Пересечение подземных коммуникаций методом горизонтального направленного бурения

Строительство подземных коммуникаций по технологии ГНБ осуществляется в три этапа: бурение пилотной скважины, последовательное расширение скважины и протягивание трубопровода.

Принцип работы ГНБ. Перед началом бурения, готовится вводно-бентонитная суспензия (буровая жидкость) с внесением в нее полимера. Относительное количество полимера, бентонита и расход суспензии определяются составом грунта. Примерный состав суспензии: для глинистых и мягких грунтов используется суспензия, в состав которой входит 1900 л воды, 25 кг бентонита и 1 литр полимера; для глинисто-песчаных грунтов используется суспензия, в состав которой входит 1900 л воды, 50 кг бентонита и 1,5 литра полимера. Расход суспензии на 100 м бурения, расширения отверстия до 100 мм и укладке трубы будет не более 1900 литров. Стоимость расходных материалов не превышает 5% стоимости бурильных работ.

Установка ГНБ закрепляется на исходной точке вертикальными стойками-упорами (анкерами) и бурильная лопатка с преобразователем, прикрепленная к первой штанге, вращательно-поступательным движением вводится в грунт под углом примерно 130.

На рис. 17 показан общий вид установки горизонтального направленного бурения «Robbins HDD», модель 1510TMSC.

В зону бурения под большим давлением, по внутреннему каналу буровой штанги и специальным отверстиям в бурильной лопатке (соплам), подается буровая жидкость, разжижающая грунт, формирующая в нем скважину. Буровая жидкость одновременно является смазкой между грунтом, буровыми штангами и коммуникационным средством при последующем его затягивании в скважину.

По мере вхождения бурильной лопатки в грунт, штанги автоматически подаются из кассеты и соединяются между собой при помощи конической резьбы. Оператор установки ГНБ при помощи рычагов управления может изменять вталкивающее усилие и частоту вращения бурильной лопатки. Важным условием долговечности работы буровых штанг является смазка из резьбы специальными смазочными материалами при свинчивании штанг в плеть. Форма бурильной лопатки позволяет изменять «угол атаки» при бурении, т.е. производить «руление» бурильной лопатки. При этом останавливается вращение лопатки в определенном положении, отслеживаемом на локаторе и производится только ее вдавливание. В зависимости от того, как расположена лопатка в данный момент времени, она может изменять направление движения под землей. За счет упругой деформации штанг на 90-метровом участке бурения возможно изменение направления бурения на 900.

Оператор локационной системы во время процесса бурения постоянно отслеживает положение бурильной лопатки по трем координатам: пройденному расстоянию, глубине залегания бурильной лопатки и «углу атаки». Кроме того, эти данные оперативно передаются на информационный пульт оператора установки ГНБ, с которым оператор локационной системы также поддерживает радиосвязь. Это позволяет вводить плеть буровых штанг в грунт и выводить ее из грунта в расчетном месте с высокой точностью позиционирования. Возникшие под землей по маршруту бурения препятствия (крупные камни, металлические предметы и т.п.), можно обойти изменяя «угол атаки» бурильной лопатки. Для этого, необходимо вытащить плеть на одну - две штанги, выставить бурильную лопатку под определенным углом и вновь произвести вдавливание плети. За счет изменения «угла атаки» бурильная лопатка с плетью штанг изменит направление движения и обойдет препятствие. Для обхода крупногабаритных препятствий вышеуказанную операцию, при необходимости, проводят в несколько проходов. Если обойти препятствие вышеуказанным способом не представляется возможным, вместо бурильной лопатки используют шарошечный бур, которым в препятствии высверливается отверстие. После выхода плети штанг на поверхность земли, бурильная лопатка заменяется расширителем (риммером), который предназначен для расширения отверстия в грунте при обратном ходе плети - втягивании. При этом, буровая жидкость формирует скважину и наличие в вводно-бентонитовой смеси полимера, позволяет ей сохранять форму после прохождения риммера.

Планирование и расчет траектории бурения. Траектория бурения должна быть спланирована и рассчитана до начала проведения работ. Основные моменты планирования включают в себя определение длины и глубины пути, учет подземных препятствий, получение информации о существующих подземных структурах (наличие карт подземных коммуникаций), получение разрешений на проведение работ, уведомление служб единого вызова, аварийных служб и служб дорожного движения, инспектирование места работы, определение источников риска.

Другие стьтьи в тему

Разработка системы подводного гидроакустического позиционирования нефтедобывающего комплекса
В последние годы большим спросом стали пользоваться подводные работы с использованием систем подводного гидроакустического позиционирования (ГСП). Данные системы широко применяются при поиске углеводородов, находящихся на морском дне, укладке подводных трубопроводов, обследовании под ...

Разработка измерительного преобразователя
Современная экономика характеризуется широкой интеграцией передовых технологий, в том числе и в области промышленной электроники. Мировая тенденция - тесное сотрудничество разработчиков элементной базы, электронных систем и аппаратуры, т. е. объединение научно-технических потенциал ...