Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтально направленного бурения
Бестраншейные технологии бурения, используемые для строительства подземных коммуникаций, включают в себя 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 за местоположением 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 преднозначин 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.
