Горизонтально направлене буріння (ГНБ) — це спосіб прокладки труб, а також кабелів без риття траншей, що виконується, як правило, під автомобільними і залізницями. Для реалізації такого методу використовується спеціальна техніка, до якої можна віднести бурові установки спрямованого буріння. За допомогою таких установок робота проводиться на 90% під землею.
Метод горизонтального буріння — це сучасний спосіб прокладки трубопроводів різного призначення
Призначення і основні переваги методу ГНБ
Метод горизонтально направленого буріння на сьогоднішній день вважається дуже затребуваним. В першу чергу — це пов’язано з тим, що використання такого методу дозволяє знизити фінансові витрати з прокладання трубопроводу в 2,5-3 рази.
Розглянемо основні завдання, які виконуються за допомогою цього способу:
- прокладка труб, які будуть виконувати функцію захисного футляра (кожуха) для різних силових кабелів;
- технологія ГНБ дозволяє провести безтраншейний монтаж трубопроводів, які транспортують питну воду або стоки.
Важливо! Прокол під залізницею або автополотна — це єдиний варіант монтажу комунікації без риття традиційної траншеї.
ГНБ прокол під дорогою або іншим інженерною спорудою дозволяє зберегти природний ландшафт, що також є важливою перевагою. Розглянемо інші переваги ГНБ:
- крім фінансових витрат, знижуються і трудовитрати, так як основну роботу виконує спеціальна техніка;
- за допомогою ГНБ проколу можна прокласти трубопровід або кабельний канал не тільки під транспортними шляхами, але і під водоймами.
- для такої роботи не потрібно великої кількості осіб. Як правило, досить невеликий бригади, що складається з 3-5 чоловік.
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 нанесення шкоди навколишньому середовищу і знижує трудовитрати, а також грошові витрати.
Необхідне обладнання
Всю техніку, яка експлуатується для буріння методом ГНБ, підрозділяється на кілька основних різновидів:
- машина для горизонтально направленого буріння ГНБ;
- локаційна система для буріння;
- другорядні комплектуючі (скоби, фіксатори і т. д.).
Локаційна система для буріння горизонтальних свердловин необхідна для організації контролю над буром. Це дуже важливо, так як бур під час роботи знаходиться в грунті, тобто, за межами видимої зони. Така система оберігає бур від зіткнення з різними перешкодами, які можуть пошкодити бурове обладнання.
Геолокаційні система для контролю робочого процесу оснащується міні-зондом, який необхідний для відстеження геолокаційні показників під час буріння. Міні-зонд встановлюється на головку бура і на апарат. Дані, що передаються зондом, надходять оператору, який вносить корекцію в робочий процес.
Варто зазначити, що обладнання для ГНБ є досить дорогим і відноситься до професійної техніки. Установка для горизонтального буріння (УГБ) може мати різну конфігурацію, однак, все такі машини складаються з наступних конструктивних елементів:
- кузов;
- двигун;
- ходова частина.
Устаткування для ГНБ є професійним і має високу вартість
Функціональна частина УГНБ складається з трьох основних складових:
- бурової елемент;
- шланг, який подає воду на буровій елемент (це необхідно для охолодження бура);
- панель управління.
Все УГНБ класифікуються за одним головному показнику — граничному зусиллю протягання. До інших характеристик цих машин можна віднести:
- показники перетину каналу, який може виконати така машина;
- максимальна довжина каналу;
- показник витрати бетоніта (л / хв);
- використання методу горизонтального буріння враховує також максимально можливий радіус вигину бурових штанг. Цей показник вважається дуже важливим, так як впливає на рухливість бурової установки і на її можливість обходу різних перешкод.
До другорядного обладнання відносять такі пристрої:
- фіксаторні елементи;
- перехідники;
- розширювачі;
- насосне обладнання;
- генератори, що функціонують від електрики;
- пристрою для освітлення.
Установка для горизонтального буріння повинна бути підібрана правильно, у відповідності з усіма факторами, перерахованими вище.
Підготовчі роботи перед ГНБ
Горизонтальне буріння має на увазі прокол, який здійснюється професійним обладнанням. Однак перед тим як приступити до буріння під дорогою, необхідно виконати підготовчі роботи.
Буріння горизонтальним способом вимагає проведення підготовчих робіт
В першу чергу потрібно підготувати рівну площадку для бурової установки. Для цього необхідно розрівняти майданчик, яка повинна мати приблизний розмір 10х15 м. Крім цього, в деяких конкретних ситуаціях не обійтися без підготовки об’їзного шляху для бурового комплексу.
Важливо! Підготовлена ??майданчик в обов’язковому порядку повинна бути огороджена попереджає стрічкою. Це необхідно для того, щоб виключити проникнення сторонніх людей на територію. Така стрічка встановлюється на висоті приблизно 80 см над землею.
Майданчик під бурильну техніку готується в тому місці, де буде прокладатися свердловина. Після підготовки майданчика необхідно провести установку бурильного обладнання і розташувати його в потрібному положенні для здійснення проколу.
Крім цього, варто заякорити опорну плиту для обладнання. Цей захід проводиться за допомогою шнеків. Далі, необхідно відрегулювати кут входу бура в грунт.
Прокол методом горизонтально направленого буріння ГНБ проводиться з урахуванням техніки безпеки, а також всіх необхідних будівельних норм. В процесі буріння застосовується спеціальний бентонітовий розчин. Апарат, який готує цей розчин, повинен перебувати збоку від установки горизонтально направленого буріння. Дистанція між УГНБ і установкою для підготовки бентоніту повинна становити не менше 10 м. Бентонітовий розчин виконує наступні функції:
- зміцнення стінок свердловини каналу;
- а також цей розчин сприяє видаленню ґрунту з каналу.
У місцях входу і виходу каналу рекомендується облаштування спеціальних приямків, в які буде утилізуватися зайвий розчин. Крім цього, необхідно налагодити постійний радіозв’язок між керівником бурильного процесу і операторами техніки.
Розглянемо, що ще необхідно виконати в процесі підготовки до горизонтального буріння ГНБ:
- визначити місця, де проходять підземні комунікації, щоб не зачепити їх при бурінні;
- вивчити склад грунту і його особливості. Це потрібно для вибору оптимальної траси буріння.
У місці проколу повинно бути невелике заглиблення, заповнене бетонитовая розчином
Виконання пілотної свердловини
Після того як всі підготовчі роботи будуть зроблені, можна приступити безпосередньо до прокладання труб методом горизонтального направленого буріння. Для цього бурова установка розташовується в необхідному місці. Далі, потрібно виконати перевірку (пілотну свердловину). Показники перетину такої свердловини повинні бути приблизно 100 мм.
При організації пілотної свердловини під залізничними коліями або дорогий, рух бурового елемента має регулюватися системою геолокації. Без такої системи або в разі її несправності заборонено виконувати безтраншейні роботи.
Первісна позиція головки бура, як правило, становить 10-20 ° по відношенню до горизонту. Цей кут повинен постійно зменшуватися в залежності від глибини занурення. Після того як буде досягнута потрібна глибина для прокладки трубопроводу методом ГНБ, проводиться буріння в горизонтальній площині. Під час буріння дозволяється вносити корективи в рух бурильного наконечника. Корекція руху бура здійснюється в тому випадку, якщо він відхиляється від заданої траєкторії. Визначення відхилення від потрібної траєкторії виконується за допомогою системи позиціонування.
Метод проколу має на увазі перевірку стану бура допомогою геолокаційні системи через кожні 3 м. Після проходу певної точки головка бура починає просуватися вгору, що дозволяє досягти точки виходу. Вихід з грунту (так само як і вхід) повинен бути заздалегідь розрахований і виконуватися під строго певним кутом.
Пілотну свердловину необхідно розширити, це робиться за допомогою спеціального пристосування — Риммер
розширення
На наступному етапі прокладки труб під дорогою необхідно провести розширення пілотного каналу. Для цього проводиться демонтаж бурильної головки, а на її місце встановлюють спеціальний пристрій — Ріммер. Риммер — це конструктивний елемент, який використовується при прокладанні труб методом ГНБ, який виконує функцію розширення пілотного каналу. Варто відзначити, що Ріммер є розширником 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 декількох разів. Кількість розширень залежить від того, яким діаметром повинна володіти майбутня свердловина.
Горизонтальне буріння може виконуватися і в важких умовах (погана грунт, велика кількість перешкод на шляху бура і т. Д.). В такому випадку роботи з розширення свердловини виконуються до того, як в канал будуть прокладені необхідні комунікації. Крім цього, варто відзначити, що всі роботи повинні виконуватися з використанням охолоджувальної рідини. Це пов’язано з тим, що геолокаційні апаратура є дуже чутливою до підвищених температур. Прокол дороги — серйозний захід, який повинен бути продумано від початку і до кінця.
Існує ще один важливий фактор, який варто передбачити — осипання грунту. Прокол під дорогою методом ГНБ повинен також враховувати те, що перед початком протягування пластикових або металевих труб в свердловину їх необхідно з’єднати. Конструкція повинна бути надійно з’єднана, інакше можуть виникнути проблеми. Далі при вимкненому бурильному обладнанні виконується стикування кільцевого розширювача зі штангами. Потім через обертовий вертлюг стикуються необхідну комунікацію. Для стикування буде потрібно спеціальний перехідною елемент або інше можливе влаштування.
Корисна інформація! Метод ГНБ враховує підбір розширювального деталі за таким розрахунком: канал повинен бути на 25% більше простягається трубопроводу. Якщо комунікація прокладається з теплоізоляцією, то тоді канал повинен бути більше на 50%.
Готовий канал повинен бути ширше труби приблизно на чверть
Якщо показники тиску всередині каналу великі, то тоді бентонітовий розчин рівномірно заповнює простір між зовнішньою стінкою труби і внутрішньою стінкою свердловини. Після того як бентонітовий розчин затвердіє, виключається просадка ґрунту.
прокладка трубопроводу
Прокол під залізницею або автомобільним полотном виконується в першу чергу. Далі, проводиться розширення свердловини до потрібного діаметру. На третьому етапі виконують за методом ГНБ прокладку труб.
Це проводиться досить просто: трубопровід затягується разом з останнім розширювальним Ріммер. Кріплення комунікації до розширювача проводиться за допомогою спеціальних з’єднувальних скоб або вертлюг.
Попередньо виконується протягування провідника через готовий канал. Це необхідно при організації кабельної проводці в комунікації. В такому випадку трубопровідна конструкція буде служити захисним кожухом, що оберігає проводку в грунті від пошкодження.
Така технологія дозволяє швидко, надійно і економно протягнути трубопровід через грунт без організації траншей, які, як правило, виконуються вручну. Після прокладки трубопроводу ГНБ можна вважати завершеним. В кінці необхідно евакуювати бурильне та інше обладнання з робочого майданчика.