В погоне за скоростью проходки буровые компании часто совершают одну и ту же ошибку: закупают дорогостоящий инструмент высокого давления, не имея соответствующего компрессорного парка. Результат — пневмоударник не выходит на расчетную частоту, шлам забивает забой, а себестоимость метра растет. В условиях российской геологии и парка техники, где до сих пор активно используются компрессоры на 7–10 бар, «золотым стандартом» надежности остается серия CIR. Это инструмент низкого давления воздуха, который прощает огрехи эксплуатации и обеспечивает стабильную промывку там, где другие системы "захлебываются". В этой статье разберем, почему конструктив CIR (Central Injection Rod) остается актуальным и как он экономит бюджет на аварийных ремонтах.
Система CIR: конструкция и принцип работы
Аббревиатура CIR в технической документации часто расшифровывается как Low Air Pressure DTH Hammer (погружной пневмоударник низкого давления). Его главное конструктивное отличие от серий высокого давления (DHD, QL, COP) — наличие воздухораспределительного механизма клапанного типа и специфическая организация потоков воздуха.
Инструмент состоит из внешнего цилиндра, поршня (бойка), системы клапанов и внутреннего воздухораспределителя. Именно внутренняя архитектура определяет его "всеядность" к давлению. Если безклапанные молотки требуют минимум 10–12 бар для нормального запуска, то CIR уверенно начинает работу уже при 5–6 бар.
Центральная подача воздуха и промывка забоя
Одна из главных "болей" при бурении по трещиноватым породам или вязким глинам — недостаточный вынос выбуренной породы (шлама). Если шлам остается на забое, происходит вторичное дробление: долото тратит энергию не на разрушение целиком, а на перемалывание уже отбитых кусков.
В системе CIR реализована центральная сквозная подача воздуха через шток (control tube).
- Прямой поток: Воздух из буровой штанги попадает в центральную камеру, распределяется клапаном для совершения рабочего хода поршня.
- Выхлоп: Отработанный воздух выбрасывается непосредственно через каналы в долоте на забой скважины.
В отличие от некоторых устаревших конструкций с боковым выхлопом, CIR направляет весь объем отработанного воздуха строго вниз, в зону резания. Это создает мощный турбулентный поток, который мгновенно подхватывает частицы породы и выносит их в затрубное пространство.
Охлаждение долота и снижение износа
При ударно-вращательном бурении твердосплавные штыри коронки нагреваются до критических температур. Перегрев ведет к появлению микротрещин в твердом сплаве и выпадению штырей («лысая» коронка).
Конструкция CIR обеспечивает непрерывное охлаждение рабочей части. Воздух при расширении (выхлопе) резко охлаждается — это закон термодинамики. Поскольку выхлоп в CIR организован через центральное отверстие и продувочные каналы коронки, ледяной воздух постоянно обдувает матрицу долота.
Результат для инженера:
- Ресурс коронки увеличивается на 15–20% по сравнению с системами, где продувка менее эффективна.
- Снижается риск заклинивания («прихвата») инструмента из-за температурного расширения металла в узких скважинах.
Для бурения скважин на воду и геологоразведки мы рекомендуем [пневмоударники серии CIR-90, CIR-110 и CIR-130]. Они идеально совместимы с отечественными буровыми установками (УРБ 2А2) и компрессорами типа КВ/ПКСД. В наличии также усиленные коронки под хвостовик CIR с вооружением баллистического, сферического и комбинированного типа.
Преимущества в применении и совместимость
Почему, несмотря на появление высокопроизводительных молотков высокого давления, серия CIR не сдает позиций? Ответ кроется в экономике и условиях эксплуатации.
Стабильность в геологии РФ и требования к компрессорам
Российская геология непредсказуема. На одной скважине можно встретить чередование гранитов, песчаников и обводненных горизонтов.
- Совместимость с компрессорами:
Пневмоударники высокого давления (Working pressure 15–25 bar) требуют дорогих винтовых компрессоров (Atlas Copco, Airman, Sullair).
Пневмоударники CIR (Working pressure 6–12 bar) эффективно работают от массовых и доступных станций:- ПКСД-5.25 (классика постсоветского пространства).
- КВ-10/12 (Челябинский компрессорный завод).
Для небольших буровых компаний это означает отсутствие необходимости инвестировать миллионы в новый компрессор. Вы можете бурить скалу, используя имеющийся парк техники.
- Защита от зашламовывания:
В серию CIR часто встроен обратный клапан (Check Valve). При остановке подачи воздуха он перекрывает внутреннюю полость молотка. Это критически важно при бурении водоносных горизонтов: клапан не дает воде со шламмом попасть внутрь механизма и вызвать коррозию бойка или гидроудар при следующем запуске. - Ремонтопригодность:
Конструкция CIR проста. Разборка и замена внутренних частей (поршня, воздухораспределителя) возможна прямо в полевых условиях, "на коленке", без использования сложного гидравлического стенда, который необходим для раскручивания резьб молотков высокого давления.
Эффективная очистка забоя предотвращает вторичное дробление породы и увеличивает скорость проходки.
Совет эксперта:
При работе с инструментом CIR важно следить за состоянием шлицевого соединения «пневмоударник-долото». Из-за меньшего давления энергия единичного удара ниже, чем у серий DHD, поэтому буровики часто компенсируют это избыточным давлением на забой (весом на инструмент). Это ошибка. Передавливание не ускорит бурение, но приведет к быстрому износу шлицов хвостовика. Держите нагрузку в пределах паспортных значений.
Сравнение CIR с аналогами
| Характеристика | Серия CIR (Low Pressure) | Серия DHD/COP (High Pressure) |
| Рабочее давление | 0.5 – 1.2 МПа (5-12 бар) | 1.0 – 2.5 МПа (10-25 бар) |
| Требования к компрессору | Низкие (поршневые/винтовые) | Высокие (мощные винтовые) |
| Скорость проходки (гранит) | Средняя | Высокая |
| Стоимость владения | Низкая | Высокая |
| Чувствительность к грязному воздуху | Низкая (клапанная система менее капризна) | Высокая (прецизионные зазоры) |
| Область применения | Скважины на воду (до 150м), изыскания | Глубокое бурение, горнодобыча |
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать коронки от других пневмоударников на CIR?
Нет, серия CIR имеет уникальный стандарт хвостовика. Он отличается количеством и формой шлицов от популярных стандартов DHD или QL. Попытка установить неродную коронку (даже если она "почти" подходит) приведет к разрушению бойка или выпадению инструмента в скважину. Всегда сверяйте маркировку хвостовика.
Какое масло использовать для CIR пневмоударников?
Требуется специальное масло для пневмоинструмента с вязкостью ISO VG 32-68 (в зависимости от сезона). Категорически нельзя использовать отработку или моторное масло — они образуют нагар на клапанах и штоке воздухораспределителя, что приведет к заклиниванию инструмента.
Почему падает частота ударов при углублении скважины?
Это связано с противодавлением столба воды. Серия CIR — это инструмент низкого давления. Если ваш компрессор выдает 7 бар, а столб воды в скважине 30 метров (создает противодавление 3 бара), то на работу пневмоударника остается всего 4 бара. Этого мало для эффективного удара. В таких случаях нужно либо повышать давление на компрессоре (до 10-12 бар), либо использовать более мощный компрессор.
Заключение
Пневмоударный инструмент серии CIR — это рациональный выбор для 80% задач по бурению скважин на воду и инженерным изысканиям в России. Он проигрывает сериям высокого давления в пиковой скорости проходки по твердым породам, но многократно выигрывает в надежности, совместимости с доступным оборудованием и стоимости погонного метра.
Если ваша задача — стабильная работа в полевых условиях, где нет возможности использовать премиальные компрессоры высокого давления, CIR станет основой производственного процесса.
Хотите подобрать комплект под вашу буровую? Инженеры нашей компании рассчитают необходимый диаметр и тип хвостовика CIR, исходя из параметров вашего компрессора и геологического разреза.