Метод горизонтально направленного бурения: преимущества и особенности

Реализация метода горизонтально направленного бурения

 

Горизонтально направленное бурение (ГНБ) позволяет протянуть коммуникационные системы под землей. При этом метод не требует вскрывать земную поверхность на протяжении всего пути прокладывания коммуникаций.

Метод горизонтально-направленного бурения позволяет прокладывать подземные коммуникации там, где невозможно рыть траншеи, к примеру, под зданием, лесом, водоёмом и так далее.

Метод горизонтального бурения незаменим там, где нужно проложить подземные коммуникации под уже возведенным строением. В этом случае традиционный траншейный метод применен быть не может.

Горизонтально направленное бурение

Помимо большей универсальности ГНБ имеет и другие преимущества перед траншейной прокладкой коммуникаций:

• возможность бурения под лесами, водоемами, оврагами, дорогами и т.д.;
• требуется меньшее количество спецтехники рабочей силы для выполнения прокладки коммуникаций;
• срок работы сокращается;
• риск возникновения аварийных ситуаций значительно снижается;
• нет необходимости восстанавливать поврежденную инфраструктуру и вскрытую земную поверхность;
• ландшафт сохраняет свой первозданный вид, работы не создают неудобств людям, которые проживают в этом районе.

Выполнение работ по ГНБ осуществляется в несколько этапов:

Схема горизонтально направленного бурения под водоёмом.

1. Подготовка. Включает в себя изучение грунтов, коммуникационных систем и прочего на участке, где планируется бурение скважины.
2. Бурение пилотной скважины. Используется специальная породоразрушающая головка.
3. Расширение пилотной скважины. Через пилотную скважину протягивается риммер, благодаря чему ее диаметр увеличивается до требуемых размеров.
4. Прокладывание трубопровода.
5. Сдача объекта. Включает в себя составление исполнительной документации, в которой положение трубопровода точно указывается.

Несмотря на свои значительные преимущества, метод горизонтального направленного бурения не может быть применен в некоторых случаях:

• монолитный грунт или грунт с большим количеством валунов;
• наличие препятствий под землей;
• переходы на глубине до 1,5 м;
• короткие переходы.

Если ни одного из этих ограничений нет, то ГНБ может быть выполнено на данном участке.

Поэтапное выполнение

Для начала работ по бурению скважины по данному методу необходимо получить разрешение на нее.

Кроме того, нужно точно узнать расположение уже проложенных коммуникаций на рабочем участке. Расположение имеющихся коммуникаций обозначается специальными знаками. Эти знаки не удаляются, пока все работы не будут завершены. Также опознавательные знаки устанавливаются в местах прокладки будущей трассы.

Подготовительные работы

Схема соединения буровых элементов.

Нужно подготовить площадку для расположения бурового комплекса. Для этого расчищается и выравнивается поверхность участка размером 10х15 м. В некоторых случаях требуется также дополнительная подготовка подъездных путей для оборудования.

Для предотвращения проникновения посторонних лиц на рабочую площадку она должна быть ограждена сигнальной лентой на высоте 80 см от земли. Площадка под оборудование готовится в точке входа будущей скважины. После установки буровой комплекс приводится в рабочее положение. Буровые каретки продольными осями совмещаются со створом скважины. Опорную плиту нужно заякорить при помощи штатных шнеков. Далее регулируется угол входа бура в землю, чтобы добиться требуемого положения. Для этого регулируется стрела.

В работе будет использоваться специальный бентонитовый раствор. Установка для его приготовления должна располагаться сбоку от бурильной установки, расстояние между ними должно быть 10 м. Рядом с установкой для раствора размещается запас бентонита. Этот раствор должен непрерывно подаваться в скважину, чтобы снизить трение бурильной головки о грунт. Кроме снижения трения раствор также позволяет укрепить стенки проложенной скважины и вынести на поверхность земли удаляемый грунт.

Схема бурения пилотной скважины.

В точках входа и выхода скважины необходимо создать специальные приямки на тот случай, если в скважине образуется излишек раствора. Бентонит попадет в эти приямки и будет утилизирован, когда работы закончатся. Бентонит – это белая глина тонкого пола. Раствор на основе бентонита обладает особыми свойствами. Он нетоксичен и экологически чист.

Для организации работы необходимо обеспечить постоянную радиосвязь между руководителем работ и операторами системы позиционирования и бурильной установки.

Пилотная скважина

Когда все приготовления завершены, можно переходить к бурению скважины по горизонтально направленному методу. Для этого установка располагается в точке входа скважины. С ее помощью прокладывается пилотная скважина с диаметром около 10 см. При ее бурении движение бура должно постоянно контролироваться локальной системой позиционирования. Это позволяет определять местонахождение головки бура и следить, чтобы он двигался в необходимом направлении и на требуемой глубине.

Первоначально бурильная головка располагается под углом от 10 до 20° по отношению к горизонту. Угол бурения постепенно уменьшается по мере погружения бурильной головки на требуемую глубину. Когда достигается заданная глубина прокладки трубопровода, бурение выполняется в горизонтальном направлении.

Схема расширения пилотной скважины.

В течение всего процесса бурения по этому методу можно корректировать направление бурильной головки. Траектория прокладки скважины корректируется в том случае, если она отклоняется от заданной. Определить это можно при помощи системы позиционирования.

Место нахождения бура проверяется с помощью этой системы через каждые 3 м. С определенного места бур начинает продвигаться не только вперед, но и вверх. К точке выхода на поверхность бурильная головка должна располагаться под определенным заранее рассчитанным углом по отношению к горизонту.

Расширение

Когда пилотная скважина по желаемой траектории проложена, переходят к ее расширению. Риммер (расширитель обратного действия) устанавливается на место бурильной головки. Он протягивается из точки выхода скважины на поверхность к точке ее входа.

Расширить скважину до необходимого диаметра можно в 1 или несколько раз. Это зависит от желаемого размера. Если требуется получить широкую скважину, то через нее может быть протянуто несколько риммеров различного размера: каждый последующий больше предыдущего.

Прокладывание трубопровода

Схема протягивания трубопровода.

Вместе с риммером (если использовалось несколько, то с последним) в скважине протягивается цепь труб.

При этом они крепятся непосредственно к риммеру при помощи специальных скоб и вертлюг. Предварительно по скважине протягивается проводник, который будет использован в дальнейшем для прокладки проводов в трубопровод.

Когда трубопровод проложен, направленное бурение считается завершенным. После этого остается произвести эвакуацию техники с рабочей площадки. Это выполняется в порядке, обратном ее установке. Для этого используются те же пути, что и при размещении техники на площадке.

Такой способ в значительной степени отличается от традиционного рытья траншей.

http://youtu.be/9tGO1afd_O8

Метод ГНБ идеально подходит тем, кто хочет сэкономить время и средства на прокладке подземных коммуникаций.