Горизонтальнебуріння технологія виконання

Горизонтально спрямоване буріння (ГНБ) - це спосіб прокладання труб, а також кабелів без копання траншей, що виконується, як правило, під автомобільними та залізницями. Для реалізації такого методу використовується спеціальна техніка, до якої можна зарахувати бурові установки спрямованого буріння. За допомогою таких установок робота провадиться на 90% під землею.

Метод горизонтального буріння – це сучасний спосіб прокладання трубопроводів різного призначення

Призначення та основні переваги методу ДНБ

Метод горизонтально спрямованого буріння сьогодні вважається дуже затребуваним. Насамперед це пов'язано з тим, що використання такого методу дозволяє знизити фінансові витрати на прокладання трубопроводу в 2,5–3 рази.

Розглянемо основні завдання, які виконуються за допомогою цього способу:

прокладання труб, які виконуватимуть функцію захисного футляра (кожуха) для різних силових кабелів;
технологія ГНБ дозволяє провести бестраншейний монтаж трубопроводів, що транспортують питну воду чи стоки.

Важливо! Прокол під залізницею або автополотном - це єдиний варіант монтажу комунікації без копання традиційної траншеї.

ГНБ прокол під дорогою або іншою інженерною спорудою дозволяє зберегти природний ландшафт, що також є важливою перевагою. Розглянемо інші переваги ДНБ:

крім фінансових витрат, знижуються і трудовитрати, оскільки основну роботу виконує спеціальна техніка;
за допомогою ГНБ проколу можна прокласти трубопровід або кабельний канал не лише під транспортними шляхами, а й під водоймами.
длятакої роботи не потрібна велика кількість людей. Як правило, досить невелика бригада, що складається з 3-5 осіб.

Для виконання таких робіт не потрібно багато місця, а навколишній ландшафт не буде зіпсований

Буріння горизонтальних свердловин по праву можна вважати унікальним способом, технологія якого виключає заподіяння шкоди навколишньому середовищу та знижує трудовитрати, а також грошові витрати.

Необхідне обладнання

Всю техніку, яка експлуатується для буріння методом ДНБ, поділяється на декілька основних різновидів:

машина для горизонтально спрямованого буріння ГНБ;
локаційна система для буріння;
другорядні комплектуючі (скоби, фіксатори тощо).

Локаційна система для буріння горизонтальних свердловин необхідна організації контролю над буром. Це дуже важливо, оскільки буря під час роботи знаходиться в грунті, тобто, за межами видимої зони.Така система оберігає бур від зіткнення з різними перешкодами, які можуть пошкодити бурове устаткування.

Геолокаційна система контролю робочого процесу оснащується міні-зондом, який необхідний відстеження геолокаційних показників під час буріння. Міні-зонд встановлюється на голівку бура та на апарат. Дані, що передаються зондом, надходять до оператора, який вносить корекцію в робочий процес.

Варто зазначити, що обладнання для ГНБ є досить дорогим та відноситься до професійної техніки. Установка горизонтального буріння (УГБ) може мати різну конфігурацію, проте всі такі машини складаються з наступних конструктивних елементів:

Обладнання для ДНБ є професійним та має високу вартість

Функціональна частина УГНБ складається з трьох основних складових:

буровий елемент;
шланг, що подає воду на буровий елемент (це необхідно для охолодження бура);
панель управління.

Усі УДНБ класифікуються за одним головним показником — граничним зусиллям протяжки. До інших характеристик цих машин можна віднести:

показники перерізу каналу, що може виконати така машина;
максимальна довжина каналу;
показник витрати бетоніту (л/хв);
Використання методу горизонтального буріння враховує також максимально можливий радіус вигину бурових штанг.Цей показник вважається дуже важливим, тому що впливає на рухливість бурової установки та на її можливість обходу різних перешкод.

До другорядного обладнання відносять такі пристрої:

фіксаторні елементи;
перехідники;
розширювачі;
насосне обладнання;
генератори, що функціонують від електрики;
пристрої для висвітлення.

Установка горизонтального буріння має бути підібрана правильно, відповідно до всіх перерахованих вище факторів.

Підготовчі роботи перед ДНБ

Горизонтальне буріння має на увазі прокол, який здійснюється професійним обладнанням. Однак перед тим як розпочати буріння під дорогою, необхідно виконати підготовчі роботи.

Буріння горизонтальним способом вимагає проведення підготовчих робіт

Насамперед потрібно підготувати рівний майданчик для бурової установки. Для цього необхідно розрівняти майданчик, який повинен мати зразковий розмір 10х15 м. Крім цього, в деяких конкретних ситуаціях не обійтися без підготовкиоб'їзного шляху для бурового комплексу

Важливо! Підготовлений майданчик в обов'язковому порядку повинен бути огороджений запобіжною стрічкою. Це необхідно для того, щоб унеможливити проникнення сторонніх людей на територію. Така стрічка встановлюється на висоті приблизно 80 см над землею.

Майданчик під бурильну техніку готується там, де прокладатиметься свердловина. Після підготовки майданчика необхідно провести встановлення бурильного обладнання та розташувати його у потрібному положенні для здійснення проколу.

Крім того, варто заякорити опорну плиту для обладнання. Цей захід проводиться за допомогою шнеків. Далі необхідно відрегулювати кут входу бура в грунт.

Прокол методом горизонтально спрямованого буріння ГНБ провадиться з урахуванням техніки безпеки, а також усіх необхідних будівельних норм. У процесі буріння застосовують спеціальний бентонітовий розчин. Апарат, який готує цей розчин, повинен бути збоку від установки горизонтально спрямованого буріння.Дистанція між УГНБ та установкою для підготовки бентоніту повинна становити не менше 10 м. Бентонітовий розчин виконує такі функції:

зміцнення стінок свердловини каналу;
а також цей розчин сприяє видаленню ґрунту з каналу.

У місцях входу та виходу каналу рекомендується облаштування спеціальних приямків, у які утилізуватиметься зайвий розчин. Крім цього, необхідно налагодити постійний радіозв'язок між керівником бурильного процесу та операторами техніки.

Розглянемо, що ще необхідно виконати у процесі підготовки до горизонтального буріння ГНБ:

визначити місця, де проходять підземні комунікації, щоб не зачепити їх прибуріння;
вивчити склад ґрунту та його особливості. Це необхідно для вибору раціональної траси буріння.

У місці проколу має бути невелике заглиблення, заповнене бетонітовим розчином

Виконання пілотної свердловини

Після того, як усі підготовчі роботи будуть зроблені, можна приступити безпосередньо до прокладання труб методом горизонтального спрямованого буріння. Для цього бурова установка знаходиться в необхідному місці. Далі потрібно виконати перевірку (пілотну свердловину). Показники перерізу такої свердловини мають бути приблизно 100 мм.

При організації пілотної свердловини під залізничними коліями або дорогою рух бурового елемента повинен регулюватися системою геолокації. Без такої системи чи у разі її несправності заборонено виконувати бестраншейні роботи.

Початкова позиція голівки бура, як правило, становить 10-20 ° по відношенню до горизонту. Цей кут повинен постійно зменшуватись залежно від глибини занурення. Після того, як буде досягнута потрібна глибина для прокладання трубопроводу методом ГНБ, проводиться буріння в горизонтальній площині. Під час буріння дозволяється вносити корективи у рух бурильного наконечника. Коригування руху бура здійснюється в тому випадку, якщо він відхиляється від заданої траєкторії. Визначення відхилення потрібної траєкторії виконується за допомогою системи позиціонування.

Метод проколу має на увазі перевірку положення бура за допомогою геолокаційної системи через кожні 3 м. Після проходу певної точки голівка бура починає просуватися вгору, що дозволяє досягти точки виходу. Вихід із ґрунту (як і вхід) має бути заздалегідь розрахований і виконуватися під строго певним кутом.

Пілотнусвердловину необхідно розширити, це робиться за допомогою спеціального пристрою - риммера

Розширення

На наступному етапі прокладання труб під дорогою необхідно здійснити розширення пілотного каналу. Для цього проводиться демонтаж бурильної головки, а на її місце встановлюють спеціальний пристрій – рімер. Риммер - це конструктивний елемент, який використовується під час прокладання труб методом ГНБ, який виконує функцію розширення пілотного каналу. Варто зазначити, що рімер є розширювачем зворотної дії (він простягається від виходу каналу до його входу).

З урахуванням технології буріння ГНБ, щоб досягти необхідних показників діаметра, розширення виконується від одного до кількох разів.Кількість розширень залежить від того, яким діаметром повинна володіти майбутня свердловина.

Горизонтальне буріння може виконуватися і у важких умовах (поганий ґрунт, велика кількість перешкод на шляху бура тощо). У такому разі роботи з розширення свердловини виконуються до того, як у канал буде прокладено необхідні комунікації. Крім цього, слід зазначити, що всі роботи повинні виконуватися з використанням рідини, що охолоджує. Це з тим, що геолокаційна апаратура дуже чутливої до підвищених температур. Прокол дороги — серйозний захід, який має бути продуманий від початку до кінця.

Існує ще один важливий фактор, який варто передбачати – обсипання ґрунту. Прокол під дорогою методом ГНБ повинен також враховувати те, що перед початком протягування пластикових або металевих труб у свердловину необхідно з'єднати. Конструкція має бути надійно з'єднана, інакше можуть виникнути проблеми. Далі при вимкненому бурильному устаткуванні виконується стикування кільцевого розширювача зі штангами. Потім черезвертлюг, що обертається, стикують необхідну комунікацію. Для стикування потрібно спеціальний перехідний елемент або інший можливий пристрій.

Корисна інформація! Метод ГНБ враховує підбір розширювальної деталі за таким розрахунком: канал повинен бути на 25% більше трубопроводу, що протягується. Якщо комунікація прокладається з теплоізоляцією, то канал має бути більше на 50%.

Готовий канал повинен бути ширшим за трубу приблизно на чверть

Якщо показники тиску всередині каналу великі, тоді бентонітовий розчин рівномірно заповнює простір між зовнішньою стінкою труби і внутрішньою стінкою свердловини. Після того як бентонітовий розчин затвердіє, виключається просідання грунту.

Прокладання трубопроводу

Прокол під залізницею чи автомобільним полотном виконується насамперед. Далі проводиться розширення свердловини до потрібного діаметра. На третьому етапі виконують методом ГНБ прокладку труб.

Це робиться досить просто: трубопровід затягується разом з останнім розширювальним римером. Кріплення комунікації до розширювача здійснюється за допомогою спеціальних сполучних скоб або вертлюг.

Попередньо виконується протягування провідника через готовий канал. Це необхідно при організації кабельної проводки у комунікації. У такому випадку трубопровідна конструкція служитиме захисним кожухом, що оберігає проводку в ґрунті від пошкодження.

Така технологія дозволяє швидко, надійно та економно протягнути трубопровід через ґрунт без організації траншей, які, як правило, виконуються вручну. Після прокладання трубопроводу ГНБ вважатимуться завершеним. Наприкінці необхідно евакуювати бурильне та інше обладнання з робочого майданчика.