Ми на Facebook
Читайте наш блог

ГОРИЗОНТАЛЬНЕ НАПРАВЛЕНЕ БУРІННЯ (ГНБ)

Горизонтальне направлене буріння (англ. Horizontal Directional Drilling) — керований безтраншейний метод прокладення підземних комунікацій, що базується на використанні спеціальних бурових комплексів (установок). Міжнародне позначення — HDD або Horizontal Directional Drilling. Довжина прокладання шляхів може бути від декількох метрів до декількох кілометрів, а діаметр - більше 1200 мм. Що стосується труб, застосовують труби з поліетилену (низького тиску) (ПНТ), сталі та ін. видів матеріалів. І все це - з мінімальним впливом на навколишнє середовище.

Зміст

Технологія безтраншейного будівництва підземних комунікацій

Перед початком робіт ретельно вивчають властивості і склад ґрунту, дислокацію існуючих підземних комунікацій, оформляють відповідні дозволи і узгодження на виконання підземних робіт. Здійснюється вибіркове зондування ґрунтів і, при необхідності, шурфління особливо складних перетинів траси буріння з існуючими комунікаціями. Результати цих робіт мають визначальне значення для вибору траєкторії і тактики будівництва свердловини. Особливу увагу слід приділити оптимальному розташуванню бурового устаткування на будівельному майданчику і забезпеченню безпечних умов праці бурової бригади і оточуючих. Будівництво підземних комунікацій згідно технології горизонтального направленого буріння здійснюється в чотири етапи: буріння пілотної свердловини, послідовне розширення свердловини, протягання трубопроводу і кінцевий етап.

Етапи будівництва підземних комунікацій

Буріння пілотної свердловини

Буріння пілотної свердловини — особливо відповідальний етап роботи, від якого багато в чому залежить кінцевий результат. Воно здійснюється за допомогою породоруйнівного інструменту — бурової головки зі скосом в передній частині і вбудованим випромінювачем. Бурова головка сполучається за допомогою порожнистого корпусу з гнучкою приводною штангою, що дозволяє керувати процесом будівництва пілотної свердловини і обходити виявлені на етапі підготовки до буріння підземні перешкоди в будь-якому напрямі в межах природного вигину притягуваної робочої нитки. Бурова головка має отвори для подачі спеціального бурового розчину, який нагнітається в свердловину і утворює суспензію з подрібненою породою. Буровий розчин зменшує тертя на буровій головці і штанзі, оберігає свердловину від обвалів, охолоджує породоруйнівний інструмент, руйнує породу і очищає свердловину від її уламків, виносячи їх на поверхню. Контроль за місцем розташування бурової головки здійснюється за допомогою приймального пристрою локатора, який приймає і обробляє сигнали вбудованого в корпус бурової головки передавача. На моніторі локатора відображається візуальна інформація про місцеположення, нахил азимута бурової головки. Також ця інформація відображається на дисплеї оператора бурової установки. Ці дані є визначальними для контролю відповідності траєкторії трубопроводу, що будується, проектною і мінімізує ризики зламу робочої нитки. У разі відхилення бурової головки від проектної траєкторії оператор зупиняє обертання бурових штанг і встановлює нахил бурової головки в потрібне положення.

Потім здійснюється втискання бурових штанг без обертання з метою корекції траєкторії буріння. Будівництво пілотної свердловини завершується виходом бурової головки в заданій проектом точці.

Горизонтальне направлене буріння - Пілотна свердловина

Бурова штанга (БШ) є трубою діаметром приблизно 50-80мм і довжиною 2,5-3 метри. На кінцях БШ нарізані КОНІЧНІ різьбові з'єднання з зовнішньою, і на протилежному кінці - з внутрішньою різьбами. БШ має важливий елемент (без якого була б неможливою зміна напряму пілотної свердловини), а саме сильфонну вставку (з'єднання). На кожній БШ є два таких з'єднання. В загальному, з точки зору технології, це більше нагадує накатку на трубі, аніж вварену в БШ вставку. У буровій машині БШ вкручуються послідовно, одна в одну, в міру просування бурової головки. Таким чином, сполучені між собою БШ, схожі на гнучкий трос, яким прочищають каналізаційні труби.

ПРИНЦИП ЗМІНИ НАПРЯМУ руху бурової головки в горизонтальній і вертикальній площинах відбувається за принципом гнучкого троса: якщо його вільний кінець не закріплений (якщо закріплений, то це вже "гнучкий ВАЛ"), то він завжди буде трохи зігнутий. Оператор на дисплеї переносного приймача "бачить" кут повороту бурової головки (а саме "вільного кінця троса") і її напрям, і, якщо необхідно, "повернути" напрям свердловини, видає команду операторові бурильної машини "стоп", а потім "Повернути на N../градусів" (але тільки в одному напрямку - по напряму закручування різьб БШ!) таким чином, щоб бурова головка лягала в потрібному напрямку. Далі, по команді оператора виносного пульту, відбувається "втискання" бурової головки в ґрунт з кутом потрібної траєкторії, потім оператор бурильної машини включає подачу води (промивальної рідини) і подовжню подачу з обертанням. Бурова головка занурюється в ґрунт згідно заданої траєкторії. Подача води (або іншої промивальної рідини) проводиться під регульованим тиском через шпиндель бурильної машини в БШ і далі до бурової головки.

Розширення свердловини

Розширення свердловини здійснюється після завершення пілотного буріння. При цьому від'єднують бурову головку від бурових штанг і замість неї приєднують ріммер — розширювач зворотної дії. Прикладаючи тягове зусилля з одночасним обертанням ріммер протягують через стулку свердловини у напрямі бурової установки, розширюючи пілотну свердловину до необхідного для протягання трубопроводу діаметру. Для забезпечення безперешкодного протягування трубопроводу через розширену свердловину її діаметр повинен на 25-30 % перевищувати діаметр трубопроводу.

Горизонтальне направлене буріння - Розширення свердловини

Протягування трубопроводу

В протилежному від бурової установки каналі свердловини розташовують готовий до протягування трубопровід. До переднього кінця батога кріпиться оголовок, що сприймає тягове зусилля вертлюга і ріммера, і в той же час не передає обертальний рух на трубопровід. Таким чином, бурова установка затягує в свердловину плетиво трубопроводу по спроектованій траєкторії.

Горизонтальне направлене буріння - Протягування трубопроводу

Кінцевий етап

Після закінчення основних технологічних етапів, інженерно-технічний персонал здає замовникові виконавчу документацію, в якій вказано фактичне положення укладеного трубопроводу в різних площинах, з обов'язковою вказівкою «прив'язок» до орієнтирів на місцевості.

Установки ГНБ

Пристрої (машини) ГНБ є комплексною будівельною технікою. Типова машина складається з рами, кузова, ходової частини (гусеничної або колісної), енергетичної установки (дизельний двигун), гідростанції, пристрою подачі штанг, бурового лафету, панелі управління (робочого місця оператора). Установки класифікуються згідно максимального зусилля протягування, яке вимірюється в тоннах. Іншою важливою характеристикою є максимальний діаметр розширення і максимальна довжина буріння. Машини ГНБ виробляються американськими, німецькими, китайськими компаніями. З 2006 р. виробництво установок ГНБ почалося і в Росії, фірмою НПК Гідрофоб РСМ.

DITCH WITCH PIC!!!!!!!!!

Система локації в ГНБ як інструмент управління

Управління в ГНБ — дуже важливий момент. Бур в процесі роботи знаходиться поза зоною видимості і досяжності, і неконтрольоване буріння може призвести до непередбачуваних наслідків. Тому у виробництві робіт ГНБ для контролю процесу буріння застосовуються системи локації.

СИСТЕМА ЛОКАЦИИ PIC!!!!!!!!!

Система локації - це зонд, розташований на буровій головці, і спеціальний прилад синхронізації з цим зондом, який знаходиться в руках у оператора системи локації (локаторника) на земній поверхні. Зонд реєструє всю інформацію про кут і напрям буріння, число оборотів і температуру бурової головки. Ця інформація передається в процесі буріння локаторникові і запобігає небажаним наслідкам.

Основні переваги експлуатації

Виробничо-технічний аспект

  • Можливість безтраншейного будівництва, ремонту і санації підземних комунікацій;
  • під річками, ярами, лісовими масивами; у специфічних ґрунтах (скельні породи, плавуни);
  • в охоронних зонах високовольтних повітряних ліній електропередач, магістральних газо-, нафто-, продуктопроводів;
  • в умовах щільної житлової забудови міст при проходженні траси під автомагістралями, трамвайними коліями, автомобільними дорогами, скверами і парками;
  • Скорочення термінів і об'єму організаційно-технічних узгоджень перед початком робіт у зв'язку з відсутністю необхідності зупинки руху всіх видів наземного транспорту, перекриття автомобільних і залізних доріг;
  • Значне скорочення термінів виробництва робіт за рахунок використання високотехнологічних бурових комплексів;
  • Значне скорочення кількості важкої техніки і робочої сили, що використовується для прокладки трубопроводів;
  • Зменшення ризику аварійних ситуацій і, як наслідок, гарантія тривалого збереження трубопроводів в робочому стані;
  • Відсутність необхідності у зовнішніх джерелах енергії при виконанні робіт у зв'язку з повною автономністю установок;
  • Відсутність необхідності виробництва робіт по водозниженню в умовах високих ґрунтових вод.

Фінансово-економічний аспект

  • Зменшення кошторисної вартості будівництва трубопроводів за рахунок скорочення термінів виробництва робіт, витрат на залучення додаткової робочої сили і важкої землерийної техніки;
  • Мінімізація витрат на енергозабезпечення бурових комплексів внаслідок економічності використовуваних агрегатів;
  • Відсутність витрат на відновлення пошкоджених ділянок автомобільних і залізничних доріг, зелених насаджень і предметів міської інфраструктури;
  • Скорочення експлуатаційних витрат на контроль і ремонт трубопроводів в процесі експлуатації.

Соціально-екологічний аспект

  • Збереження природного ландшафту і екологічного балансу в місцях проведення робіт, виключення техногенної дії на флору і фауну, розмиву берегів і донних відкладень водоймищ;
  • Мінімізація негативного впливу на умови проживання людей в зоні проведення робіт.