4.4. Основные буровые установки для разведочного бурения на твердые полезные ископаемые
В настоящее время на геологоразведочных объектах используется самые разнообразные буровые агрегаты. Среди них встречаются буровые станки и установки как отечественного производства, выпуск которых начат в советский период, так и станки, модернизированные или разработанные в последнее время на предприятиях России. Значительный объем буровых работ при поисках и разведке месторождений выполняется буровыми агрегатами зарубежного производства, выпущенных как ведущими в буровом машиностроении компаниями, так и компаниями, чья продукция только недавно заявлена на рынке, и мало отличаясь по внешнему виду и реализованным при изготовлении конструкторским схемам от буровых установок ведущих компаний, существенно им уступает в функциональности, надежности, уровню механизации и автоматизации.
4.4.1. Буровые установки отечественного производства
Для выполнения буровых работ могут использоваться следующие буровые станки и агрегаты, разработанные и выпускаемые отечественными предприятиями.
Ручные станки (мотобуры) с приводом от бензо- или электродвигателя. Монтируются на каретку опорной стойки с цепным механизмом подачи.
Комплекс КМБ2-15 предназначен для бурения скважин шнековым и колонковым, в том числе пневмоударным способами на номинальную глубину до 20 и 25 м соответственно.
Комплекс обеспечивает:
- бурение скважин колонковым способом алмазным и твердосплавным инструментом диаметром до 112 мм в породах до XII категории по буримости;
- бурение пневмоударниками типа ПН-76 и ПН-93 по породам VI–XII категории по буримости;
- бурение скважин шнеками, в том числе полыми, диаметром до 130 мм в породах до V категории по буримости.
Возможный угол наклона скважины по отношению к горизонтали 45–90 градусов.
Комплекс оснащен подвижным вращателем с ходом подачи 1200 мм и рабочим усилием подачи 0,4–0,8 кН. Максимальное усилие подачи может достигать 2,0 кН.
Буровые установки ударно-канатного бурения типа УКС позволяют бурить скважины при разведке россыпных месторождений. Глубина бурения установкой УКС-22М – до 300 м, УКС-30М – до 500 м. Привод станков электрический.
Буровая самоходная установка УБСР-25М «Разведчик» предназначена для бурения скважин большого диаметра (взамен проходки шурфов) при разведке россыпей, в том числе обводненных. Смонтирована на базе трактора ТТ-4. Глубина бурения – до 25 м, диаметр скважин – до 175 мм.
Установка реализует медленно-вращательный способ бурения, а также бурение грейфером при проходке шурфов.
Буровая установка УКБ-12/25 предназначена для бурения горных пород I-IX категорий по буримости шнековым и колонковым способами с использованием твердосплавных и алмазных коронок.
Установка выпускается как передвижная на колесах или на транспортной базе (автомобиль УАЗ-469).
Глубина бурения шнеками диаметром 140 мм – 5 м; шнеками диаметром 70 мм – 15 м.
Глубина бурения колонковым способом диаметром 76 мм – 12,5 м; диаметром 46 мм – 25 м.
Привод установки – бензиновый двигатель, мощностью 2,9 кВт. Установка оснащена подвижным вращателем, ход подачи – 1200 мм, усилие подачи – 4 кН. Угол наклона скважин 60–90 градусов по отношению к горизонтали.
Буровая установка комплектуется буровым насосом НБ1-25/16 (подача –25 л/мин, давление –1,6 МПа).
Буровая установка ББУ – ООО «Опенок» предназначена для бурения скважин шнеками, алмазными и твердосплавными коронками и пневмоударниками.
Глубина бурения шнеками: диаметром 230 мм – 8–10 м; диаметром 100 мм – 20–25 м.
Твердосплавными и алмазными коронками обеспечивается бурения до глубины 40–50 м, а пневмоударниками до глубины 25–30 м.
Установка
оснащена подвижным вращателем с приводом
от гидромотора, ход подачи 1400 мм. Частота
вращения регулируется бесступенчато
в диапазоне 0 – 700 мин-1
. Усилие подачи – 15 кН, угол наклона
скважин – 90 и 0–45 градусов.
Привод установки от двигателя внутреннего сгорания.
Буровая установка УРБ-1В2 предназначена для картировочного бурения.
Смонтирована на транспортной базе – гусеничном транспортере ГТ.
Глубина бурения колонковым вращательным способом с промывкой 100 м, диаметр – 132 мм.
Вращатель бурового станка подвижный, ход подачи – 1750 мм, усилие подачи – 50 кН, частота вращения – до 400 мин-1.
Установка оснащена буровым насосом типа НБ 3-120/40.
Буровые установки УРБ -2НТ, УРБ-2ДЗ на базе гусеничного тягача ТТ-4 (рис. 4.3) оснащены станком с подвижным вращателем с ходом подачи 5,2 м, насосом и компрессором.
Глубина бурения разведочных скважин 150–200 м.
Угол наклона скважин 60–90º. Буровая установка
Буровая установка УРБ-4Т оснащена станком с подвижным вращателем, ход подачи 5,2 м, частота вращения до 325 мин-1.
Глубина бурения скважин до 300 м.
Буровая установка УРБ-2А2 смонтировна на базе автомобиля ЗИЛ-131 или УРАЛ-4320 и предназначена для бурения структурно-поисковых скважин глубиной до 300 м. Оснащена станком с подвижным вращателем с ходом подачи –5,2 м и реализуемой частотой вращения – до 325 мин-1.
Буровые установки ПБУ-2, ПБУ-3 могут использоваться для разве-дочных работ в породах до VII категории по буримости с применением вращательного и ударно-вращательного способов бурения. Оснащена станком с подвижным вращателем и смонтированы на транспортной базе.
Буровой станок БСК-100 и его модификации предназначен для подземного бурения на глубину до 100 м коронками диаметром 46 мм. Модификации станка – БСК-2М2-100 и БСК-2В-100.
Станок имеет шпиндельный вращатель, угол наклона вращателя – 0–360º. Ход подачи вращателя – 450 мм. Частота вращения – до 1500 мин-1. Частота вращения регулируется ступенчато.
Станок оснащен пневматическим экстрактором для выполнения спуско-подъемных операций. Ход штока экстрактора 800 мм.
Буровой агрегат АБ-2 включает гидрофицированный буровой станок для бурения скважин на глубину до 600 м бурильной колонной ЛБТН-42; на глубину 400 м колонной СБТН-42, ЛБТН-54, ССК-46; на глубину 300 м – буровой колонной СБТН-54, ЛБТН-68, ССК-59; на глубину 200 м – СБТН-68, ССК-76. Выпускается в двух исполнениях: АБ-200 с электроприводом и АБ-201 с дизельным приводом.
Буровой станок агрегата АБ-2 имеет подвижный вращатель с ходом подачи 2 500 мм. Частота вращения регулируется бесступенчато в диапазонах 0–630 мин-1 и 0–1250 мин-1.
Установка имеет мачту высотой 7 м, угол наклона мачты от вертикали 0–30º монтирована на прицепе и оснащена лебедкой для ССК.
Буровой агрегат АБ-5 предназначен для бурения геологоразведочных скважин глубиной до 1000 м диаметром 59–76 мм.
С применением бурильных колонн типа ЛБТН-54, СБТН-42, ССК-46 глубина бурения 1000 м; колонн ССК-59, СБТН-54, ЛБТН-68 – 800 м; колонн ССК-76, СБТН-68 – 500 м.
Буровой станок агрегата АБ-5 оснащен подвижным вращателем, ход подачи 3,2 м, частота вращения до 1500 мин-1.
Буровой агрегат БАК-1200/2000 предназначен для бурения геологоразведочных скважин глубиной до 2 000 м алмазными коронками диаметром 59 мм.
Буровой станок агрегата оснащен подвижным вращателем с полым валом и сприводом от электродвигателя. Ход подачи – 800 мм. Угол наклона вращателя по отношению к вертикали –70–90º. Частота вращения – до 3 000 мин-1.
Буровые установки УКБ-200/300 С и УКБ-3ст-Э предназначены для бурения до 300 м алмазными коронками диаметром 59 мм. Станки данных буровых установок имеют шпиндельный вращатель с ходом подачи – 500 мм. Угол наклона мачты буровой установки – до 60–70º. Частота вращения регулируется ступенчато в диапазоне 80–1170 мин-1.
Буровая установка УКБ-4 имеет следующие модификации: самоходная УКБ-4С и передвижная УКБ-4П.
Установка УКБ-4С смонтирована на автомобиле МАЗ-5334 или УРАЛ-4320.
Установки укомплектованы насосом НБ3-120/40 и труборазворотом РТ-1200.
Станок имеет шпиндельный вращатель с ходом подачи 400 мм, частота вращения регулируется коробкой передач: 155; 280; 390; 435; 640; 710; 1 100; 1 600 мин-1.
Буровой станок СКБ-4110 имеет привод от электродвигателя постоянного тока, что позволяет реализовать бесступенчатое регулирование частоты вращения вращателя и лебедки.
Буровой станок ЗИФ-650 М выпускается с 1949 г., прошел ряд модификаций и в настоящее время имеет марку СКТО-65.
Станок шпиндельного типа, оснащен одним гидропатроном без автоперехвата. Ход подачи – 500 мм. Выпускается в двух исполнениях: с приводом от электродвигателя и от дизеля.
Глубина бурения скважин диаметром 93 мм – 650 м, диаметром 59 мм – 800 м.
Угол наклона скважин: 60–90º.
Частота вращения регулируется коробкой передач: 87; 118; 254; 340; 576; 800 мин-1.
Грузоподьемность лебедки планетарного типа на прямом канате – 35 кН.
Мощность привода – 30 (для дизельного привода – 40) кВт.
Буровой насос НБ3-120/40.
Буровой станок СКБ-5 (более современный аналог ЗИФ-650) предназначен для бурения скважин диаметром 93 мм на глубину – 500 м; диаметром 59 мм – 800 м.
Станок шпиндельного типа с ходом подачи 500 мм. Имеет автоперехват и два гидроцилиндра механизма подачи.
Угол наклона скважин: 60–90 º.
Усилие подачи – 80 кН (вверх), 60 кН (вниз).
Частота вращения регулируется ступенчато: 122; 257; 340; 407; 539; 715; 1 130; 1 500 мин-1.
Номинальная грузоподьемность лебедки – 35 кН, максимальная – 42 кН.
Мощность привода (электродвигатель) – 30 кВт.
Буровым станком СКБ-5 укомплектована самоходная буровая установка ТСБУ-200М на гусенечном ходу трактора ТТ-4М. Установка разработана в Центре горно-геологического оборудования в г. Новосибирске.
Установка ТСБУ-200М включает:
- буровую мачту высотой 12 м;
- буровой насос НБ4-320/63;
- лебедку для ССК;
- трубозахват;
-ДЭС-100 (дизельная электростанция, дизель ЯМЗ-238).
Предназначена для бурения скважин глубиной до 500 м, с максимальным начальным диаметром 151 мм. Угол наклона скважин – 75–90°. Грузоподьемность установки – 40 кН.
Буровой станок ЗИФ-1200МР (СКТО-75) шпиндельного типа, оснащен одним гидропатроном без автоперехвата. Ход подачи 600 мм. Выпускается в двух исполнениях: с приводом от электродвигателя и дизеля.
Глубина бурения скважин диаметром 93 мм – 1 500 м, диаметром 59 мм – 2 000 м.
Угол наклона скважин 80–90º.
Частота вращения регулируется коробкой передач: 75; 136; 254; 321; 288; 336, 414 мин-1.
Грузоподьемность лебедки планетарного типа на прямом канате – 35 кН.
Мощность привода (ЭД) – 55 кВт.
Буровой насос НБ4-320/63.
Буровой станок СКБ-7 имеет модификации СКБ-7, СКБ-7110, СКБ-7111 и СКБ-7101.
Первые три оснащены системой регулируемого электропривода (РЭП), мощность привода – 70 кВт, номинальное усилие на лебедке – 50 кН, регулирование частоты вращения вращателя и скорости намотки на лебедке плавное. Частота вращения у станка СКБ-7 регулируется в диапазоне 0–1 500, у станков СКБ-7110 и СКБ-7111в двух диапазонах 0–870; 0–1 500 – у первого, и 0–570; 0–1 500 – у второго.
Станки типа СКБ-7 имеют шпиндельный вращатель с ходом подачи 600 мм, два гидроцилиндра и автоперехват.
Буровой станок 7101 имеет привод от электродвигателя переменного тока мощностью 55 кВт. Номинальное усилие на лебедке – 45 кН. Частота вращения вращателя в диапазоне 80–1000 мин-1 и скорость намотки на лебедке регулируются дискретно.
Буровая установка СКБ-8 предназначена для вращательного бурения вертикальных геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые алмазным и твердосплавным буровым инструментом конечным диаметром 93 мм на глубину 2 000 м и диаметром 59 мм на глубину до 3 000 м.
Установка имеет роторный вращатель с бесступенчатым регулированием частоты вращения в двух диапазонах: 0–675 мин-1 и 0–1200 мин-1. Ротор имеет отверстие диаметром 350 мм, электропривод мощностью 75 кВт.
Лебедка имеет грузоподьемность 60 кН.
Установка оснащена двумя насосами типа НБ5-320/100.
Главный привод: электромашинный преобразователь. Приводной двигатель имеет мощность 132 кВт, мощность генератора постоянного тока –190 кВт.
Буровая вышка ВР-26/50 высотой 26 м и грузоподьемностью 50 кН.
Буровой агрегат имеет блочную компоновку узлов. Особенностью является то, что его основные узлы (ротор, лебедка, редуктор регулятора подачи) имеют индивидуальный привод от двигателей постоянного тока, что позволяет в широком диапазоне осуществлять бесступенчатое регулирование частоты вращения рабочих органов агрегата.
Для контроля процесса бурения агрегат укомплектован аппаратурой типа КУРС-713, обеспечивающей измерение усилия на крюке, нагрузки на породоразрушающий инструмент, скорости бурения, частоты вращения бурильной колонны, величины крутящего момента на роторе, давления и расхода промывочной жидкости.
Буровая установка ПБУ-1200Р создана в ОАО «Алтайгеомаш» и является одной из наиболее современных отечественных разработок в области бурового машиностроения. Рассчитана для бурения разведочных скважин на глубину до 2 000 м, выполнена с роторным вращателем, с возможностью бесступенчатого регулирования частоты вращения в диапазоне 0–700 об/мин и способна реализовать крутящий момент 1960 Н·м. Имеет лебедку планетарного типа с тяговым усилием 25 кН. Мощность частотно-регулируемого привода ротора – 110 кВт. Аналогичную мощность привода имеет и лебедка.
Буровая вышка ВРМ-24 высотой 24 м и грузоподъемностью 55 кН, позволяет работать со свечами бурильных труб длиной 18,6 м.
Установка оснащена буровыми насосами типа НБ-32 и НБ-160/63, труборазворотом РТ-1200 и лебедкой для ССК Л-5 и компьютеризированной системой контрольно-измерительных приборов.
Отличительной особенностью установки ПБУ-1200Р является наличие механизма принудительной подачи бурового снаряда на забой с гидропатроном, что является новым для установок роторного типа.