Роторные буровые машины (ч. 1)

(Продолжение, начало см. в «ОС» № 10, 2013 г.)

Компания Casagrande S.P.A., основанная в 1963 г. на севере Италии и к сегодняшнему дню выросшая в группу компаний, первую гидравлическую роторную буровую машину представила в 1971 г. За последние четыре года линейка буровых машин Casagrande обновилась и включает 11 базовых моделей с крутящим моментом от 125 до 421 кН.м, с помощью которых устраивают буронабивные сваи с глубиной погружения до 110 м и диаметром до 3000 мм. Самая мощная в линейке модель В450 ХР представлена в 2013 г.

Casagrande фактически лидер российского рынка буровых машин благодаря длинной линейке и цене. Марка в России известна давно, ее техника участвовала в ликвидации последствий Чернобыльской аварии.

Машины Casagrande могут работать со всеми известными на сегодняшний день технологиями изготовления буронабивных свай, такими как бурение штангой Келли, бурение бесконечным шнеком, бурение шнеком с полным или частичным вытеснением грунта, бурение двухроторным приводом, перемешивание грунта. Предусмотрена также работа с грейферным оборудованием по технологии «стена в грунте». Машины построены на гусеничном шасси с раздвижной гусеничной тележкой. Рабочее оборудование включает мачту, гидравлический рычажный механизм с параллелограммной кинематикой, лебедки. Предусмотрены различные исполнения мачт:
• для бурения с Келли-штангой с задавливанием обсадной трубы с помощью лебедки и блочной системы внутри мачты (технология PDW);
• для бурения с Келли-штангой с задавливанием обсадной трубы гидравлическим домкратом, представляющим собой гидроцилиндр (технология PDC);
• для бурения бесконечным шнеком (технология CFA), а также для бурения с двумя вращателями (Double Rotary).

Мачта коробчатого сечения выдерживает высокие задавливающие/ вытягивающие усилия и крутящие моменты. С помощью рычажного механизма мачта наклоняется вперед на 3°, назад и в стороны на 15°. Применяют телескопические 4- и 5-секционные Келли-штанги фрикционного и блокирующего типов. При необходимости к шасси подсоединяют обсадной стол (осциллятор) с приводом от несущей машины.

Линейка начинается с модели В125 ХР, которую только условно можно назвать легкой – с рабочим оборудованием машина дотягивает до 41 т. Базовая машина построена на раздвижном гусеничном шасси, оснащена двигателем Cummins QSB 6.7 мощностью 164 кВт. Гидравлическая мощность, создаваемая насосным агрегатом, составляет 140 кВт. Машина предназначена для бурения на глубину до 50 м, диаметром до 1500 мм по технологии PDC, диаметром до 1200 мм по технологии PDW и диаметром до 1000 мм с осциллятором для бурения бесконечным шнеком на глубину до 23 м, диаметром до 800 мм. В транспортном положении длина машины около 13,5 м, высота – 3,4 м. Модель В175 ХР построена на той же базе, что и В125 ХР, но оснащена более мощными силовыми агрегатами – двигателем Cummins мощностью 194 кВт и насосным агрегатом мощностью 170 кВт, масса машины увеличена до 42,5 т. Рабочее оборудование позволяет выполнять бурение с Келли-штангой до 57 м, диаметром до 1500 мм и бурение бесконечным шнеком до 23 м, диаметром до 900 мм.

В основе модели В200 ХР более крупная и тяжелая базовая машина с двигателем Cummins мощностью 239 кВт и насосным агрегатом мощностью 200 кВт. С рабочим оборудованием и противовесом масса машины достигает 57,5 т. Машина ведет бурение с Келли-штангой на глубину до 67 м, диаметром 2200 мм, бесконечным шнеком до 26 м, диаметром до 1000 мм.

Для следующей модели В250 ХР используют базовую машину с удлиненной раздвижной гусеничной тележкой и удлиненной поворотной платформой. На ней установлены дизель Deutz мощностью 330 кВт и насосный агрегат мощностью 300 кВт. Машина ведет бурение с Келли-штангой на глубину до 67 м, диаметром до 2500 мм и бесконечным шнеком до 27 м, диаметром до 1200 мм. Ее эксплуатационная масса достигает 82 т.

Для модели В300 ХР по сравнению с В250 ХР применены более длинная гусеничная тележка и двигатель Caterpillar C15 мощностью 403 кВт и насосным агрегатом мощностью 330 кВт. При этом масса машины вместе с рабочим оборудованием и противовесом увеличилась ненамного, до 84 т. Машина способна вести бурение с Келли-штангой на глубину до 77 м, диаметром до 2500 мм, бесконечным шнеком до 29 м, диаметром до 1200 мм. У модели В360 ХР поворотная платформа и силовые агрегаты такие же, как у В300 ХР. За счет еще более длинной и широкой гусеничной тележки и увеличенного в размерах рабочего оборудования у машины возросли глубина бурения с Келли-штангой до 89,4 м и диаметр бурения до 3000 мм, параметры бурения бесконечным шнеком остались прежними: глубина до 29,5 м, диаметр до 1200 мм. Эксплуатационная масса машины выросла более чем на 10 т, до 95 т.

Модели В400 и С850 HT H50 – представители предыдущего поколения, и надо полагать, что в течение 2014 г. их обновят. Базовые машины В400 и С850 практически аналогичны, на обе установлены дизель Deutz мощностью 480 кВт и насосный агрегат на 300 кВт. Максимальная глубина бурения В400 с Келли-штангой – 87 м, максимальный диаметр – 3000 мм, бурения бесконечным шнеком – 30 м, диаметр – 1200 мм. Масса машины с рабочим оборудованием – около 146 т. Модель С850 НТ50 предлагают в комплектациях: для бурения с Келли-штангой и нижним вращателем обсадной колонны (глубина до 87 м, диаметр до 2700 мм), для бурения с Келли-штангой и осциллятором (глубина до 87 м, диаметр 2000 мм), для бурения бесконечным шнеком с двумя вращателями (глубина до 31,5 м, диаметр до 1200 мм), с грейферным оборудованием (глубина до 47 м, ширина траншеи 1200 мм). Масса машины с рабочим оборудованием около 140 т. Для модели С850 оставлена возможность переоборудования в гусеничный кран грузоподъемностью 90 т.

Топ-модель линейки Casa­grande – В450 ХР, представленная на выставке Bauma 2013, весом 146 т с двигателем Caterpillar C18 мощностью 563 кВт, насос­ным агрегатом мощностью 470 кВт развивает на вращающейся головке крутящий момент 420 кН. Многофункциональная мачта разработана для применения в различных технологиях бурения – от бурения со штангой Келли до разработки траншеи под диафрагменную стену. Рычажный механизм позволяет отклонять мачту от вертикали вперед-назад на 5° и влево-вправо на 3°. Кроме того, машину можно переоборудовать в гусеничный кран грузоподъемностью 120 т. Буровое оборудование включает новую вращающуюся головку с крутящим моментом 420 кН, гидравлическим домкратом с усилием задавливания/ извлечения 600 кН с длинным ходом в 21,5 м. Машина также может быть оборудована лебедками, развивающими усилие до 40 кН для бурения скважины диаметром до 3000 м и глубиной до 110 м (с осциллятором до 2000 мм). Оборудование для технологии CFA позволяет бурить на глубину до 39 м, диаметром до 1500 мм. Система управления получила новый цифровой дисплей, обеспечивающий отличную визуализацию и интуитивное управление.

Другой известный итальянский производитель бурового оборудования – компания Soilmec SPA, основанная в 1969 г., штаб-квартира которой находится на севере Аппенинского полуострова недалеко от Сан-Марино, предлагает широкую линейку универсальных роторных буровых машин серии SR и специализированную линейку SF для бурения бесконечным шнеком.

Линейка буровых машин SR включает 10 базовых моделей с крутящим моментом от 100 до 452 кН.м для устройства свай глубиной до 92 м и диаметром до 3500 мм.

В качестве базовых используют гусеничные машины Caterpillar и собственной разработки с раздвижными гусеничными тележками Berco и перестроенными под установку лебедок поворотными платформами. Мачта коробчатого сечения рассчитана с запасом на значительные задавливающие/ вытягивающие нагрузки и крутящие моменты. Рычажный механизм подъема стрелы с параллелограммной кинематикой позволяет работать на уклонах, вести наклонное бурение и быстро переводить мачту из транспортного в рабочее положение и обратно.

Машины Soilmec серии SR работают по следующим технологиям, для чего оснащаются соответствующим рабочим оборудованием:

– бурение большого диаметра в обсадной трубе (технология LDP – Large Diameter Pile – по терминологии Soilmec) с Келли-штангой. Обсадная труба задавливается гидравлическим домкратом либо лебедкой с блочной системой, для чего применяют мачты соответствующего исполнения. Обсадная труба заглубляется либо вращателем на мачте, либо обсадным столом. Применяют телескопические Келли-штанги 4- и 5-секционные блокировочного типа и 4-, 5- и 6-секционные фрикционного типа;

– бурение бесконечным шнеком CFA (Continuous Flight Auger) и бесконечным шнеком в обсадной трубе с двумя вращателями RCDS (Reverse Circulation Drilling System).

Система контроля и управления DMS (Drilling Mate System) включает 12-дюймовый сенсорный дисплей. Система DMS в базовой комплектации позволяет контролировать такие параметры, как глубина бурения, отклонение мачты от вертикали, скорость и давление вращателя, давление гидродомкрата, параметры работы двигателя, давление насосного агрегата, а также строить графики рабочих параметров.

Линейка начинается с модели SR-20, оснащенной двигателем Cummins QSB 4.5 мощностью 119 кВт, масса машины с Келли-штангой около 28 т, минимальная транспортная масса – 19,8 т. SR-20 ведет бурение с Келли-штангой на глубину до 40 м (с Келли-штангой фрикционного типа), диаметром до 1200 мм и с бесконечным шнеком на глубину до 18,3 м, диаметром до 750 мм.

Более крупная и мощная модель SR-30 оснащена двигателем Cummins мощностью 164 кВт и насосным агрегатом мощностью 120 кВт. Рабочее оборудование с Келли-штангой и задавливанием обсадной трубы лебедкой позволяет вести бурение на глубину до 49,3 м, с задавливанием гидродомкратом до 47,5 м при максимальном диаметре 1500 мм. При работе с бесконечным шнеком глубина бурения составляет до 19,5 м при диаметре до 750 мм. Масса машины с рабочим оборудованием – 35–37 т. Мачта также может быть переоборудована под грейфер для разработки траншеи под диафрагменную стену.

Модель SR-40 с двигателем Cat C7 мощностью 187 кВт и насосным агрегатом мощностью 120 кВт ведет бурение с Келли-штангой и задавливанием лебедкой на глубину до 54,6 м, с задавливанием гидродомкратом на глубину до 54,2 м. Максимальный диаметр бурения – 1500 мм. После переоборудования мачты под бурение бесконечным шнеком возможна разработка скважин на глубину до 20 м, диаметром до 1000 мм. В качестве дополнительного оборудования предлагают обсадной стол. Масса машины с Келли-штангой около 50 т.

Более крупная и мощная, чем SR-40, модель SR-50 также оснащена двигателем Caterpillar – C7 мощностью 210 кВт с насосным агрегатом мощностью 132 кВт. Для бурения с Келли-штангой машину оснащают рабочим оборудованием с гидродомкратом. Гидродомкрат диаметром 355 мм развивает усилие задавливания 122 кН, вытягивания 220 кН и сочетается с вращателями с одноступенчатым и многоступенчатым редукторами. Гидродомкрат диаметром 406 мм развивает такие же усилия задавливания/ вытягивания, но работает с вращателем с одноступенчатым редуктором. Глубина бурения с Келли-штангой – 63 м, максимальный диаметр – 2000 мм. В комплектации с мачтой для бесконечного шнека машина ведет бурение на глубину 18 м, диаметром до 1000 мм. Масса машины – 52–54 т.

Модель SR-60 с двигателем Cat C9.3 мощностью 235 кВт комплектуют рабочим оборудованием для бурения с Келли-штангой. Эксплуатационная масса машины составляет 66,3 т. Усилие задавливания/ извлечения гидродомкрата – 154/280 кН. Машина ведет бурение с Келли-штангами фрикционного типа на глубингу до 71 м, с Келли-штангами блокировочного типа на глубину до 58,5 м. Максимальный диаметр бурения – 1800 мм.

Модель SR-65 с двигателем Cat C13 мощностью 328 кВт также оснащается рабочим оборудованием для бурения с Келли-штангой. При этом предусмотрены исполнения мачт с системой задавливания/ извлечения лебедкой и гидродомкратом. Максимальный диаметр бурения с задавливанием лебедкой – 1750 мм (2500 мм в специальной комплектации), с задавливанием гидродомкратом – 2000 мм (2500 мм в специальной комплектации). Глубина бурения фрикционной Келли-штангой – до 77 м, блокировочной – до 62 м. Масса машины – 74–76 т.

Модель SR-70 с двигателем Deutz мощностью 330 кВт универсальна. Машина ведет бурение с системой задавливания гидродомкратом и фрикционной Келли-штангой на глубину до 77,5 м, с блокировочной Келли-штангой – до 62,1 м, с задавливанием лебедкой и фрикционной Келли-штангой – до 77,3 м, с блокировочной – 61,9 м. Максимальный диаметр бурения для всех вариантов – 2000 мм, а в специальной комплектации – 2500 мм. Масса машины около 86 т. В комплектации для бурения бесконечным шнеком глубина бурения составляет до 27 м, диаметр – до 1200 мм.

Модель SR-80 с двигателем Deutz мощностью 330 кВт также универсальна и применяется для бурения большого диаметра LDP с Келли-штангой, для бурения бесконечным шнеком CFA, с двумя вращателями САР, а также по другим технологиями бурения с дополнительным оборудованием. Глубина бурения с Келли-штангой – до 77,4 м, диаметр – до 2500 мм. При бурении бесконечным шнеком глубина – до 27 м, диаметр – до 1200 мм. Масса машины около 95 т.

Модель SR-80C построена на другой базовой машине с двигателем Cat C13 мощностью 328 кВт и оснащена оборудованием для бурения LDP и CFA. Глубина бурения отличается от модели SR-80 незначительно, диаметр бурения для SR-80C – 2000 мм.

Модель SR-90 имеет в основе базовую машину Caterpillar с двигателем Cat С15 мощностью 403 кВт. Глубина бурения с Келли-штангой – до 82 м диаметром до 2100 мм. Масса машины около 95 т.

Топ-модель линейки Soil­mec – SR-100 построена на базе машины Soilmec с двигателем Deutz мощностью 480 кВт и насосным агрегатом мощностью 280 кВт. Машина предназначена для устройства буронабивных свай с обсадной трубой, глубоких буронабивных свай, пробуренных всухую или же стабилизированных буровыми жидкостями, свай с помощью бесконечного шнека (CFA), пробуренных батареей шнеков больших размеров, свай, пробуренных с помощью шнека и обсадки (САР) с двойным вращателем, свай с вытеснением грунта (DP), механического смешивания, обратной промывки.

Есть возможность переоснастки для работы с гидравлическим грейфером при возведении стен в грунте. Глубина бурения с Келли-штангой – до 92 м, диаметром до 3500 мм, бесконечным шнеком – до 30,5 м, диаметром до 1400 мм.

Soilmec также выпускает буровые машины на автомобильном шасси: STM-20 и STM-30, работающие по технологии LDP с Келли-штангой с задавливанием гидродомкратом. Автомобильные шасси трех- и четырехосные. Поворотная платформа машин оснащена двигателем Cummins мощностью 119 кВт у STM-20 и 164 кВт у STM-30. Глубина бурения STM-20 – 30 м, диаметр – 1800 мм, STM-30 – 50 м, диаметр – 2200 мм.

Отдельная линейка гусеничных машин SF посвящена технологии бурения бесконечным шнеком CFA. Как специализированные машины, они отличаются рабочим оборудованием: удлиненной мачтой и механизмом подъема мачты с треугольной кинематикой и парой длинноходовых гидроцилиндров.

Модель SF-50 на базе гусеничной машины Soilmec с двигателем Cummins мощностью 164 кВт ведет бурение на глубину до 25 м диаметром до 900 мм. Модель SF-65 также на базе машины Soilmec с двигателем Cat C7 мощностью 205 кВт бурит на глубину до 27 м диаметром до 1000 мм. Модель SF-70 представляет собой усовершенствованную SF-65 с двигателем Cat C7 мощностью 220 кВт, бурит на глубину до 28 м, диаметром до 1000 мм. Старшая модель SF-120 с двигателем Deutz мощностью 350 кВт бурит на глубину до 31 м, диаметром до 1200 мм.

* * *

Таким образом, итальянские компании Casagrande и Soilmec предлагают широкий выбор техники для устройства буронабивных свай по всем известным технологиям, причем как универсальных машин, работающих по нескольким технологиям с соответствующей переоснасткой, так и специализированных. Привлекает внимание и возможность их переоборудования для разработки траншей под диа­фрагменные стены.

(Продолжение следует)