Обзор портативных модульных буровых установок от компании
Guangdong Ingel Geological Equipment Technology Co., Ltd, ( далее - EGR) Китай.
На 25-й Пекинской выставке бурового оборудования в 2023 году компания EGR Китай впервые представила портативную буровую установку EP1500 для колонкового бурения, которая мгновенно стала сенсацией среди специалистов.
EP1500 не просто привлекла внимание - она произвела настоящий фурор, получив первые заказы прямо на месте экспозиции.
EP1500 - это самая мощная портативная буровая установка в мире, которая позволяет бурить глубокие скважины (до 1800м) при стоимости в 2,5 раза меньше установок от Epiroc или Sandvik с аналогичными параметрами бурения, а с учетом стоимости запасных частей и бурового инструмента - в 3 раза. При этом вес и габариты EP1500 также меньше в несколько раз, что позволяет использовать установку в самых труднодоступных местах.
Сравнение технических характеристик указанных буровых установок, приведенное в таблице, заставляет задуматься даже самых консервативных специалистов.
| Модель буровой установки | EGR EP1500 | Sandvik DE710 | Boart longyear LF90 | Epiroc CS14 |
|---|---|---|---|---|
| Размеры, м | 5 х 5 х 5,3 | 6,9 х 2,3 х 10,6 | 6,1 х 2,4 х 10,3 | 6,4 х 2,6 х 10 |
| Вес, кг (сухой) | 2000 | 9500 | 5700 | 7000 |
| Глубина бурения BQ,м. | 1800 | 1440 | 1210 | 1540 |
| Глубина бурения NQ,м. | 1500 | 1126 | 930 | 1 200 |
| Глубина бурения HQ,м. | 700 | 754 | 631 | 800 |
| Усилие подачи, кН (осевое давление) | 57 | 53,2 | 58,9 | 59,6 |
| Усилие подъёма, кН | 108 | 91,2 | 111,8 | 138 |
| Угол наклона скважины, (град.) | 0-90 | 45-90 | 45-90 | 45-90 |
| Крутящий момент вращателя, Нм. | 1860 при 300 об./мин | 2475 при 341 об./мин | 1620 при 400 об./мин | 1558 при 432 об./мин |
| Крутящий момент вращателя, Нм. | 1100 при 1600 об./мин | 930 при 907 об./мин | 908 при 714 об./мин | 846 при 796 об./мин |
| Тип силовой установки | KUBOTA V2403-M-T | John Deer JD6068TF250 | Cumins QSB6.7 | Cumins QSB5.9 |
| Мощность, кВт (Л.С.), частота вращения, об./мин. | 146 kW (198л.с.) при 2700 об./мин | 134 kW (180л.с.) при 2200 об./мин | 153 kW (220л.с.) при 2450 об./мин | 148 kW (212л.с.) при 1800 об./мин |
| Главный насос, давление, производительность | 290 л/мин при 210 бар | 170 л/мин при 250 бар | 165 л/мин при 310 бар | 152 л/мин при 280 бар |
| Емкость барабана лебедки ССК | 2000м х 6мм | 1000м х 5мм | 1890м х 5мм | 1830м х 5мм |
Производитель установки ЕР1500 – китайская компания Guangdong Ingel Geological Equipment Technology Co., Ltd, EGR) занимается производством портативных буровых установок для колонкового бурения с 2012 года.
Всего в линейке компании более 20 моделей. Это технически совершенные и в то же время простые и практичные устройства. Разработчики постарались продумать каждый элемент, начиная от быстроразъемных гидравлических соединений и заканчивая запатентованным приспособлением для быстрого извлечения керна.
Анализируя оборудование для колонкового бурения от компании EGR, невольно ловишь себя на мысли, что распространенное мнение о китайских производителях как создателях несовершенных копий европейских аналогов в данном случае неприменимо от слова «совсем». Китайские инженеры не только не стали копировать европейские модели, но и реализовали технические решения, которые безусловно являются инновационными в области колонкового бурения. При создании буровых установок были использованы прототипы 17-ти китайских патентов, 5-ти канадских, 2-х американских, 2-х южноафриканских и 2-х австралийских.
Конструктивные и технологические инновации
Модульная и легкая конструкция, в которой самый тяжелый модуль у большинства моделей весит менее 180 кг позволяет легко перемещать установку в место бурения без необходимости строительства дорог. Основание установки укладывается на 8-10 деревянных брусьев, что упрощает монтаж и демонтаж. Для каждой из моделей предусмотрена модификация на гусеничном ходу.
Складная мачтовая конструкция не требует буровой башни, что исключает работы персонала на высоте, характерные для буровых установок с вертикальной осью, и позволяет бурить под углом от 0° до 90°. В ближайшее время появится модель буровой установки позволяющая бурить полный веер в диапазоне от -90° до +90°, что позволит эффективно использовать установку в подземном бурении.
Гидравлическая система спроектирована научно и рационально, в зависимости от модели используется от одного до четырех дизельных двигателей Kubota в качестве силового блока. Использование нескольких двигателей вместо одного позволило снизить вес установки, повысить её надежность и ремонтопригодность.
Управление гидравлической системой имеет гибкий и легкий интерфейс, позволяет регулировать скорость вращения в широком диапазоне, что обеспечивает плавное бурение с низким уровнем вибрации. Для обеспечения безопасности предусмотрена автоматическая система сброса избыточного давления.
Для увеличения надежности гидравлической системы EGR разработала многофункциональный распределительный клапанный блок (патент CN201410708954.8), что также значительно снизило вес рабочего оборудования.
Вращатель, специально разработанный для портативных установок EGR, имеет интегрированную конструкцию, объединяющую поршневой двигатель с регулируемым рабочим объемом и планетарный редуктор. Это обеспечивает широкий диапазон бесступенчатого изменения скорости и регулировки крутящего момента. Это позволяет создавать дополнительную экономию топлива на 25~30%.
В конструкции буровой установки впервые применена более жесткая шестигранная направляющая рейка (Патент CN201710294450.Х), которая в сочетании с открытой регулируемой фрикционной втулкой вращателя позволила повысить жесткость направляющей рейки без увеличения веса, обеспечить долгосрочную точность скольжения вращателя и гарантировать точность бурового отверстия.
Двухслойная внутренняя труба буровой колонны является разъемной (патент CN202223611691.8), она закрепляется зажимами для удержания двух половин вместе. Использование этой новации позволяет сохранять керн при извлечении.
Особенности бурения
Основное преимущество портативной, полностью гидравлической буровой установки EGR заключается в возможности бурения с низким давлением и высокой скоростью вращения для разрушения пород.
В отличие от традиционной технологии, при бурении установкой EGR используются:
- Тонкостенные алмазные буровые коронки
- Тонкостенные буровые штанги
- Специальный буровой раствор
Основными диаметрами бурения являются типоразмеры HTW 96 мм, NTW 76 мм, BTW 60 мм, что соответствует диаметрам керна 71, 56 и 42 мм. Буровые трубы 108 мм применяются для начального разбуривания и часто используются в качестве обсадки для ускорения процесса бурения ввиду их невысокой стоимости.
Установка использует бесступенчатую регулировку скорости, что позволяет осуществлять бурение на высокой скорости и с минимальными вибрациями, снижая количество подъёмов и спусков бурового инструмента. В среднем количество подъёмов и спусков на одну скважину сокращается более чем на 50% по сравнению с традиционными установками.
Система сбора и мониторинга параметров процесса бурения является инновационной разработкой, отвечающей требованиям времени. Она позволяет осуществлять дистанционный сбор и передачу информации о таких параметрах, как например:
- Давление бурения;
- Скорость бурения;
- Глубина скважины;
В настоящее время ведется работа по подключению системы мониторинга к возможностям искусственного интеллекта. Это позволит не только получать и анализировать информацию в процессе бурения, но и получать рекомендации по его оптимизации. Это станет настоящим прорывом в технологии бурения, позволяющим избегать ошибок, сокращать расходы, а также решить проблему недостатка квалифицированных кадров в этой области.
Заключение: При выборе буровой установки для геологоразведочных работ обычно учитывается множество факторов, включая глубину и наклон скважин, сложность геологических условий, топографические условия и требования к экологичности. Общеизвестно, что нет универсального оборудования, а есть наиболее подходящее для конкретных условий.
Портативные буровые установки EGR могут составить серьезную конкуренцию привычным для российского рынка крупным установкам с гидравлическим приводом типа Boart Longyear LF90 и её аналогам, если важными критериями при выборе являются:
- Снижение затрат на геологоразведку
- Быстрое бурение
- Уменьшение трудозатрат рабочих
- Возможность работы в труднодоступных местах
Важно отметить, что согласно Стратегии развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2050 года, утвержденной в июле 2024 г., увеличение объемов геологоразведки является одним из ключевых факторов развития минерально-сырьевой базы РФ, а приоритетным направлением геологоразведочных работ - поиск месторождений с использованием современных технологий и новых комплексных подходов. Широкое использование установок ЕГР будет способствовать реализации Стратегии, так как установки являются инновационными, экологичными и идеально подходящими для работы в труднодоступных, ранее не разведанных местах.