Ударная буровая установка

Типы ударных буровых установок

Ударная буровая установка – это машина, создающая ударные прямые отверстия в земле или скальных породах. Существуют различные типы ударных буровых установок, различающихся по геометрии и способу монтажа.

• Буровая установка с вертикальной геометрией

  Вертикальная ударная буровая установка создает вертикальные отверстия. Она использует вертикально расположенную буровую колонну и буровую коронку. Установка наносит удары в направлении сверху вниз. Скальная порода или земля получают удары точно в том вертикальном месте, где необходимо выполнить бурение. Вертикально установленный тяжелый молот или булавы наносят удары. Булава свободно падает в трубчатом направляющем устройстве или стволе. Булава ударяет по буровой колонне, а буровая коронка ударяет по целевому материалу. Стопорный трос может регулировать падение булавы.

• Горизонтальные ударные буровые установки

  Эти установки бурят горизонтально или под углом. Они используют компактный молот или булаву, которые помещаются внутрь бурильной трубы. Молот или булава движутся вперед за счет вращения. Ударное бурение подходит для коротких круглых или направленных бурений в ограниченных местах. Эти буры быстро и рентабельно создают скважины до почти горизонтального уровня. Их также называют бестраншейными технологиями.

• Статически управляемые ударники

  Этот метод использует статически управляемые удары для создания свай с перемещением грунта. Материал сваи перемещается без удаления грунта или скальной породы, а сопротивляющийся материал прорезается сзади. Статический метод не требует навала или прямой нагрузки на ударяемый материал. Он снижает передачу энергии на соседние сооружения. Более того, системы рекуперации энергии могут сделать его более эффективным.

  Сваи с перемещением грунта – это цилиндрические сваи, создаваемые путем забивания в грунт обсадной трубы или трубы. Затем труба извлекается, а бетон закачивается внутрь.

• Ударники с падающим молотом

  Это наиболее распространенные ударники в буровых установках. Падающий молот использует силу тяжести для создания ударной энергии. Мощный молот поднимается и сбрасывается, чтобы ударить по бурильной колонне. Он непосредственно передает энергию на бурильную колонну.

• Вращательно-ударные ударники

  Этот популярный тип ударника сочетает вращательное движение и ударное действие для повышения эффективности бурения. Инструмент использует приводной механизм для удара и вращения буровой коронки. Он непосредственно передает энергию как буровой коронке, так и породе. Вращательно-ударные ударники быстрее и обеспечивают лучшее проникновение бура, чем стандартные падающие молоты. Они подходят для бурения в твердых скальных породах, геологических условиях и для создания отверстий большого диаметра.

Технические характеристики и техническое обслуживание

• Мощность: Мощность ударной буровой установки обычно указывается в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л.с.). Более высокая мощность обеспечивает больший крутящий момент и скорость бурения.
• Энергия удара: Энергия ударной буровой машины измеряется в джоулях (Дж). Она определяет импульс, генерируемый во время бурения, влияя на ее производительность и эффективность при разрушении твердых материалов.
• Крутящий момент: Сила или крутящий момент буровой установки выражается в ньютон-метрах (Нм). Более высокий крутящий момент позволяет преодолевать большее сопротивление при бурении и адаптироваться к различным геологическим условиям.
• Скорость: Скорость бурения ударной буровой установки обозначает число оборотов в минуту (об/мин). Скорость может варьироваться в зависимости от диаметра буровой коронки и буримых материалов. Глубина бурения ударной буровой установки – это максимальная глубина, на которую оборудование может выполнить бурение. Она зависит от размера буровой коронки, параметров бурения и геологических условий. Диаметр бурения представляет диапазон отверстий, которые может создать ударная буровая машина. Он также зависит от используемой буровой коронки и геологических условий.
• Тип бура: Ударная буровая машина имеет различные типы буров, такие как бурение с воздушной подъемом, пенобурение, бурение с вращением водой, обратное циркуляционное бурение и т. д. Каждый тип применим к различным геологическим структурам и потребностям разведки.
• Метод бурения: Ударные буровые машины включают в себя различные методы бурения, такие как вращательное бурение, ударное бурение и вращательно-ударное составное бурение. Каждый метод подходит для различных геологических формаций и проектных требований.
• Рабочая температура: Диапазон рабочих температур, доступный для ударной буровой машины. Эта настройка позволяет обеспечить правильную работу оборудования при высоких или низких температурах в различных экологических условиях.
• Применяемая среда: Влияние среды работы буровой машины. Например, некоторые ударные буровые машины подходят для воды, грязи, воздуха и т. д., а некоторые – для использования в нефтяной промышленности, например, в карбонатных породах, глубоководных скважинах, при высоких температурах и высоком давлении.

Техническое обслуживание

• Очистка: Регулярно очищайте поверхность и компоненты машины от пыли, грязи и остатков. При необходимости очищайте их водой и моющим средством, избегая использования коррозионных веществ.
• Смазка: Смазывайте машину должным образом, добавляя смазку/масло в точки смазки, как указано в руководстве по эксплуатации. Смазка снижает износ компонентов и обеспечивает плавную работу.
• Проверка электрической системы: Проверьте электрические соединения ударной буровой машины. Убедитесь, что они прочные и без коррозии, ослабления или повреждений. Проверьте состояние батареи, при необходимости зарядите или замените ее.
• Замена изнашиваемых деталей: Проверьте изнашиваемые детали ударной буровой машины, включая буровые коронки, втулки, подшипники, уплотнения и т. д. Если они чрезмерно изношены, искривлены или повреждены, их необходимо заменить, чтобы обеспечить точность и качество бурения.
• Система охлаждения: Убедитесь, что уровень охлаждающей жидкости и радиатор чистые. Убедитесь, что вентилятор охлаждения работает правильно, чтобы предотвратить перегрев буровой машины во время работы.
• Проверка предохранительных устройств: Проверьте предохранительные устройства ударной буровой машины, включая аварийные выключатели, защитные кожухи и т. д. Убедитесь, что они работают правильно и надежно, чтобы предотвратить несчастные случаи.
• Плановое техническое обслуживание: Следуйте графику и процедурам технического обслуживания, описанным в руководстве по эксплуатации ударной буровой машины. Регулярно проводите техническое обслуживание и осмотры, а также заменяйте компоненты, чтобы обеспечить стабильность и надежность оборудования.

Сценарии использования ударных буровых установок

Основное применение ударных буровых установок – бурение твердой породы в карьерах. Ударные буры имеют несколько применений помимо добычи полезных ископаемых. Их распространение все еще более широко. За последние десятилетия в США более 90 процентов скважин для водоснабжения пробурено с помощью ударных буров.

В настоящее время ударные буровые установки – это основная технология, используемая для бурения геотермальных скважин. В связи с этим спрос на ударные буры растет, поскольку они создают множество мест для прокладки теплообменников.

Ожидается, что горизонтальные направленные ударные буры могут создать два-три горизонтальных геотермальных теплообменника на каждую вертикальную скважину.

Ударные буры остаются предпочтительным методом создания отверстий для грунтовых геотермальных систем, поскольку требуется бурить меньше отверстий вертикально, а горизонтальное бурение занимает меньше времени и требует меньше оборудования.

Горизонтальное направление ударного бурения в море – это предпочтительный метод бурения под водоемами. Он также занимает более 90 процентов рынка бурения нефти и газа. Однако это не самый распространенный метод во всех сценариях бурения на шельфе. В некоторых случаях, например, при бурении на мелководье или вблизи береговой линии, роторная система более предпочтительна. Ударная система лучше, когда есть более легкий доступ к морскому дну или при работе с твердыми скальными породами. В других случаях роторная буровая система более предпочтительна. Это происходит, когда есть мягкие осадочные формации, такие как континентальный шельф, или когда под морским дном есть резервуар природного газа или сырой нефти. В таких случаях может быть использована роторная система с трехконусным буром. Это морская буровая установка, которая может надежно получить доступ к нужному ресурсу. Это пример большой, иногда даже размером с корабль, морской буровой платформы, которая может легко проникнуть в морское дно, чтобы достичь слоев земли, содержащих нефть и газ.

Морские ударные буровые установки – это большие машины. Они используются в открытом море, иногда на расстоянии десятков километров от береговой линии, для доступа к естественным резервуарам нефти и газа, расположенным глубоко под морским дном. Примером такого огромного предприятия является использование «карты морского дна» для определения потенциальных мест расположения буровых платформ (WHP). На карте показано, где находятся подводные запасы нефти и газа. Затем WHP строится на этом месте с использованием передовой буровой технологии и техники, включая ударную буровую установку. Эта огромная платформа возвышается над уровнем моря, иногда на высоту до 90 метров. Она используется для добычи нефти и газа из морского дна безопасным и экологически чистым способом.

Крупные морские ударные буровые установки имеют несколько компонентов. К ним относятся предохранительное устройство, высокотехнологичная компьютерная система и система очистки бурового раствора. BOP, что означает предохранительное устройство, – это набор больших гидравлических домкратов. Их задача – предотвратить то, что известно как выброс. Выброс – это неконтролируемый выброс сырой нефти или природного газа из морского дна на поверхность океана. Гидравлические домкраты – это большие блоки, которые работают с помощью гидравлической энергии. Более новые морские ударные буровые установки оснащены «динамическим позиционированием». Это система, которая использует спутниковые сигналы, датчики и компьютерное управление для автоматического удержания буровой установки в правильном положении во время бурения. Системы динамического позиционирования удерживают буровую установку на месте, несмотря на ветер, волны и течение.

Как выбрать ударные буровые установки

Прежде чем инвестировать в ударную буровую машину, покупателям необходимо изучить своего поставщика, чтобы убедиться, что они получат прочное оборудование, которое может работать на полную мощность с минимальными потребностями в техническом обслуживании. Вот некоторые основные характеристики, о которых они должны знать, чтобы помочь им выбрать ударную буровую установку для продажи:

• Выбор буровой головки: Поскольку ударная дрель хорошо работает с определенными буровыми головками и коронками, такими как буровая коронка для кладки, покупатель должен знать буровую головку и коронку, которые помогут ему выполнять свои проекты быстрее и надежнее.
• Регулируемая муфта: Чтобы предотвратить повреждение рабочего материала и сверла, ударная дрель обычно оснащена регулируемой муфтой. Муфта проскальзывает в случаях, когда крутящий момент слишком велик, что помогает защитить дрель и объект, над которым ведется работа.
• Аккумулятор и время работы: Покупателям следует обратить внимание на аккумулятор, установленный в ударную дрель. Напряжение аккумулятора влияет на мощность инструмента. Аккумуляторы с более высоким напряжением обеспечивают большую мощность, что приводит к большему крутящему моменту и более высокой скорости. Покупателям также следует учитывать время работы аккумулятора и время зарядки, чтобы убедиться, что срок службы аккумулятора подходит для их рабочих потребностей.
• Механизм молотка: Эта функция, которая помогает коронке с силой ударять по поверхности, которая бурится, является важной частью ударной дрели. В твердых и труднопробиваемых материалах, таких как бетон, гранит или камень, ударное действие толкает буровую коронку вперед.
• Вес: Вес ударной дрели влияет на то, насколько легко и быстро пользователь может перемещать ее по рабочей зоне. Легкая ударная дрель позволяет работать дольше без усталости. Осветительные приборы также помогают осветить рабочую зону и улучшить видимость.

Часто задаваемые вопросы об ударных буровых установках

Q1: В чем разница между ударными буровыми установками и вращательными буровыми установками?

A1: Ударные буровые установки используют высокочастотные удары и вращение для дробления породы, что делает их подходящими для твердых скальных пород. Вращательные буровые установки, с другой стороны, используют вращающуюся бурильную колонну для проникновения в различные типы грунтов и скальных пород. Они обычно используются в мягких или среднетвердых геологических формациях.

Q2: Насколько важны ударные буровые установки в промышленности?

A2: Ударные буровые установки имеют решающее значение в горнодобывающей отрасли для создания взрывных скважин и добычных скважин. Они также вносят значительный вклад в нефтяную промышленность, способствуя строительству нефтяных скважин. Более того, ударные буровые установки играют ключевую роль в развитии инфраструктуры, обеспечивая глубокие фундаменты для мостов, свай и якорей.

Q3: Каковы тенденции в технологии ударных буровых установок?

A3: Развитие технологии ударных буровых установок привело к появлению множества моделей и усовершенствованных установок, сочетающих ударный метод бурения с другими технологиями, такими как вращательное бурение.