Как выбрать буровую установку для взрывных скважин диаметром 110–150 mm

Большинство покупателей первым делом открывают каталог установок. На гранитном уступе это неверный подход. Диаметр скважины определяет выбор молотка и долота, глубина уступа — состав буровой колонны и класс установки, а потребность в воздухе вытекает из первых двух параметров. Начнёте с установки — и следующий месяц потратите на поиски подходящего инструмента.

Ниже — как складываются цифры для скважин 110–150 mm на уступах, по опубликованным характеристикам наших линеек установок для открытых горных работ, молотков, долот и компрессоров.

Диаметр скважины определяет семейство инструмента

Скважина 110–130 mm и скважина 135–150 mm — это не одна и та же скважина. Это 4-дюймовая и 5-дюймовая скважины, и эти два семейства не используют общие молотки.

**Класс 4 дюйма (110–130 mm)**

• **K4** — 110–130 mm, рабочее давление 1.0–2.5 MPa, 31 Hz при 1.7 MPa, 22–35 r/min, расход воздуха 6/10/15 m³/min, API 2 3/8" REG, 40 kg
• **K40** — 105–130 mm, 1.2–2.0 MPa, ≥31 Hz, 22–35 r/min, расход воздуха 5/9/14 m³/min, API 2 3/8" REG, 31.5 kg
• **K40C** — 105–130 mm, 1.2–2.0 MPa, 34.5 kg
• **K46** — 105–130 mm, 1.2–2.0 MPa, ≥30 Hz, 34 kg

**Класс 5 дюймов (135–150 mm)**

• **K5** — 135–165 mm, 1.0–2.5 MPa, 28 Hz, 20–35 r/min, расход воздуха 7/14/19 m³/min, API 2 3/8" или 3 1/2" REG, 67 kg
• **K50** — 135–165 mm, 1.0–2.5 MPa, 28 Hz, 63 kg

Долота, подобранные под те же серии: долото K4 105–130 mm, долото K40 115–150 mm, долото K50 140–178 mm, долото K5 135–216 mm.

На что обратить особое внимание. Первое — частота ударов: K4 выдаёт 31 Hz при 1.7 MPa, тогда как K5 работает на 28 Hz. Четырёхдюймовый инструмент бьёт чаще, пятидюймовый — тяжелее, и именно поэтому семейство 5 дюймов существует для верхней части вашего диапазона. Второе — перекрытие диапазонов: молоток K40 рассчитан на 105–130 mm, а долото K40 предлагается на 115–150 mm. Там, где диапазоны совпадают, вы в безопасности, но если ваша сетка скважин попадает между верхней границей 4-дюймового класса в 130 mm и нижней границей 5-дюймового в 135 mm, согласуйте диаметр долота с тем молотком, который действительно заказываете, прежде чем принимать решение.

Все перечисленные молотки относятся к высоконапорному классу. На граните это важнее, чем на более мягких породах: молоток должен работать у верхней границы своего диапазона давления, а не у нижней.

Глубина уступа определяет класс установки

Высота уступа плюс перебур — это глубина вашей скважины, а паспортная максимальная глубина установки — это то, что она бурит **за один проход**, без остановки на наращивание штанг. Именно этот показатель разделяет классы:

Типичный гранитный уступ высотой 15–20 m плюс перебур 1.5–2 m укладывается в класс одноразового прохода глубиной 25 m: KG430 на 90–152 mm или KG520 на 105–152 mm массой 5,250 kg и 6,500 kg соответственно. Углубитесь больше — и масса быстро растёт: KT12 бурит 115–152 mm до 28 m при массе 17,500 kg, тогда как KT11 и ZT11 достигают 32 m при 90–140 mm и 90–130 mm. Это вопрос не только бурения, но и транспортных дорог и перевозки.

Более широкий диапазон диаметров не всегда лучше. KG430 охватывает 90–152 mm, но если ваша сетка скважин жёстко задана на 115 mm, вы платите за диапазон, который никогда не используете.

Подбор компрессора под молоток и проверка на буровой

Именно в воздухе и скрываются несоответствия. Молоток определяет, какое давление и какой расход ему нужны непосредственно у забоя; указанная потребность буровой установки в воздухе показывает, что должно обеспечить всё оборудование в сборе, включая кольцевой поток, выносящий шлам из скважины.

Расход молотков приведён в таблицах выше: K40 — 5/9/14 m³/min в диапазоне 1,2–2,0 MPa, K4 — 6/10/15, K5 — 7/14/19.

Наши рекомендованные сочетания:

Сверьте фактическое давление, которое держит ваш компрессор, с номинальным диапазоном молотка. K40 работает в пределах 1,2–2,0 MPa — от 12 до 20 bar. Машина на 18 bar с запасом закрывает нижнюю границу этого диапазона и почти без запаса — верхнюю; именно агрегаты на 21 и 23 bar позволяют молотку 4" или 5" работать на полном давлении в твёрдом граните, ради чего их и выбирают. В линейке есть и машины более низкого давления — KSCY-550/13 на 13 bar и 15 m³/min, — и наши младшие установки комплектуются ими; для этих установок это нормально, но такой комплект не стоит ставить за K40 при бурении гранита.

Если объект находится на высоте над уровнем моря, сообщите об этом до расчёта. Разрежённый воздух снижает фактическую производительность дизельного компрессора, и решается это увеличением числа машин, а не заменой молотка. Подробнее — в разделе бурение на большой высоте.

Штанги и компоновка бурового снаряда

Диаметр штанг должен соответствовать диаметру скважины и резьбе молотка:

• **KG420B** — Φ64×3000 mm или Φ76×3000 mm, молоток 3" (K3) / 4" (K4)
• **KG430** — Φ76×2000 mm + Φ76×3000 mm, молоток 4" (K4)
• **KG520** — Φ76×3000 mm или Φ89×3000 mm, молоток 4" (K4)
• **KT12** — Φ76 или Φ89×4000 mm, молоток 4" / 5"
• **KT11** — Φ64 или Φ76×4000 mm, молоток 3" / 4"
• **KT9D** — Φ76×3000 mm, молоток 5"

Со склада поставляются штанги размеров 76 mm, 89 mm, 102 mm и 114 mm, а также соединительные муфты и переходники под хвостовик. Резьба не взаимозаменяема: у K40 и K4 — API 2 3/8" REG, тогда как K5 предлагается с 2 3/8" или 3 1/2" REG. Переходники под хвостовик заказывайте под резьбу молотка, а штанги — под нужную длину снаряда, а не наоборот.

Пять ошибок, которых стоит избежать

• **Выбор установки до определения диаметра скважины.** Установка — это последнее решение; она должна нести буровой инструмент и воздух, а не определять их.
• **Путаница между глубиной одного прохода и общей глубиной скважины.** Показатель 25 m — это глубина одного прохода 25 m. При глубоких уступах вы переходите в класс 17 000–17 500 kg для 28–32 m.
• **Учёт объёма компрессора без учёта давления.** 19 m³/min при 18 bar и 19 m³/min при 25 bar — это разные комплекты для разных молотов.
• **Смешивание семейств инструмента.** 4-дюймовый молот под 5-дюймовой коронкой — это потеря энергии. Держите молот и коронку в одной серии.
• **Предположение, что справится погружной молот.** На нижней границе диапазона он может: KL511 охватывает 64–127 mm до 25 m со встроенной гидравлической бурильной машиной HC150/HC160 и штангами T45/T51×3660 mm при рабочем давлении 10 bar. За пределами 127 mm вы уже покупаете DTH — см. погружной молот против DTH-бурения.

Что нам прислать

Диаметр скважины и является ли он фиксированным или переменным; высоту уступа плюс перебур; тип породы; высоту над уровнем моря; и любое ограничение по массе машины со стороны подъездной дороги. Этих пяти строк достаточно, чтобы мы указали на одну установку, один молот, одну коронку, один компрессор и один комплект штанг вместо брошюры.