Буровое оборудование управляется оператором, легко маневрирует и работает на дизельном топливе.
Когда использовать метод прокола и когда использовать метод бурения?
Чтобы сохранить целостность ландшафта асфальтовых и железнодорожных дорог, зданий и мостов, при прокладке трубопроводов используется бестраншейный метод. Этот метод является самым коротким по времени и требует наименьшего количества техники, финансов и рабочей силы. Наиболее экономически эффективными методами выполнения закрытой прокладки трубопроводов являются бурение и горизонтально-направленное бурение.
Описание горизонтально-направленного бурения (ГНБ)
Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) предполагает бурение отверстия и последующее увеличение его ширины. Горизонтально-направленное бурение осуществляется с помощью буровой установки с рабочей головкой. К ней присоединена гибкая штанга, которая позволяет менять направление, чтобы механизм не сталкивался с препятствиями в грунте.
Если необходимо увеличить ширину отверстия, вместо сверла устанавливается расширитель. Процесс горизонтально-направленного бурения завершается протаскиванием трубы. После закрепления трубной сети на предусмотренной для этого штанге труба протягивается через пробуренное отверстие установкой ГНБ.
Горизонтальное направленное бурение
Технология ГНБ используется для бестраншейной прокладки коммуникаций. Это особенно важно в городах с плотной застройкой. Она успешно применяется для прокладки коммуникаций под реками, озерами, автомагистралями и железными дорогами.
Для бурения используются самоходные машины ГНБ. Они классифицируются по длине тяги. Рабочее усилие измеряется в тоннах. Состоит из шасси (гусеничного или колесного), жесткой рамы, кузова, буровой установки, аккумулятора, приборной панели, устройства подачи штанг, тележки.
Этапы работы
Метод ГНБ состоит из пяти этапов: подготовительные работы, пробное бурение, расширение скважины, извлечение инструмента, завершение работ.
- Подготовительные работы. Включают в себя анализ условий окружающей среды, изучение карт геологического строения района работ и получение разрешений.
- Пробное бурение. Ключевой этап, от которого зависит успех всего проекта. Буровая головка, закрепленная на гибкой штанге, опускается в грунт. Оператор обходит любые препятствия в виде внешних сооружений, плотных пород (при необходимости). Буровая скважина постоянно заполняется буровым раствором. Это минимизирует трение, предотвращая перегрев рабочей головки. Установка направляется под землей с помощью локатора.
- Расширение скважины. После пробного бурения рабочая головка снимается и заменяется расширителем. Это специальная насадка для увеличения диаметра скважины. Ее диаметр на 100 мм больше диаметра трубы.
- Протягиваются коммуникации. Это делается с противоположной стороны буровой установки. Необходимые инструменты присоединяются к штанге с помощью вертлюга. При этом не передается крутящий момент от буровой установки. Затем труба втягивается в отверстие.
- Завершение работы. Полость между трубой и стенками скважины заполняется цементным раствором. Он закачивается с помощью специальной машины под давлением. Затем проектная документация передается заказчику вместе с актом приемки.
Направленное бурение
Эффективный метод, широко используемый при геологических изысканиях, добыче полезных ископаемых и прокладке коммуникаций под руслами рек. ГНБ предполагает отклонение от горизонта, но сохранение первоначального направления бурения. Это позволяет "следовать за пластом", бурить под тем же углом, что и основной слой исследуемого полезного ископаемого.
Помимо геологии, преимущества направленного бурения используются и для прокладки подземных ходов. В США, например, за последние три десятилетия было построено более 2 500 000.
ГНБ успешно зарекомендовал себя при строительстве туннелей под ленточными реками. Его не рекомендуется использовать в поймах рек с многореберными грунтами.
Метод направленного бурения сопряжен со значительными финансовыми затратами. Оборудование является сложным и дорогостоящим. Условия работы в дикой природе непредсказуемы. Он неэффективен для переходов в валунных и илистых грунтах, а также в карстовой местности.
Бурение свай в наклонно-направленных скважинах
Экономичный метод. Оголовки скважин располагаются на небольшой площади и разводятся радиально под разными углами. Это позволяет снизить затраты на строительство и монтаж, а также эксплуатационные расходы. Одна установка поддерживает максимальное количество скважин. Этот метод целесообразно использовать на болотистых и скалистых почвах, а также в труднопроходимой лесной местности.
Расстояние между соседними шпурами выбирается в зависимости от технических параметров ремонтного оборудования, но не менее 3 000 мм. Бурение осуществляется с помощью одной или нескольких буровых установок. Они перемещаются от одной скважины к другой. Вспомогательные здания и вспомогательное оборудование остаются на площадке. Куст содержит от 2 до нескольких десятков скважин.
Многосторонний метод бурения
Разновидность кустового метода, при котором несколько скважин отходят от одного устья. Основной ствол заканчивается несколькими горизонтальными или гофрированными ответвлениями. Используется в определенных геологических условиях:
ГНБ и ГНБ: в чем разница?
Итак, давайте рассмотрим разницу между ГНБ и ГНВП. Прежде всего, дадим определение термину ГНБ. Эта аббревиатура расшифровывается как направленное бурение. Этот метод бурения скважин в основном используется для добычи полезных ископаемых, таких как нефть и газ, или для геологических раскопок.
Линии связи обычно бурятся таким образом под руслами рек. Суть направленного бурения заключается в том, что само бурение предполагает отклонение от горизонта. Первоначальное направление остается неизменным и позволяет бурить под тем же углом, так сказать, следуя за пластом.
Кстати, направленное бурение широко используется при создании подземных переходов для людей или метрополитена. Поскольку направленное бурение разрешено под рекой, страны Европы и США уже давно используют этот метод.
В чем разница между бурением и ГНБ?
Даже опытные мастера иногда не могут определить разницу между бурением и ГНБ. Хотя на первый взгляд все довольно просто и понятно. Само слово "бурение" означает, что буровая штанга вбивается в землю один раз. Грубо говоря, это одна процедура. Иное дело ГНБ, которое включает в себя целый комплекс процедур.
Прежде всего, необходимо обеспечить место для бурильной машины, примерно 10*15 м. Затем завозится все необходимое оборудование, включая уже приобретенные инженерные коммуникации. Если планируется построить систему отвода дождевой воды, это означает, что необходимы также водосточные трубы и материалы для отделки резервуара.
Процесс бурения начинается с бурения пилотного отверстия. Для этого вводится буровая штанга с буровой головкой, которые в симбиозе называются навигационным оборудованием. Затем отверстие рассверливается с помощью цилиндрической развертки. Эта процедура необходима для прокладки коммуникаций большого диаметра, таких как трубы.
Наконец, горизонтальное бурение завершается протягиванием самого коммуникационного оборудования. Понятно, что если коммуникационные материалы представляют собой тонкие кабели, то расширение скважины будет гораздо меньше.
Горизонтальное направленное бурение в настоящее время находится на пьедестале в различных областях применения. Технология бурения постоянно обновляется, а методы совершенствуются, чтобы сократить время работы и процент повреждения почвы и сооружений.
- Услуги
- Горизонтально-направленное бурение (ГНБ)
- Устранение инцидентов
- Выемка грунта
- Установка фундамента
- Работы по водоснабжению
- Строительство канализации
ГНБ бурение имеет множество преимуществ:
- Работа может быть выполнена за 1 день и требует максимум 3-5 человек.
- Возможно бурение скважины под препятствиями, которые трудно обойти (например, под автомагистралью).
- Благоустройство двора – тротуар, клумбы и т.д. – не затрагивается.
- Также можно прокладывать коммуникации в местах, где надземные работы запрещены или невозможны.
Таким образом, технология горизонтального бурения является наиболее экономичным решением с точки зрения времени и затрат.
Набор инструментов для ГНБ
Для бурения диагональных или горизонтальных скважин требуется следующее оборудование
- буровая установка
- локационное устройство
- вспомогательные инструменты, такие как штанги, вертлюги, адаптеры, опоры и т.д.
Давайте теперь подробнее рассмотрим каждый из этих инструментов, чтобы выяснить, какую роль они играют в технологии бурения ГНБ.
Буровая установка – существуют как тяжелые промышленные машины для горизонтально-направленного бурения, так и небольшие мини-буровые установки, которые можно использовать при строительстве частного дома. Все они работают на дизельном топливе и состоят из кузова, источника воды для бурения, шасси и пульта управления.
Основными характеристиками данного оборудования являются
- Максимальное тяговое усилие (указывается в тоннах);
- Диаметр и конечная длина проходки (зависит от параметров буровой установки);
- Средний расход бетона (сколько литров в минуту);
- Угол поворота буровой штанги (определяет угол, под которым может быть просверлено наклонное отверстие).
Первые два упомянутых параметра являются наиболее важными и должны рассматриваться в первую очередь при выборе машины.
Горизонтальное шнековое бурение
Технология горизонтального шнекового бурения (ГШБ) позволяет прокладывать трубопроводы диаметром 400-2000 мм на расстояние до 150 м, причем точные параметры зависят от категории грунта. В отличие от ГНБ, работы можно проводить на небольшой глубине, так как отсутствует риск проседания грунта или проникновения бурового раствора.
Для ГНБ подходит только твердая, стабильная почва, которая не разрушается при проходке. В глинистых почвах могут возникнуть проблемы из-за налипания на шнек. По сравнению с ГНБ или микротоннелированием, это менее дорогостоящая технология.
Метод ГНБ предполагает проталкивание обсадной трубы с помощью домкрата одновременно с бурением в грунт. Затем обсадная труба выполняет функцию защитного кожуха.
Этапы процесса укладки труб:
- Домкратная станция опускается в траншею. Первая секция трубопровода помещается между домкратной станцией и стенкой траншеи. Внутри секции находится шнек с буровой головкой на конце.
- Бур начинает выемку грунта, который удаляется вращающимся шнеком. В то же время обсадная труба продвигается вперед с помощью домкрата.
- Как только труба проталкивается в отверстие, вводится другая секция со шнеком. Сам шнек соединяется со шнековой трубой, и трубы свариваются вместе. Затем повторяется операция 2.
- После того как обсадные трубы будут введены в приемную шахту, шнеки удаляются. Коммуникационные трубопроводы или кабельные линии затягиваются в защитный кожух.
Основными недостатками ГНБ по сравнению с направленным бурением являются небольшое расстояние прокладки, невозможность обойти препятствия и возможное прилипание грунта к буровому инструменту.
Направленное бурение
Направленное бурение (ННБ) имеет мало общего с прокладкой коммуникаций. Этот термин пришел из нефтегазовой промышленности, где управляемое направленное бурение имеет долгую и успешную историю разработки месторождений.
В 1971 году американский энтузиаст строительного дела Мартин Черрингтон объединил две технологии – направленное бурение в нефтегазовой промышленности и горизонтальное бурение в строительной отрасли. К тому времени бестраншейная технология уже использовалась в строительной отрасли, но имела ограниченное применение. Развитие сдерживалось отсутствием рулевого управления и возможности преодолевать большие расстояния.
Компания Cherrington получила контракт от местного коммунального предприятия на прокладку газопровода под рекой Паджеро недалеко от Сан-Франциско. Сложные геотехнические условия делали традиционные методы слишком дорогими. После некоторых раздумий он решил бурить под каналом по кривой траектории.
Локационное оборудование еще не было установлено, но, тем не менее, это был успех. Бурение велось под переменным углом, и, оказавшись под рекой, скважина вышла на поверхность. Риск был оправдан. Таким образом, компания Cherrington стала пионером нового метода прокладки трубопроводов – горизонтально-направленного бурения.
При ГНБ трасса не всегда идеально горизонтальна. Если бурение ведется из земли, а не из котлована, то в начале трассы имеется уклон, который постепенно становится горизонтальным. При прохождении под природными или искусственными объектами также необходимо изгибать профиль.
Помимо ГНБ, ГНБ также используется для прокладки трассы по прямой линии, но с уклоном. В этом случае речь обычно идет о трубопроводах с самотеком. Поэтому, когда люди говорят о ГНБ применительно к прокладке коммуникаций, они имеют в виду одну из двух упомянутых технологий.