Технология бестраншейного строительства подземных коммуникаций

Существует множество методов бестраншейной прокладки коммуникаций: горизонтальное бурение, прокол, санация, бурошнек и.т.д. Все эти методы созданы для прокладки труб под землей, в которые затем различными способами прокладывают кабели, водо или газо-несущие трубы.

В бестраншейном строительстве подземных коммуникаций существует метод горизонтально направленного бурения (ГНБ), который занимает одно из лидирующих мест среди всех бестраншейных технологий, как по возможностям, так и по распространенности.

Эту технологию используют для прокладки газовых и водопроводных коммуникаций, канализации, для прокладки кабеля электрических сетей, сетей связи и др. инженерных коммуникаций.

Преимуществами ГНБ являются: скорость выполнения работ, меньшие финансовые и трудовые затраты, возможность прокладки в недоступных другим методам местах, экологичность, безопасность.

В основном ГНБ используют для переходов, которые по тем или иным причинам невозможно выполнить открытым способом - под природными и техногенными препятствиями, реками, болотами, дорогами, домами, и т.п.

Все больше горизонтальное бурение используют по экономическим соображениям: из-за скорости прокладки, отсутствия необходимости в благоустройстве, отсыпке, привлечении значительных ресурсов техники и рабочей силы.

Подготовительный процесс, предваряющий бурение

Для полноценной организации работы необходима бригада, как минимум из 3-х специалистов (не считая подсобных рабочих): оператор на локаторе, оператора установки ГНБ и оператора смесительных установок, смешивающего бентонитовый раствор.

Предварительная подготовка подразумевает всесторонний анализ и разведку места проведения работ. Анализ грунтов, залегания коммуникаций и других препятствий в земле, планирование и расчет траектории бурения.

До начала бурения установка доставляется на место работы транспортным средством, соответствующем ее габаритам и весу (трейлере, полуприцепе или в грузовом автомобиле). Транспортное средство должно быть оборудовано сходнями с определенным углом съезда (обычно 17-20 градусов).

Рядом с установкой в системе для подготовки специализированного бурового раствора смешивается вода, бентонит и полимеры. Пропорции бентонитового раствора для разных типов грунтов крайне важны, так как в значительной степени влияют на успех работы по прокладке трубы. Рабочая площадка должна быть обеспечена водой, (пожарный гидрант или обеспечение подвозной водой).

Также будет необходим для работы сварочный аппарат, обеспечивающий качественную сварку, чтобы обеспечить последующую протяжку труб.

Установка съезжает с трала своим ходом и устанавливается на месте работы с помощью задних стабилизаторов и системы якорения.

Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтально направленного бурения (ГНБ)

Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтально направленного бурения (ГНБ) осуществляется в три этапа:

бурение пилотной скважины;
последовательное расширение скважины;
протягивание трубопровода.

Бурение пилотной скважины

Бурение пилотной скважины осуществляется при помощи буровой головки. В передней части буровой головки со скосом устанавливается режущий инструмент. Внутри буровой головки находится зонд системы локации. За счет данного скоса и зонда осуществляется управление бурением.

Контроль местоположения буровой головки осуществляется при помощи системы локации состоящей из приемного устройства (локатора), который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика (зонда) и монитора оператора на установке, дублирующего показания локатора. Оператор с локатором следует по поверхности за буровой головкой с зондом находящимся в земле.

На мониторе локатора отображается информация о положении по часам, уклоне и глубине залегания зонда. Эта информация дублируется на дисплее оператора буровой установки.

Бурение состоит из вращения и подачи буровой колонны. За счет чередования этих функций и осуществляется движение и управление бурением.

При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется задавливаение буровых штанг с целью коррекции траектории бурения.

Данная технология позволяет довольно точно следовать заранее запланированной траектории проходки.

Буровая головка соединена с колонной штанг посредством амортизатора (гибкой штанги) снижающего нагрузки на штанги и облегчающего управление буровой колонной. Большое значение имеет гибкость самих штанг буровой колонны. Производителем указывается определенный процент изгиба на одну буровую штангу. От этого показателя зависит не только угол захода в грунт буровой колонны, и, соответственно, траектория проходки, но и управляемость установки в целом.

Буровая головка имеет форсунки - отверстия для подачи специального бурового бентонитового раствора.

Бентонитовый раствор закачивается в скважину под давлением по колонне полых штанг. Различают пять основных функций бурового раствора:

отчистка ствола скважины от выбуренной породы (шлама);
смазка и охлаждение инструмента и буровой колонны;
стабилизация грунта;
поддержание выбуренной породы во взвешенном состоянии;
эффект гидромониторинга (размытие грунта);

Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.

Расширение скважины

После завершения пилотного бурения следует этап расширения скважины.

Буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется расширитель.

Раствор продолжает поступать по колонне штанг в скважину через форсунки в расширителе.

Приложением тягового усилия с одновременным вращением расширитель протягивается по направлению к буровой установке, расширяя ствол скважины до необходимого диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протаскивания трубопровода диаметр расширенной скважины должен не менее чем на 30% превышать диаметр трубопровода.

После первого разбуривания делается повторное бурение по уже готовому стволу скважины. Диаметр протаскиваемых расширителей поступательно увеличивается.

В сложных случаях, например в обводненных песках или плывуне, используют затягивание штанг за расширителем производя их скручивание специальными ключами.

Иногда в качестве буровой головки устанавливают так называемый «огнетушитель» - сферическую болванку, позволяющую уверенно пройти по уже существующему каналу до точки выхода.

Протягивание трубопровода

На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть трубопровода. При затягивании за расширителем последовательно крепятся вертлюг, серьга, захват с трубой или несколькими трубами. Вертлюг предназначен для того, чтобы исключить передачу вращательного движения с буровой колонны к трубе.

Таким образом, буровая установка затягивает в скважину плеть трубопровода по предусмотренной проектом траектории.

3. Вместо заключения

Часто задается вопрос по расходам в горизонтальном бурении. Основными расходами на первоначальном этапе эксплуатации буровой установки станут расходы на ее амортизацию. Удельный расход бентонита обычно не составляет более 1-2% от стоимости 1-го метра работы.

Сложный процесс горизонтального направленного бурения зависит от большого количества факторов.

Первостепенное значение имеют объективные факторы: диаметр и материал протягиваемых труб, расстояние проходки, грунтовые условия.

Факторы, на которые можно влиять, имеют не меньшее значение, это: выбор установки ГНБ и отдельных комплектующих, опыт оператора и правильно запланированная траектория бурения.

Здесь клиент, бесспорно, может надеяться на комплекс услуг предоставляемых официальным дилером включающий обучение персонала, снабжение комплектующими и сервис, а, самое главное, на оборудование, которое представляет дилер.

По материалам, предоставленным представительством Ditch Witch в России