Анна Кислицына
В 2025 году на одном из предприятий Забайкальского края начала работу первая отечественная электрогидравлическая буровая установка премиального класса. Создание инновационного для российской промышленности оборудования осуществлялось специалистами АО «Завод бурового оборудования» в партнёрстве со Сбербанком и АО «Русбурмаш» (Росатом). Основными особенностями созданной установки стали высокая производительность, многофункциональность и интеллектуальные средства автоматизации.
Главной целью АО «Завод бурового оборудования» в течение почти 70 лет всегда оставалось создание оборудования, отвечающего актуальным запросам заказчиков. Не стала исключением и новая электрогидравлическая установка ZBO S15E, разрабатываемая в период, когда повышение надёжности оборудования одновременно с наращиванием интенсивности геолого-разведочных и добычных работ является приоритетом для отрасли.
— Хотя электрогидравлические установки применялись в подземных работах, их, как правило, не принято было использовать для наземного бурения, — рассказывает заместитель генерального директора по проектам Сергей Подкопаев. — А ведь перспектива использования таких машин премиального класса может обеспечить рост производительности до 40 % в стандартных условиях эксплуатации, а также позволяет эффективно вести работы в сложных горно-геологических условиях. Это показала наша практика применения оборудования такого класса. При этом стоит понимать, что рост производительности на 1 % в бурении при геолого-разведочных работах в среднем даёт 2 % прибыли. Чувствительность этих показателей в деятельности организаций связана с тем, что постоянные и условно-постоянные затраты существенно выше переменных.
Премиальный класс является сочетанием производительности, многофункциональности и высокой степени автоматизации. Чтобы воплотить это в жизнь, был организован консорциум, в который, помимо завода, вошли ПАО «Сбербанк», обладающее уникальным опытом создания передовых цифровых технологий, и АО «Русбурмаш», наработавшее уникальную экспертизу в области эксплуатации бурового оборудования. Также партнёры совместно разработали ГОСТ для регулирования требований относительно автоматизации оборудования этого класса.
Применить целый ряд автоматизированных решений специалистам позволила электрогидравлическая система.
— Электрогидравлика открывает поистине неограниченный доступ к автоматизации процессов бурения, — подчёркивает Сергей Подкопаев. — Это особенность данной системы: всё управление осуществляется без физического усилия, за счёт электроклапанов. Это даёт возможность для разработки ПО, которое будет осуществлять управление операциями в ходе буровых работ.
В созданной установке применяется система автоматизации Drill control. В неё, кроме контроля параметров бурения на мониторе станка, входят решения, которые позволяют как снизить трудозатраты, так и минимизировать риски возникновения неисправностей, аварийных ситуаций. В их числе:
• ограничение максимальной осевой нагрузки на забой;
• предупреждение при создании нагрузки на забой, при выключенном буровом насосе;
• ограничение крутящего момента при бурении до заданного значения;
• режим подъёма/спуска буровой колонны с помощью вращателя;
• специальный режим «свинчивание/развинчивание», который ограничивает крутящий момент свинчивания для разных типоразмеров труб, а также компенсирует перемещение вращателя для предотвращения повреждения резьбы;
• автоматический подъём и снижение скорости лебёдки ССК при подъёме за 30 м до устья скважины и, соответственно, автоматическое определение глубины скважины.
Ряд перечисленных решений был использован заводом на базе опыта в разработке и производстве бурового инструмента (ограничения по крутящему моменту, снижение скорости лебёдки и др.). Специалисты создавали решения с точки зрения необходимости максимально эффективного использования инструмента и минимизации рисков возникновения его неисправностей или поломок.
Реализована в установке и система, позволяющая вести сбор и анализ данных о ходе бурения Smart drill, что позволяет создавать прогнозные модели для ведения работ. При этом задействованы и возможности машинного обучения: чем больше информации собрано системой о горно-геологических условиях объекта, тем точнее будут прогнозные модели и эффективнее подбор режимов бурения.
Предусмотрен и удалённый мониторинг процесса: система в автоматическом режиме направляет сообщения в чат, доступ к которому имеют как представители заказчика, так и представители сервисной службы. Таким образом, специалисты в режиме реального времени смогут наблюдать за данными в ходе работ и оперативно давать рекомендации по технологии бурения. А сотрудники сервисной службы АО «Завод бурового оборудования» будут получать важную информацию о «поведении» установки в тех или иных условиях, об условиях её эксплуатации, возникающих в процессе работ сложностях.
Такая вовлечённость со стороны сервисных специалистов — часть комплексного подхода завода к созданию установок. АО «Завод бурового оборудования» является технологической компанией, осуществляющей полный цикл разработки, производства, обслуживания буровых установок. В таком подходе становится важен каждый этап: например, информация, получаемая в ходе сервиса, позже является основой для проведения модернизации и совершенствования установок. Большое внимание уделяется и обучению персонала заказчика: сотрудники завода разъясняют все нюансы как по наиболее эффективному использованию оборудования, так и по его грамотному обслуживанию.
При этом комплексный подход предполагает обеспечение производительности не только за счёт средств автоматизации, а и благодаря конструктивным решениям. Например, в новой установке задействована телескопическая мачта, которая складывается и раскладывается в автоматическом режиме. Это экономит предприятиям часы при транспортировке установки от одного места бурения к другому, что особенно актуально при ведении работ в сложных климатических условиях.
— Нашей целью было создание установки, максимально, во всех аспектах эффективной для эксплуатирующих предприятий, — отмечает Сергей Подкопаев. — Благодаря объединению усилий со Сбербанком и Росатомом у нас получилось разработать необходимые решения как в части цифровизации, так и в области конструкции, материалов, инструмента. Важно и то, что оборудование полностью произведено в России, по российским ГОСТам и не зависит ни от импортных поставок, ни от импортного сервиса.
Сейчас АО «Завод бурового оборудования» продолжает совершенствование интеллектуальных систем, которыми будут оснащены установки премиального класса. Планируется, что до конца года специалисты создадут систему управления процессом бурения, основанную на искусственном интеллекте при помощи машинного обучения.