ТОВ “ДОЛОТА” - логотип
+38 (093) 333-22-12






    Повітряні гвинтові компресори
    Пневмоударне буріння: Технологічна парадигма та інженерні рішення

    Пневмоударне буріння

    Пневмоударне буріння Технологія пневмоударного буріння є ключовим інженерним рішенням для роботи у міцних та абразивних породах.…
    Читати далі

    Новини, технічні огляди та експлуатація гвинтових бурових компресорів

    Розділ «Гвинтові повітряні компресори» на технічному порталі Dolota.ua — це спеціалізований інформаційно-аналітичний хаб, присвячений інженерним розрахункам, підбору, сервісному регламенту та польовій експлуатації пересувних дизельних та електричних гвинтових компресорних станцій високого тиску (High Pressure Screw Compressors). Компресор є критичним енергетичним вузлом при спорудженні свердловин за технологією пневмоударного буріння (DTH Hammer Drilling) та продувки вибою повітрям. У публікаціях розділу детально розбираються термодинаміка стиснення, кінематика роторних гвинтових пар, розрахунки аеродинамічного виносу шламу, методи боротьби з конденсатом і підбір компресорних станцій під бурові верстати (FEIDA, УРБ-2А2).

    Ключові інженерні аспекти вибору та експлуатації бурових компресорів

    1. Двоступеневі гвинтові блоки стиснення (Two-Stage Screw Airends)

    Для генерації тиску понад 18–25 бар (1.8–2.5 МПа) застосовують двоступеневі гвинтові пари з асиметричним профілем роторів (співвідношення зубів 5:6 або 4:6). Розподіл загального ступеня стиснення на дві послідовні камери знижує теплове навантаження на підшипникові вузли, мінімізує внутрішні витоки повітря через зазори та підвищує загальний ізотермічний ККД блока на 12–15% порівняно з одноступеневими аналогами.

    2. Розрахунок продуктивності (FAD) та гідростатичного підпору води

    Параметр вільної подачі повітря (Free Air Delivery — FAD, м³/хв) повинен забезпечувати не лише номінальну витрату пневмоударника, а й створювати швидкість висхідного потоку в кільцевому зазорі не нижче 15–25 м/с. При розкритті обводнених горизонтів компресор повинен мати запас тиску для подолання гідростатичного стовпа води (1 бар на кожні 10 м водяного стовпа) та протитиску шламової пульпи без зупинки бойка пневмоударника.

    3. Багатоступенева сепарація оливи та повітряні фільтри важкого режиму

    Робота в умовах високої запиленості біля гирла вимагає використання двоетапних повітряних фільтрів циклонного типу із захисними картриджами-ежектором. Триступенева система відділення компресорної оливи (відцентровий сепаратор + гравітаційне осадження + коалесцентний фільтр-картридж) знижує винос оливи в бурову колону до показника менше 2–3 ppm, що запобігає засмальцьовуванню вибійних клапанів.

    4. Дизельні приводи та теплова підготовка (Winter Kit)

    Важкі бурові станції агрегатуються з турбодизелями промислового класу (Cummins, Yuchai, Weichai, Caterpillar) з електронним керуванням упорскуванням. Для зимового пуску в польових умовах встановлюються автономні передпускові підігрівачі рідинного контуру (Webasto), обігрів паливних сепараторів та термостатичні клапани масляного контуру гвинтового блока.

    Вимоги до параметрів компресорів під пневмоударники DTH

    Співвідношення калібру занурювального інструменту, робочого тиску та необхідної продуктивності подачі повітря:

    Типорозмір DTH Калібр коронки (долота) Робочий тиск Мінімальна подача (FAD) Глибинний діапазон
    3.5" – 4.0" (DHD340, QL40) Ø 105 – 130 мм 14 – 18 бар 10 – 14 м³/хв (350–500 CFM) до 80–120 метрів
    5.0" (DHD350, QL50) Ø 135 – 152 мм 18 – 22 бар 15 – 19 м³/хв (530–670 CFM) до 150–200 метрів
    6.0" (SD6, QL60, DHD360) Ø 152 – 190 мм 20 – 25 бар 20 – 25 м³/хв (700–880 CFM) до 200–260 метрів
    8.0" (SD8, DHD380) Ø 203 – 254 мм 25 – 35 бар 26 – 34 м³/хв (920–1200 CFM) до 260–350+ метрів

    Часті запитання

    Чому для пневмоударного буріння на глибину понад 100 метрів потрібен тиск не менше 18–25 бар?
    При вході у водоносні тріщини стовбур свердловини заповнюється пластовою водою. Кожні 10 метрів водяного стовпа створюють приблизно 1 бар зворотного гідростатичного тиску на клапан пневмоударника. Якщо компресор видає лише 10–12 бар, при стовпі води 70–80 метрів пневмоударник повністю зупиняється через відсутність перепаду тиску для руху поршня. Робочий тиск 18–25 бар гарантує подолання стовпа води та викид важкої водошламової суміші на поверхню.
    Як правильно підібрати об'ємну подачу компресора (FAD) для якісного виносу шламу?
    Подача розраховується за формулою швидкості висхідного потоку в кільцевому зазорі між бурильною трубою та стінкою свердловини. Для виносу важкого гранітного та кварцового шламу швидкість повітряного потоку має бути не нижче 15–20 м/с (для сухого забою) і до 25 м/с при появі води. Якщо діаметр свердловини великий (наприклад, 190 мм), а труба має діаметр 76 або 89 мм, площа затрубного простору потребує компресора з подачею від 20 до 25 м³/хв.
    У чому полягає технічна перевага двоступеневого гвинтового блока перед одноступеневим?
    При створенні тиску вище 16–18 бар в одноступеневому блоці різко зростає внутрішній перетік стисненого газу через теплові зазори роторів назад на всмоктування, що перегріває оливу та прискорює знос підшипників. У двоступеневому блоці перший ступінь стискає повітря до 6–8 бар, після чого суміш охолоджується оливою і дотискається другим ступенем до 25–35 бар. Це зменшує навантаження на радіально-упорні підшипники в 1.8–2 рази та продовжує ресурс блока до 40 000 мотогодин.
    Як уникнути замерзання та обводнення пневмомагістралі за мінусових температур?
    При розширенні стисненого повітря у вибійному інструменті температура різко падає, що призводить до утворення льодових пробок у каналах коронки. Для запобігання обмерзанню застосовують кінцеві охолоджувачі з циклонними вологовідділювачами на виході компресора, а в повітряну магістраль інтегрують автоматичні лубрикатори для дозованої подачі антифризних змащувальних рідин (наприклад, Kilfrost або пневматичних олив із депресорними присадками).