Импорт ГНБ – Китай лидирует
Особенности установок горизонтально-направленного бурения на российском рынке
В данной статье мы познакомим читателя с некоторыми особенностями установок ГНБ и рекомендациями специалистов, которые могут помочь при подборе оборудования для конкретных работ.
Российские специалисты отрасли отмечают в последние годы развитие горизонтального бурения и усложнение условий бурения. Отметим, что существует и другое название этого метода – ННБ (Наклонное направленное бурение). После февраля 2022 года российский рынок специальной техники, и установок ГНБ в том числе, сильно изменился – ушли компании из «недружественных» стран. Как видно из статистики за 2023 год, количество ввозимых установок горизонтального направленного бурения растет большими темпами. При этом 99% (724 ед.) всех ввозимых машин – производства КНР, и только 1% (8 ед.) произведены в США. Ценовой сегмент ввозимого оборудования остался на том же низкобюджетном уровне.
Первая американская установка ГНБ была ввезена в Китай в 1988 г. Десять лет спустя появилась первая китайская установка ГНБ. Сейчас китайский рынок ГНБ самый быстрорастущий, а на мировой арене китайские производители становятся все заметнее. До 2003 г. 90% китайского рынка оборудования ГНБ занимали американские бренды, но уже к 2009 г. 95% рынка перешло к китайским производителям. Самая большая в мире установка ГНБ сегодня работает в Китае. По отзывам специалистов, компания XCMG лидирует на китайском рынке установок ГНБ. Компания производит линейку из 27 моделей ГНБ XCMG XZ, развивающих тяговое усилие до 13 600 кН массой от 5 до 135 т, с двигателями мощностью 4х410 кВт.
На российском рынке предлагается линейка установок ГНБ XCMG XZ из более чем 10 моделей и модификаций, развивающих тяговое усилие от 125 до 1350 кН, массой от 4,5 до 25 т, с двигателями мощностью до 264 кВт. Техника выполняет горизонтальное бурение с максимальным расширением до 1,3 м на расстояние до километра. Управление осуществляется джойстиком. Машины оснащены гусеничной ходовой частью. Как утверждает производитель, все установки XCMG серии XZ имеют малую массу, компактные размеры и высокую производительность. Современные интеллектуальные системы управления обеспечивают мониторинг всего рабочего процесса и возможность настройки оператором параметров работы с высокой точностью. Установки ГНБ XCMG адаптированы для работы в условиях российского климата.
Подбор установок ГНБ по рабочим характеристикам
На мировом рынке представлены установки ГНБ с самыми разными рабочими характеристиками. Существует ряд систем классификации установок ГНБ по рабочим параметрам, разработанных в разных странах и разными организациями, в том числе отечественными. Но очевидно, для практика-строителя не столь важно, к какому именно классу относится конкретная установка ГНБ, гораздо важнее возможности ее применения для различных работ.
Завод буровой техники ООО «Гидрофоб» (г. Волгодонск Ростовской обл.), кроме прочего оборудования для бестраншейных технологий, выпускает линейку из трех установок УГБ-УГНБ. В линейке есть стационарные установки, но младшая может оснащаться колесами для буксирования. Флагманская модель линейки имеет гусеничный ход, герметичную кабину, предпусковой подогрев двигателя.
Параметры установок: усилие тяги от 50 до 205 кН, масса от 950 кг до 10,7 т, крутящий момент от 900 до 5300 Н.м, мощность двигателя от 25 до 130 л.с., длина бурения скважин от 100 до 300 м, длина буровой штанги от 1250 до 3000 мм; частота вращения шпинделя 100 об/мин; привод каретки цепной, скорость движения каретки 5 м/мин, производительность насоса буровой жидкости 250 л/мин.
Гидравлический привод установки укомплектован узлами от Sauer-Danfoss. Управление рабочими органами производится манипуляторами с электроуправлением; подача штанг автоматическая. Положение буровой головки в грунте отслеживается с помощью системы навигации. Время внедрения установки в грунт не более 15 минут.
Рабочие параметры установок ГНБ
Специалисты называют определяющей рабочей характеристикой установок ГНБ прежде всего максимальное тяговое усилие, то есть усилие подачи/ обратной протяжки, которое обычно выражается в кН.
В городских условиях и сельской местности для прокладки телекоммуникационных и силовых кабельных линий, а также и полиэтиленовых труб, например, газопроводов, диаметром 200–250 мм применяют установки ГНБ с максимальным тяговым усилием до 90 кН, а при прокладке трубопроводов диаметром 600–800 мм, при пересечениях транспортных магистралей и небольших рек – более мощные ГНБ с тяговым усилием от 100 до 400 кН. Заметим, что свыше 90% производимых и находящихся в эксплуатации установок ГНБ относятся к малому и среднему классам (с тяговым усилием до 250 кН).
Глобальная китайская компания Sany Heavy Industry Co., Ltd среди огромного ассортимента специальной техники производит и линейку машин ГНБ серии SD на гусеничном ходу из более чем семи моделей с тяговым усилием от 180 до 2000 кН, массой от 7,2 до 54 т, с двигателями мощностью от 125 до 2х325 л.с. и максимальным выходным крутящим моментом: от 7,1 до 80,0 кН.м, внешний диаметр буровой трубы – от 60 до 203 мм.
Имеется комфортная кабина. Параметры всей установки контролируются интеллектуальной системой управления. Скорость вращения бура изменяется автоматически в зависимости от характеристик грунта. Машины комплектуются гусеничными шасси Caterpillar, гусеницы при работе раздвигают для увеличения устойчивости установки. Гидросистема оснащается независимой системой охлаждения масла, компонентами от Bosch Rexroth и рукавами высокого давления Parker. Установки больших типоразмеров могут опционно оснащаться погрузочным краном.
При прокладке трубопроводов диаметром 1000–1250 мм и большой длины используются установки, развивающие максимальное тяговое усилие от 400 до 2500 кН.
Установки наивысшего класса с величиной тягового усилия более 2500 кН применяют при прокладке магистральных трубопроводов диаметром 1400–1800 мм на очень большую длину.
Специалисты предупреждают: при подборе установки ГНБ нельзя ориентироваться только на максимальное тяговое усилие. Далее мы назовем еще ряд важных параметров.
СП «Святовит» ООО (г. Минск, Беларусь) производит две модели установок направленного бурения УНБ1550 на гусеничном ходу с гидроприводом и стационарную УНБ8000. Параметры машин: тяговое усилие от 8,2 и до 18,3 т; максимальный крутящий момент вращения буровых штанг 3000 Н.м; масса (полная) 11 и 15,2 т; двигатели мощностью до 60,7 и 136 л.с.; диаметр тела штанги от 55 до 58 мм; длина штанги с резьбовым соединением от 1565 до 3115 мм. Установки способны прокладывать коммуникации диаметром до 350 и 500 мм длиной 150 и 400 м. Максимальный диаметр расширения – 720 мм; радиус изгиба буровых штанг – 32 м.
Подача штанг автоматизирована. Виброзащищенная и шумоизолированная кабина для улучшения обзора с места оператора может поворачиваться относительно продольной оси установки на угол до 40°.
Эксперты отрасли особо подчеркивают жесткую взаимосвязь между тяговым усилием установок ГНБ, длиной буровой скважины и диаметром прокладываемого в буровой канал трубопровода. Длина прокладки коммуникаций в зависимости от их диаметра и мощности установки ГНБ варьируется от небольшой – до 150 м и до 3000 м. При этом диаметры коммуникаций (кабелей, трубопроводов)/ максимальное расширение могут быть от 32 и до 2000 мм.
Не менее важным и полезным рабочим параметром установок ГНБ является производительность насоса бурового раствора, которая у малых установок может составлять до 190 л/мин, а у самых мощных свыше 760 л/мин.
Крутящий момент при вращении колонны штанг – один из важнейших технических аспектов установок ГНБ. Техника разных классов развивает максимальные крутящие моменты от 5,5 кН.м и до величин свыше 100 кН.м. Следует заметить, что далеко не у всех производителей установки могут одновременно развивать максимальные заявленные крутящий момент и тяговое усилие. И понятно, что производители не афишируют такой факт.
Общим для всех китайских установок является то, что они намного дешевле своих американских и немецких конкурентов, то есть сравнимы по цене с б/у установками западных компаний.
Одной из таких китайских компаний-производителей, недавно вышедших на российский рынок установок ГНБ, является Goodeng machine. Компания специализируется на исследованиях и разработках, производстве, продажах и обслуживании бестраншейного оборудования для горизонтально-направленного бурения и другой техники.
Goodeng machine выпускает огромную линейку установок ГНБ серии GOODENG GD на гусеничном ходу – всего более 45 моделей, от самой младшей массой 5 т и до флагманской ГНБ массой 101 т. Установки серии GD развивают тяговое усилие от 51 до 12 000 кН; крутящий момент от 2,235 до 250 кН.м; оснащаются двигателями мощностью от 58,5 до 2х768 л.с.; частота вращения от 85 до 215 об/мин; подача бурового насоса от 75 до 4000 л/мин; максимальная длина бурения – до 3500 м; максимальный диаметр буровых штанг – до 254 мм; максимальный диаметр прокладываемого трубопровода – до 2600 мм.
Все эти параметры связаны между собой и определяются мощностью двигателей установки, которые могут развивать менее 150 л.с. и свыше 250 л.с.
Массогабаритные характеристики установок ГНБ тоже важны. Эксплуатационная масса установки (с ходовой частью, у кого она есть) может составлять менее 7 т и у самых больших машин свыше 60 т. Специалисты отмечают, что в развитии ГНБ существует тренд: разработчики стремятся создать установки, которые бы развивали максимальную производительность при минимальных размерах.
При этом следует учитывать, что установка может занимать площадку от 1х3 м и свыше 2,5х13,5 м. В связи с этим рекомендуемые размеры рабочей площадки для размещения установки: от 6х18 м и до 45х75 м.
К второстепенным показателям, которыми характеризуются возможности установки ГНБ, специалисты отрасли относят максимальную глубину скважины, которая может быть у малых установок до 4,5 м и доходит до 61 м у самых мощных; b от 90 и до 210 об/мин; буровые штанги могут иметь длину от 1,5 и до 12 м. Возможный радиус изгиба колонны штанг также следует учитывать. Этот параметр показывает, какую трассу скважины можно проложить, насколько сильно можно изменять траекторию пилотного бурения. Скорость подачи каретки бывает от 0,46 до 0,5 м/с. При этом привод каретки может быть цепным, гидравлическим или у крупных машин реечным (с тросом или без троса).
Учет всех названных характеристик поможет строителям правильно выбирать оборудование в зависимости от конкретных условий работ.
ООО НПЦ «Экопром» (г. Истра, Московская обл.) занимается разработкой и производством оборудования для ГНБ. На сегодняшний день компания производит линейку установок горизонтально-направленного бурения и прокола серии УНБ из шести моделей, стационарных и на гусеничном ходу, развивающих тяговое усилие от 30 до 1000 кН; массой от 112 кг до 1,5 т; способных прокладывать трубы диаметром от 63 до 500 мм на расстояние до 300 м как в неуправляемом, так и в управляемом режимах с использованием навигационного оборудования, а также санации (разрушения) старых трубопроводов с одновременным затягиванием новых.
Компания утверждает, что ее установки имеют универсальное назначение и возможности в отличие от продукции других брендов, предлагающих узкоспециализированное оборудование. Бурение производится как с поверхности земли, так и с приямка, и как наклонное, так и вертикальное.
Установки УНБ имеют блочную разборную конструкцию. Наиболее тяжелые части снабжаются транспортными колесами. Благодаря небольшой массе установки могут транспортироваться даже на прицепе легкового автомобиля.
Мобильные и стационарные
Установки ГНБ могут иметь собственную ходовую часть, то есть быть мобильными или стационарными. Мобильные в свою очередь бывают несамоходными (смонтированные на раме или на прицепе) и самоходными – на колесном или гусеничном ходу (гусеницы резиновые или стальные), а также модульными, состоящими из отдельных модулей, помещающихся в стандартные 20-футовые контейнеры и монтируемых на месте производства работ. Заметим, что для подготовки к работе модульных установок требуется несколько больше времени, чем для обычных неразборных. Кроме того, специалисты считают, что модульные установки за счет меньшей массы менее устойчивы, чем обычные, неразборные. А устойчивость машины является очень важным фактором ее работоспособности и надежности, особенно если машина мощная и развивает высокие крутящий момент и тяговое усилие.
Китайская компания DW/TXS Construction Equipment (Beijing) Co., Ltd активно продвигает свои установки ГНБ на российский рынок. DW/TXS расшифровывается как Ditch Witch/ TuXingSun и ясно показывает, разработки какой ведущей мировой фирмы лежат в основе конструкции оборудования.
Компания предлагает модельный ряд установок ГНБ серии DDW из более чем 18 моделей на гусеничном ходу. Машины массой от 3,7 т до 60 т развивают тяговое усилие от 6 до 600 т, крутящий момент от 3000 до 260 000 Н.м и обеспечивают длину бурения от 150 до 2500 м, комплектуются двигателями мощностью от 46,3 до 2х559 кВт; длина буровых штанг от 2000 до 9600 мм; диаметр штанг от 50 до 168 мм. Буровые установки больших типоразмеров оснащаются комфортной кабиной с отопителем, кондиционером и LED-дисплеем, на котором отображаются основные параметры работы машины. Смазка штанг производится автоматически.
У DW/TXS далеко идущие планы работы на российском рынке: к 2025 году компания планирует занять 20% российского рынка машин ГНБ и открыть собственное производство оборудования для ГНБ в России.
Но и у модульных установок есть преимущества: они удобнее в условиях плотной городской застройки и размещения в котлованах: часть оборудования можно оставить на поверхности, опустив в приямок только станок. При транспортировке в контейнерах установка защищена от погодных воздействий и хищения. Но для погрузки на прицеп для транспортировки установок на раме и модульных потребуется подъемное оборудование.
Самоходными обычно бывают установки ГНБ небольших размеров. Наиболее крупные машины обычно монтируются на опорной раме, устанавливаемой и закрепляемой на грунтовой поверхности.
Учтите: установки ГНБ, смонтированные на прицепе или на колесном/ гусеничном ходу, могут вести бурение только с поверхности земли, что ограничивает возможности их применения, тогда как установки на раме и модульные способны бурить из котлована.
Установки ГНБ на гусеничном ходу отличаются высокой проходимостью, что в определенных условиях является немалым преимуществом. К тому же самоходная машина способна самостоятельно заехать на прицеп.
ООО «МЕМПЭКС» (г. Минск, Республика Беларусь) производит установки серии МНБШ высокоточного горизонтального прямолинейного шнекового бурения под контролем лазерной системы для устройства прямолинейных бестраншейных переходов под трубопроводы диаметрами до 1120 мм, длиной до 80 м. При использовании системы лазерного контроля СЛК-1 собственного производства отклонение оси подземного трубопровода от проектной не превышает 3 см на дистанции 60–80 м.
Параметры установок МНБШ: масса от 2,3 до 4,84 т; диаметр трубопровода от 630 до 1120 мм; максимальная длина трубопровода 80 м; усилие продавливания от 100 до 200 т; тяговое усилие от 83 до 122 т; мощность двигателя 2х21 и до 2х34,7 л.с.; диаметр буровых штанг 118 мм, длина от 800 до 1095 мм. Варианты размещения силовой установки – колодец, приямок, опалубка. Установки дополнительно могут быть оснащены оборудованием для выполнения криволинейного бурения и для замены изношенных трубопроводов.
Каждая установка комплектуется под потребности заказчика: от минимально необходимого функционала до полного набора функций.
Начало бурения с поверхности или из котлована
Существуют установки ГНБ, предназначенные для бурения с поверхности площадки или из приямка/ котлована (а также установки малых типоразмеров, предназначенные для работы из существующих стандартных колодцев).
Преимущество установок, работающих с поверхности, очевидно: не нужно готовить приямок и приемный колодец на другом конце. Но если скважина имеет длину менее 15 м, бурить с поверхности экономически невыгодно, получаются слишком длинные заходы с обеих сторон – длиннее самой скважины, и бòльшая часть производственных затрат придется именно на эти заходы.
MDRILLING – зарегистрированная в России торговая марка, под которой в страну завозятся китайские установки ГНБ, произведенные специально для России. В составе широкого модельного ряда гусеничные машины эксплуатационной массой от 5 до 48 т и более, развивающие тяговое усилие от 13,5 до 175 т и более, оснащенные двигателями мощностью от 110 до 2х359 л.с. Частота вращения – от 85 до 230 об/мин; используются штанги диаметром от 52 до 140 мм и длиной от 1,8 до 9,6 м.
Модели крупных типоразмеров оборудуются кабинами с монитором, на котором отображаются основные параметры работы установки, а также кондиционером и отопителем. Управление силовой головкой осуществляется одним джойстиком. Имеются автоматическая система самодиагностики и автоматическая система смазки штанг.
Специалисты отмечают, что в новых моделях установок ГНБ появляются усовершенствованные электронные системы, автоматизирующие часть операций процесса бурения, например, установка сама поддерживает заданный оператором режим бурения и тяговое усилие. Повышается производительность машин: установки меньших типоразмеров способны выполнить объем работ, сравнимый с результатами крупногабаритных моделей прошлых лет выпуска.
Всё свидетельствует о том, что рынок и отрасль ГНБ в России находятся на подъеме. Хотелось бы, чтобы эта тенденция стала постоянной.
