебедка вмонтирована в корму, что улучшает развесовку машины. В стандартное оснащение входит «северный» пакет. Машина компактна и легко транспортируется, проста в обслуживании и ремонте, сервисная служба находится на территории РФ.

Машина МГБ24 построена с учетом аналогичных конструктивных принципов, при этом ее эксплуатационная масса около 60 т, а крутящий момент – 240 кН.м. Двухконтурная гидросистема бурения приводится двигателем Cat C7 мощностью 205 кВт.

В базовой комплектации машины МГБ12 и МГБ24 работают с такими технологиями, как бурение со штангой Келли, бурение бесконечным шнеком, бурение с вытеснением грунта. Поворотные платформы машин устанавливают на раздвижное гусеничное шасси производства итальянской фирмы TracMec.

Компания Junttan Oy (Куопио, Финляндия, основана в 1976 г.), специализирующаяся на самоходных сваебойных машинах, предлагает также многофункциональные модели PM26 и PM28, работающие как со сваебойным, так и с буровым оборудованием. Установка может быть оснащена непрерывным полым шнеком (CFA), оборудованием для бурения с обсадной трубой, оборудованием для бурения с теряемым наконечником.

Базовая гусеничная машина оснащена двигателем Cummins мощностью 388 кВт.

Принципиальное отличие машины РМ28 от РМ26 заключается в усиленной конструкции направляющей буровой мачты и в увеличенном противовесе. Эти изменения позволяют более полно использовать возможности машины. Максимальный вращающий момент у обеих моделей составляет 400 кН.м.

Преимущества техники Junttan обусловлены тем, что она изначально создавалась для жестких климатических и геологических условий. Плюс 30-летний опыт проектирования и производства.

* * *

Технологии бурения – это целый мир, который невозможно вместить в одну статью. Публикации о других технологиях и производителях мы продолжим в следующих номерах журнала.

os1.ru

Роторное бурение скважин – способы и технология

Роторное бурение скважин представляет собой один из видов вращательного бурения. Суть заключается в том, что породоразрушающий инструмент, расположенный внутри скважины, приводится в действие за счет электродвигателя или газотурбинного оборудования.

Роторное бурение наиболее распространенный метод, так как достаточно эффективен и прост в применении. Чаще всего он используется для бурения разведочных и эксплуатационных нефтяных скважин, однако, за счет компактности, применяется и для создания скважин с водой на частных участках

Технология роторного бурения впервые была применена в США в начале 1880-х годов, и с тех пор претерпевала незначительные изменения, положительно сказавшихся на её эффективности. В частности, совершенствовались породоразрушающие инструменты, изобретались новые промывочные жидкости, повышалась прочность отдельных элементов. Кроме того, совершенствовалась и сама технология бурения, за счет чего данный метод и является сейчас одним из основных способов создания забоя и почти полностью заменил стандартный ударный метод. Обо всем, что нужно знать о роторном способе бурения – далее в статье.

Оборудование для роторного бурения скважин

Несмотря на кажущуюся простоту, нефтяная, газовая или любая другая скважина требует довольно внушительного списка оборудования. Без любой из этих частей работа установки невозможна. В перечень элементов, необходимых для осуществления роторного бурения, входит:

  • вышка;
  • буровая установка;
  • ротор;
  • буровые поршневые насосы;
  • вертлюг;
  • талевая система;
  • система очистки жидкостью.

Вертлюг – это элемент, через который промывочная жидкость попадает в колонну. Он подвешен на один крюк талевой системы. Кроме этого, в неё входит кроноблок и блок.

Система очистки промывочной жидкостью также состоит из ряда элементов:

  • вибросита;
  • желоба;
  • гидроциклонов

Роторный способ бурения скважин часто требует мобильности конструкции, поэтому её часто размещают на специальных платформах.

Роторное бурение скважин: плюсы и минусы

Бурение скважин роторным методом очень распространенно. Он имеет огромное количество преимуществ перед стандартным ударным способом:

  1. Скорость. Бурение роторным способом производится значительно быстрее ударного.
  2. Универсальность. Спектр применения метода гораздо шире, так как за счет применения различных долот можно работать с разными видами грунтов.
  3. Размер. Вся установка занимает относительно немного места в отличие от конструкций для ударного метода.
  4. Мобильность. За счет малых габаритов, установку можно разместить на подвижной платформе.

Вращательное роторное бурение скважин, тем не менее, имеет и некоторые ограничения.

Так, в зависимости от грунта и пород, следует подбирать соответствующие долота.

Наличие очень твердых объектов на пути пролегания скважины может стать помехой, если не использовать специальное породоразрушающее оборудование.

Кроме этого, проблему представляет:

  1. Глинистый раствор. Он нередко вызывает проблемы при исследовании пластов, а также не всегда является рентабельным в некоторых случаях.
  2. Невозможность работы в зимнее время. Промерзлый грунт является серьезным препятствием для бурения роторным способом.
  3. Мощность установки. Она напрямую зависит от ротора, который является уязвимым элементом системы.

В условиях промерзлых почв, предпочтительным вариантом является ударная методика. Разумеется, нефтяная или любая другая скважина будет буриться дольше, однако в итоге желаемый результат будет получен.

Принцип осуществления роторного бурения скважин

Несмотря на кажущуюся простоту технологии, принцип работы роторного оборудования довольно сложен. Сам ротор приводится в действие за счет приводного вала, который передает вращение от электродвигателя. Иногда используется двигатель внутреннего сгорания.

Само вращение принимают ведущие вкладыши ведущих вкладышей. Их сечение полностью аналогично сечению верхней рабочей трубы, которое по своей форме может быть абсолютно разным.

Основой для бурильной колонны являются специальные трубы. Именно между ними и породоразрушающим инструментом монтируются УБТ – утяжелённые бурильные трубы. За счет их огромного веса на долото оказывается достаточная для эффективной работы нагрузка.

Верхняя часть рабочей трубы подсоединяется к вертлюгу. По этой системе подается промывочная жидкость, которая попадает на забой через насадки долота – она нужна для поддержания работоспособности всей роторной бурильной установки.

Подъем или спуск обеспечивают свечи – несколько бурильных труб с длиной от 25 до 50 метров. Под действием нагрузки, которую обеспечивают утяжеленные бурильные трубы, долото и разрушает породу. За счет регулярно поступающей жидкости инструмент охлаждается, а параллельно с этим забой прочищается от шлама. Жидкость используют повторно после её очистки.

Обсадные трубы

Разумеется, нельзя просто пробурить скважину и оставить её без малейших укрепляющих конструкций. Грунт – довольно неустойчивая субстанция, способная менять свое положение. Именно поэтому риск обрушения забоя довольно велик.

Чтобы этого не произошло, на некотором расстоянии от поверхности в бурении делается перерыв, во время которого устанавливается обсадная колонна. За счет неё исключается осыпание стенок или же завала пробуренного пути, а также препятствует проникновению воды. Самая первая колонна часто называется кондуктором и она позволяет осуществить перекрытие неустойчивых пород, тем самым придавая надежности пробуренной скважины.

Как правило, такую колону ставят не ранее отметки 30 м, и не позже отметки 600 м. Если скважина нефтяная, то обсадные конструкции устанавливаются с как можно меньшим расстоянием до поверхности.

Роторный способ бурения применяется для многих типов грунта, потому, при установке колон приходится ориентироваться на текущие геологические условия. Так, иногда возникает необходимость использовать сразу нескольких обсадных колон для повышения надежности забоя. Чем меньше диаметр трубы, тем глубже она опускается. Очевидно, что самая небольшая по диаметру будет находиться глубже всех остальных.

Наиболее глубокая колонна – эксплуатационная, перфорируется снизу. Через эти отверстия нефтяная, газовая или водяная масса в неё и поступает.

Промывочная жидкость в буровых роторных работах

Бурение скважин вращательным роторным способом можно сделать эффективнее, если использовать подходящий метод промывки. На данный момент в качестве жидкости применяются:

  • полимерные растворы;
  • аэрированные растворы;
  • нефтяные эмульсии;
  • вода.

Также применяется продувка воздухом. В случае, если работы планируются на участках с низким пластовым давлением, используется специальный газ.

С помощью промывки забой не только избавляется от лишних примесей, осыпавшихся пород и крупных предметов.
Жидкость, поступающая на долото, охлаждает его рабочую поверхность, за счет чего продлевает срок службы породоразрушающего инструмента.

Роторное бурение скважин – это довольно трудоемкий процесс, требующий учета многих факторов. Тем не менее, он является одним из самых эффективных методов и широко применяется в самых разных условиях.

Роторная буровая установка



Читайте также:

snkoil.com

Буровая установка своими руками: ударно-канатная, роторная, шнековая

Бурить скважины чаще всего требуется при устройстве скважины на воду, но и кроме того периодически такие работы нужны: установить металлические столбы под забор (беседку, перголу), создать поле для сбора тепла из земли при устройстве теплового насоса земля-воздух, при устройстве столбчатого фундамента и многих других строительных работах. Облегчит и значительно ускорит процессы малогабаритная буровая установка. Имея некоторый навык сварки, ее можно сделать своими руками. 

Самодельная буровая установка

Виды самодельных буровых установок

Для самостоятельного бурения скважин (на воду и не только) требуется хоть небольшая буровая установка. Глубина скважин редко бывает меньше 20 метров и без применения хоть простейших механизмов обойтись очень сложно. Если говорить о техниках бурения и типах бутовых установок, то сделать своими руками можно следующие буровые:

  • Ударно-канатную установку. Принцип работы этого типа оборудования основан на силе тяжести. На какой-то высоте закрепляют тяжелый буровой снаряд в заточенными краями — стакан или желонку. Его «роняют» несколько десятков раз. Каждый раз снаряд прорезает некоторую часть грунта, а порода застревает внутри полого снаряда (для сыпучих грунтов они снабжаются клапанами). Стакан вынимается из скважины, грунт удаляется. Далее процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет требуемой глубины. Для самостоятельного исполнения подобные устройства — самые простые. В наиболее бюджетном варианте это некая станина, позволяющая закрепить блок над скважиной. Через блок перекинут длинный трос с привязанной желонкой. За трос можно дергать «вручную», а можно установить мотор-редуктор с барабаном.

    Одна из ударно-бурильных установок

  • Шнековая буровая установка. Углубление в грунт происходит при помощи шнека — стержня с наваренными винтом лопастями. Шнеком можно вручную пробурить скважины в пару метров — под свайный фундамент, например. Для прохождения плотных слоев типа глины или плотных песков, требуется солидное усилие. Поэтому требуется двигатель с большим вращающим моментом, а они работают от 380 В. И то, шнековые установки практически бесполезных на каменистых грунтах. И все равно — просто это небольшой камень типа щебня или скальные породы — шнек их не пройдет.

    Шнековая буровая установка

  • Роторное бурение. Используется тоже принцип вращения, но внутрь бура подается бурильный раствор (вода). Это эффективный способ — вода выносит на поверхность шлам (раздробленную породу), и бур очень редко вынимают на поверхность. Его только сверху постоянно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Есть роторные установки «сухого» бурения — без растворов, но они требуют больших усилий, скорость бурения при этом намного ниже. Поэтому такие установки делают и используют редко.
  • Роторная буровая установка

Выбор типа буровой установки для изготовления ее своими руками зависит от геологии местности, где будут бурить, влияет также глубина залегания водоносных слоев. Наиболее универсальный метод — ударно-канатный. Хорошо проходят разные грунты при помощи роторного оборудования с использованием воды (этот способ называют еще гидробурение). Для разных типов грунтов используют разной формы долота, а измельченный грунт вымывается на поверхность водой.

Самый «капризный» по грунтам шнековый бур, зато он неплохо справляется с вязкими грунтами — глинами, суглинками, но с валунами и каменистым грунтом он застревает.

Методы очистки воды из колодца или скважины описаны тут.

Виды самодельных канатно-ударных бурильных установок

При изготовлении буровой установки под канатно-ударное бурение есть два важных элемента: станина и стакан (патрон, желонка). Для самого простого варианта можно сделать станину из трех-четырех труб, которые соединяются над местом, где будет проходить бурение. Там крепят блок, через него перекидывают гибкий стальной трос. На конце троса привязан бурильный снаряд. Вот и вся конструкция. Приводится в действие эта «установка» мышечной силой — за трос тянут, потом резко опускают. Снаряд понемногу углубляется.

Наиболее простые конструкции

Для снижения физических нагрузок устанавливают лебедку, для еще большей автоматизации — мотор с редуктором, вращающим вал лебедки. При этом важно придумать систему, которая позволит освобождать вал лебедки и сбрасывать желонку.

Рама-тренога не всегда удобна — она требует большой площади. Причем для устойчивости «ноги» должны находится на равном расстоянии от центра. Не помешают также перемычки между всеми опорами. Вот в этом случае буровая установка будет стоять надежно. Есть еще один вариант рамы — в виде буквы «Н» с телескопическими штангами (на фото ниже).

Сделанная своими руками мини буровая установка

Вертикальная стойка тоже телескопическая. Она позволяет менять высоту, с которой сбрасывается снаряд. В остальном комплектация такая же.

Станина для малой буровой установки вид сбоку

Как работает буровая установка ударно-канатного бурения, сделанная своими руками из подручных материалов, смотрите в видео. Такую конструкцию точно повторить несложно.

Подробнее о том, как пробить и обустроить скважину для воды описано тут.

Как сделать установку для роторного бурения

Буровая гидравлическая установка должна иметь станину, которая позволяет передвигать вверх/вниз мотор, к которому через вертлюг подсоединяют бур. Также через вертлюг внутрь колонны поддается вода.

Принципы построения бурилки

 

При изготовлении буровой установки своими руками, рекомендован такой порядок действий:

Рама мини-буровой установки состоит из трех частей:

  • горизонтальной платформы;
  • вертикальной рамы;
  • подвижной рамы (каретка), на которой закреплен мотор.

Основа варится из толстостенной трубы — толщина стенки 4 мм, минимум — 3,5 мм. Лучше — из профилированной сечением 40*40 мм, 50*50 мм или около того, но подойдет и круглая. При изготовлении рамы малой буровой установки точность неважна. Важно соблюдать геометрию: вертикальность и горизонтальность, одинаковые углы наклона, если это необходимо. А размеры «подгоняются» по факту. Сначала варится нижняя рама, измеряется. Под имеющиеся размеры изготавливается вертикальная рама, а по ее размерам — каретка.

Простой форты бур можно сделать самостоятельно — их варят из обычной стали (чертеж на фото ниже). Если брать высоколегированную сталь, ее сложно приварить к штангам. Для сложных и каменистых грунтов лучше купить бур в специализированной кампании — они имеют сложную форму, есть много разных видов.

Чертеж бура на 159 мм

Чтобы работать было проще, подключают два пульта с возможностью реверсного хода. Один ставят на мотор, второй на лебедку. Вот, собственно, и все.

В конструкции буровой установки роторного или шнекового бурения главное — вертлюг, но его изготовить без опыта нереально. Для тех, кто хочет сделать его самостоятельно, выложим фото и его чертеж.

Устройство вертлюга для бутовой установки

 

Чертеж вертлюга для малогабаритной буровой установки

 

Как провести воду от скважины к дому читайте тут. 

Простейшая установка для шнекового бурения

Если водоносные слои неглубоко, грунты мягкие, можно обойтись механической буровой установкой со шнеком. Это та же тренога или любая другая рама с блоком через который перекинут трос. Только вместо желонки или бурового стакана к тросу привязан шнек. В верхней его части имеется перекладина, при помощи которой его проворачивают.

Ручная буровая установка со шнеком

Для облегчения процесса желательно наличие лебедки или хотя-бы ворота (по типу колодезного). Но можно сделать роторную бурилку, похожую на описанную выше. Изменится только строение вертлюга — он нужен без отвода под подачу воды. Работа одной из бурильных установок, собранной мастеровым человеком своими руками, из подручных материалов — на следующем видео. Можно рассмотреть и особенности конструкции.

И последний момент — видео о том, как сделать шнек для буровой установки своими руками.

  • Веревочная лестница своими руками: как сделать канатную, как связать для детей, как называется для колодца, видео
  • Подснежники из фоамирана: мастер-класс или МК, фото выкройки
  • Лоскутная техника: шитье пэчворк, техника быстрого шитья, картинки либолеман, акварель и пицца, технология ляпочиха, мастер класс, видео-инструкция
  • Рисовая бумага для декупажа: печать на стекле, карта для дерева, мастер-класс как пользоваться и приклеить
  • Квиллинг птицы: голуби и цыпленок, жар-птица и попугай, снегири и синица, схема и техника, мастер класс колибри
  • Топиарий из лент своими руками: мастер класс с пошаговыми фото, цветы как сделать мк, видео инструкция
  • Декупаж для кухни картинки: мебели фото, гарнитур своими руками, старые рисунки и набор кафельной плитки
  • Панно из плитки в ванной: керамическая, фото комнаты, на стену кухни, на пол, для фартука, укладка в прихожей, для бассейна и санузла, видео

openfile.ru

Буровая установка для бурения скважин на воду

Бурение скважины на участке позволяет обеспечить автономное водоснабжение дома, размещенного на частной территории. Применение профессиональных установок для проведения работ не всегда оправдано. Существует множество самодельных и простых в устройстве агрегатов, способных пробурить скважину нужной глубины. На таком участке колодец больше не понадобится, поскольку полученная вода будет полностью пригодной для питья и приготовления пищи.

Преимущества малогабаритных установок для бурения скважин

Небольшие по мощности буровые установки не подойдут для бурения артезианской скважины или для добычи нефти. Несмотря на это они активно используются для частных хозяйств.

Малогабаритные бурильные аппараты отличаются следующими преимуществами:

Схема малогабаритной буровой установки

  • отсутствие сложностей при эксплуатации;
  • не занимают много места, мобильные;
  • во время применения оборудования отсутствует вред для окружающей территории, что актуально на участках с существующей застройкой и ландшафтным оформлением;
  • существует возможность эксплуатации в ограниченном по площади пространстве – в гаражах, подвалах;
  • оборудование легко в транспортировке на любые расстояния;
  • малогабаритные устройства работают от обычной розетки в 220 В, или от мобильного источника питания;
  • бурение при помощи таких аппаратов осуществляется быстро, без проведения подготовительных работ.

Разновидности устройств для бурения скважин

Буровые установки для бурения скважин на воду могут иметь простую конструкцию и изготовляться практически из подручных материалов. Их применение обязательно, поскольку для получения источника, пригодного для использования, необходимо проделать отверстие глубиной не меньше 20 м. Оборудование для бурения скважин разделяют на несколько типов.

Ударно-канатная мини-буровая установка. Агрегат работает благодаря силе тяжести. На определенной высоте закрепляется тяжелый снаряд, имеющий заостренные края. Его называют стаканом, желонкой. Во время работы снаряд опускают, и он ударяется в грунт. Каждый раз небольшая часть почвы срезается. Грунт застревает в полом снаряде, что позволяет удалить его из проделанного на поверхности отверстия. Данный процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет необходимой глубины.

Шнековая установка для бурения скважин. Углубление в грунт рабочего инструмента происходит за счет его конструкции. Он представляет собой шнек – прочный стержень с наваренными лопастями в виде винта. В состав такой бурильной установки должен входить двигатель со значительным вращательным моментом. В противном случае шнек не сможет пройти слой грунта, который состоит из глины, плотных песков. Недостатком оборудования считается невозможность работы в каменистых породах.

Роторные буровые станки. Работают по принципу вращения инструмента, внутрь которого подается вода. В результате на поверхность попадает раздробленная порода. Бур легко извлекается из отверстия в грунте, и с ним легко работать. Для подачи воды на значительную глубину используются дополнительные шланги.

Роторная буровая установка

Конструкция ударно-канатных агрегатов

Ударно-канатные буровые установки на воду состоят из нескольких частей.

Станина, имеющая треугольный профиль. Для ее изготовления в домашних условиях используются стальные трубы. Также станина может иметь форму буквы «Н». Полученная рама оснащается телескопическими штангами.

Рабочий инструмент (снаряд). Делается из обрезка трубы диаметром 100-200 мм, длиной 1-2 м. Снаряд специально утяжеляют до 100 кг или больше, что позволяет произвести процесс бурения эффективней.

Лебедка. Необходима для подъема и спуска снаряда. Может оснащаться электродвигателем, что позволяет провести весь процесс бурения без применения физической силы. В противном случае для подъема рабочего инструмента используется стальной трос.

Как самостоятельно изготовить ударно-канатное оборудование?

Ударно-канатный аппарат для бурения скважин для воды изготовляют по следующей схеме:

Ударно-канатные буровые установки

  • Для получения рамы следует использовать квадрат, изготовленный из прочного металла. Вначале необходимо создать надежное основание треугольного или прямоугольного профиля. Дальше устанавливают ребра.
  • Сверху желонки необходимо закрепить стальной трос. Для этого проделывается несколько отверстий или устанавливается рычаг.
  • Выбор размера троса зависит от планируемой глубины скважины.
  • Патрон закрепляют сверху. Трос наматывается на лебедку или барабан редуктора в электрическом двигателе.

Необходимые механизмы для изготовления устройства роторного бурения

Простейшая установка роторного бурения должна иметь станину, обеспечивающую передвижение мотора в вертикальном направлении. К нему через вертлюг устанавливают бур. Данный элемент также необходим для подачи воды внутрь колонны. Чтобы изготовить собственноручно роторное устройство, рекомендуется подготовить следующее:

  • Вертлюг и шланги – важнейшие элементы устройства. При отсутствии навыков токаря, их рекомендуется купить. Для эффективной работы данные элементы должны быть изготовленными с высокой точностью. Это обеспечит достаточную герметичность и предупредит протечки бурового раствора. Вертлюг и шланги оснащаются одинаковой резьбой. В противном случае для их соединения понадобится переходник. Штанги должны иметь трапециевидную резьбу, которая проще в изготовлении.
  • Мотор-редуктор следует приобрести заранее. Требуемые характеристики – мощность 2,2 кВт, минимальное количество оборотов в минуту 60-70. Если мотор обладает лучшими характеристиками, для его питания понадобится сеть в 380 В.
  • Предварительно покупается лебедка. Ее привод может быть ручным или электрическим. Минимально допустимая грузоподъемность лебедки – 1 т.

Технология изготовления роторной установки

Технология изготовления простейшего роторного станка для бурения скважин выглядит следующим образом:

  1. Основа установки сваривается из трубы с толстыми стенками. Минимальная толщина – 3,5 мм. Также можно использовать трубу с профилированным сечением или круглую. При изготовлении рамы придерживаться большой точности не нужно. В данном случае более важна вертикальность, горизонтальность монтажа основных элементов конструкции. Тщательно проверяются углы наклона составных частей.
  2. Делают каретку, предназначенную для перемещения рабочего инструмента в вертикальном направлении. На нее крепятся вертлюг, буровые штанги, бур, мотор.
  3. Для удержания каретки устанавливается лебедка.
  4. Для изготовления бура можно использовать обычную сталь, а все конструктивные элементы соединяются между собой сваркой. Для работы в каменистых грунтах бур рекомендуется купить готовый.
  5. К вертлюгу подключается шланг от мотопомпы. Подсоединение мотора к сети происходит через пусковое устройство.

Изготовление установки для шнекового бурения

Если на территории участка водоносный слой залегает высоко, а грунты мягкие, для бурения скважин можно использовать шнековую установку. Она представляет собой устойчивую раму (тренога или другая форма), через которую перекинут трос. К ней присоединяется шнек, являющейся основным рабочим инструментом.

В верхней части установки присутствует перекладина. Она предназначена для поворота шнека и его проталкивания на заданную глубину. Чтобы облегчить процесс работы желательно оснастить аппарат лебедкой. Также можно установить ворот, который присутствует на многих колодцах.

Видео: Бурение скважины на воду, немецкая технология

promzn.ru

Роторная бурильная машина СБМ80

   
Стандартное оборудование Дополнительное оборудование
•  Вращатель буровой установки с крутящим моментом 78 кН •  Система блоков для работы непрерывным полым шнеком (технология CFA)
•  Система подачи — гидроцилиндр или лебедка •  Опора мачты
•   Главная лебедка с гидравлическим приводом свободного хода, канатоукладчиком и однослойным барабаном с канавками для равномерной укладки каната •  Дополнительная лебедка для установки непрерывного шнека
•   Постоянное усилие главной лебедки при любой глубине бурения •   Вставка штанги-келли для увеличения глубины бурения непрерывным полым шнеком (технология CFA)
•   Концевые выключатели подъема на всех лебедках •   Крепление штанги-келли в транспортировочном положении
•  Стабилизатор штанги-келли •   Централизованная система смазки
•   Вертлюг •  Установка видеонаблюдения рабочих зон
•  Замена шпонок вращателя и антифрикционных вкладышей без демонтажа вращателя •  Адаптер установки дрейтеллера (карданное соединение)
•  Амортизатор вращателя •   Быстросъемные соединения гидравлических линий на вращатель
•  Ускоренные режимы перемещения штанги-келли и вращателя •   Подготовка гидрооборудования для устройства очищения шнека
•  Система управления АО «Стройдормаш» •   Режим разброса с одного положения джойстика
•  Автоматическая установка мачты в вертикальное рабочее положение, автоматический контроль и корректировка вертикальности  
                                         Измерительное  и контрольное 

 

оборудование

 

Стандартное оборудование Дополнительное оборудование
•   Электронное измерение нагрузки на канате главной лебедки •   Программное обеспечение Jean Lutz (в комплектации для непрерывного полого шнека)
•   Контроль и предотвращение провисания каната главной лебедки •   Запись и передача рабочих данных при помощи ГЛОНАСС
•   Цветной дисплей в кабине оператора •   Электронное измерение нагрузки на канате грузовой лебедки
•   Отображение сообщений о неисправностях •   Полуавтоматический режим возврата на точку бурения
•   Измерение наклона мачты по осям X и Y •   Измерение скорости вращения инструмента
•   Контроль азимута и точки бурения •   Контроль скорости перемещения штанги-келли и вращателя
•   Автоматическое выравнивание мачты по осям •   Контроль усилия подачи инструмента
•   Автоматическое выравнивание мачты по осям •   Контроль крутящего момента вращателя
•   Измерение общей глубины бурения, глубины за один цикл и вывод информации на дисплей  

sdm-zavod.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.