Лучший компрессор для DTH-бурения

Два числа определяют выбор компрессора

Давление нагнетания должно покрывать рабочее давление молота. Свободная подача воздуха должна покрывать расход воздуха молотом плюс запас на утечки и высоту над уровнем моря. Более мощный компрессор не всегда лучше — он расходует топливо и деньги.

Эти два числа определяются молотом, а не буровой установкой и не бурильной колонной. Погружной молот — это поршень, приводимый в движение сжатым воздухом: давление задаёт силу удара поршня, а объём — частоту ударов и качество выноса шлама из затрубного пространства. Купите давление без объёма — молот будет бить сильно, но редко, а скважина забьётся шламом; купите объём без давления — воздух уйдёт через выпуск мимо поршня, не совершив работы. Обе ошибки выглядят на площадке одинаково — низкая скорость бурения и никакой очевидной неисправности, на которую можно указать.

Молот в этом уравнении

Отталкивайтесь от молота, который собираетесь использовать. Наши данные по семействам, чаще всего применяемым с передвижными компрессорами:

• Класс L2 (скважины 68–88 mm): 5.0 m³/min при 5.0 bar. Низкое давление, малый объём воздуха.
• K3 / K30C (90–105 mm): 4.8–12.6 и 8.5–14.0 m³/min при 10 bar.
• M30C / M3A / M3AK (90–110 mm): 5.5–12.0 m³/min при 6 bar.
• K4 / K40 / K46 (105–130 mm): 5.0–14.0 и 6.0–15.0 m³/min при 10–12 bar.
• K5 / K50 (135–165 mm): 7.0–19.0 m³/min при 10 bar.
• K6 (155–190 mm): 9.0–26.0 m³/min при 10 bar.
• K8 / K80 (195–254 mm): 12.0–31.0 и 12.0–35.0 m³/min при 10 и 17 bar.
• K10 (254–311 mm): 22.0–65.0 m³/min при 10 bar, до 30 bar.

Читайте эти диапазоны внимательно: они приведены для всего рабочего диапазона молота, а не для одной настройки. K5 при 19 m³/min требует другого компрессора, чем тот же K5 на нижней границе диапазона, и выбор определяется породой, а не предпочтениями. Твёрдая порода требует верхней границы диапазона.

Практические следствия:

• Никогда не подбирайте компрессор по номинальному номеру модели. Машина, маркированная по подаче воздуха при 8 bar, не выдаёт этот расход при 18 bar. Сжатие — это компромисс: один и тот же винтовой блок перемещает больший объём при низком давлении и меньший при высоком.
• Запас реален, а не маркетинг. Закладывайте 10–20% сверх показателя молота на утечки в соединениях, потери в шлангах и сопротивление фильтра, а на высоте — больше. Молот, который на бумаге получает ровно свой номинальный расход, на практике будет задыхаться.
• Номинальное давление шланга и соединений должно соответствовать машине. Компрессор на 35 bar, питающий шланг, рассчитанный на 20 bar, — это опасность, а не конфигурация.

Текущий модельный ряд с опубликованными данными

В таблице ниже приведены наши модели компрессоров с рабочим давлением и подачей свободного воздуха. Обратите внимание, что давление и расход не взаимозаменяемы: агрегат 25 bar / 21 m³/min и агрегат 18 bar / 25 m³/min обслуживают разные молоты.

Наш модельный ряд компрессоров (опубликованные параметры)

За пределами стандартного диапазона: машины высокого давления и двухрежимные

На двухрежимных машинах стоит остановиться отдельно, поскольку их заводскую табличку легко прочитать неправильно. LGCY-45/25-37/35 выдаёт 45 m³/min при 25 bar и 37 m³/min при 35 bar; LGZJ-36/30-41/20 даёт 41 m³/min при 20 bar и 36 m³/min при 30 bar. Для расчёта следует брать консервативное значение — то, которое соответствует работе при твёрдой породе и на верхней границе диапазона молота, ведь именно в таком режиме машина проводит свою рабочую жизнь на производственном уступе. Ниже примерно 25 m³/min оба значения, как правило, мало на что влияют; при 35 bar и выше разница решает, получит ли молот диаметром 8 дюймов свой номинальный расход.

Что стоит за заводской табличкой

Два практических вывода из этой таблицы. Во-первых, мощность двигателя и масса резко растут с давлением: машина 8 bar KSCY-220/8X весит 1.4 t при двигателе 75 HP, тогда как машина 25 bar и 33 m³/min, например LGCY-33/25, несёт 6.8 t и двигатель 560 HP. Это расход топлива, перевозка и доступ для обслуживания, а не только цена покупки. Во-вторых, выше 18 bar обычным решением становятся два выхода: один порт G2 для буровой установки и один порт G3/4 для второго потребителя или для продувки линии, что избавляет от коллектора на площадке.

Подбор класса компрессора под диапазон диаметра скважины

Самый чистый способ замкнуть расчёт по размеру — идти от скважины:

• 90–115 mm, одна буровая установка, молот среднего давления: достаточно 12–15 m³/min при 15–18 bar. KT5C даёт 12 m³/min при 15 bar; KSCY-400/14.5K при 14.5 bar и 11.3 m³/min закрывает тот же диапазон как отдельный агрегат.
• 115–165 mm с молотом 4–5 дюймов: 17–22 m³/min при 18–22 bar. Здесь находятся LGCY-17/18-18/15T, LGCY-19/21-21/18 и LGCY-21/21-23/18.
• 155–203 mm с молотом 6 дюймов: 22–31 m³/min при 21–25 bar. Этому диапазону служат LGCY-23/23-25/18 и LGCY-25/23-27/18K.
• 195–254 mm с молотом 8 дюймов: от 26 m³/min и выше, и при рабочем давлении. Здесь LGCY-26/25 и LGCY-33/25, а для самых крепких пород — LGZJ-30/35-35/25 на 35 bar.
• 254–311 mm: 33–65 m³/min. На практике это либо одна большая машина, например LGCY-39/25, либо две машины, работающие параллельно в общий коллектор.

Если у вас парк буровых установок, а не одна машина, арифметика меняется. Один компрессор производительностью 25 m³/min, питающий три установки, работающие на одной площадке, обходится дешевле в расчёте на скважину, чем три машины, простаивающие между скважинами, — при условии, что схема бурения и длина рукавов это позволяют.

Как выбрать

• Посмотрите рабочее давление молотка. 2) Посмотрите расход воздуха молотком при этом давлении. 3) Добавьте запас (обычно 10–20%, больше в условиях высокогорья). 4) Выберите наименьший компрессор, который всё ещё удовлетворяет обоим условиям. 5) Проверьте сервисную сеть в вашей стране.

Два дополнения к этому списку, оба получены дорогой ценой:

• Проверяйте режим работы, а не только пиковую нагрузку. Машина, подобранная впритык, работает при 100% нагрузке всю смену, что повышает расход топлива на кубический метр и сокращает срок службы винтового блока. Подбирать компрессорный агрегат с запасом 15% сверх потребности молотка — обычная практика на производственных площадках.
• Проверяйте, как вы будете его перемещать. Машина массой 6.8 t требует другого прицепа, дороги и схемы погрузки, чем машина массой 2.4 t. На объекте, который перебазируется еженедельно, это может перевесить преимущество в подаче воздуха.

Высота над уровнем моря и температура

В высокогорье воздух разрежённее, поэтому тому же молотку требуется больший объём. Если ваш объект находится выше примерно 1,500 m, выбирайте компрессор большего типоразмера или уточните снижение мощности у инженера.

То же самое относится к температуре окружающего воздуха, но с обратным знаком в части охлаждения: машина, работающая при 45 °C окружающего воздуха, теряет эффективную производительность, и её систему охлаждения и спецификацию масла нужно проверять. Объекты в высокогорье с холодным климатом сталкиваются с обеими проблемами — разрежённым воздухом и холодным пуском, — и решение обычно заключается в выборе машины на один типоразмер больше плюс пакет для холодного пуска, а не в другом молотке.

Именно в высокогорье запас перестаёт быть опциональным. Молоток, получающий ровно свой номинальный расход на уровне моря, будет испытывать недостаток объёма на высоте 2,500 m, и симптом не будет явным отказом: установка просто бурит медленнее, долото нагревается сильнее, а срок службы кнопок сокращается. Для таких объектов сообщите нам высоту над уровнем моря вместе с диаметром скважины, и мы подберём компрессорный агрегат вместе с установкой; наша страница высокогорное бурение подробнее описывает варианты конфигурации.

Типичные ошибки

• Подбор по буровой установке, а не по молоту. Воздух потребляет не установка, а молот.
• Чтение шильдика двухрежимной машины как одной цифры и предположение, что верхнее значение подходит всегда.
• Игнорирование падения давления на длинном рукаве. Тридцать метров рукава недостаточного сечения могут отнять больше давления, чем смена модели компрессора.
• Выбор компрессора, у которого выходной патрубок и номинал рукава не соответствуют рабочему давлению молота.
• Работа компрессора на пределе, без запаса на засорение фильтра и утечки в соединениях.
• Забытая поправка на высоту над уровнем моря, а затем обвинение молота в медленном бурении.
• Покупка высоконапорной машины для низконапорного молота (или наоборот) из-за того, что разница в цене показалась небольшой. Давление и расход подбирают под молот, а не под бюджет.

Заключение

Сначала давление, потом объём, затем запас — а после проверяем высоту над уровнем моря, рукав, выходной патрубок и транспортировку. Большинство работ на карьерах и в открытых разрезах в диапазоне 115–165 mm хорошо обеспечивает машина на 18–22 bar с подачей 17–22 m³/min — именно здесь находятся LGCY-17/18-18/15T, LGCY-19/21-21/18 и LGCY-21/21-23/18. Выше 155 mm молоты 6 inch и 8 inch переводят требование в 25–35 m³/min и 25–35 bar, и тогда в дело вступают семейства LGCY-33 и LGZJ. Компрессор — не принадлежность буровой установки; он половина системы бурения. Пришлите нам модель молота, диаметр скважины и высоту площадки над уровнем моря, и мы подберём воздушный комплекс под них вместе с установкой и инструментом.

Дальше: руководство по выбору молота DTH и как выбрать буровую установку DTH, а также линейки компрессоров в разделах дизельные винтовые воздушные компрессоры, воздушные компрессоры для бурения и воздушные компрессоры высокого давления.