Технологія горизонтально направленого буріння (ГНБ), основні етапи гнб буріння пілотної свердловини
I етап: Підготовчий етап горизонтально направленого буріння
До початку виконання робіт по горизонтально направленого буріння підрядна організація отримує письмові дозволи на проведення робіт відповідно до діючих правил.
Перед початком робіт спільно з представниками експлуатуючих організацій проводиться уточнення фактичного розташування осей і глибини залягання наявних комунікацій. Уточнене розташування осей закріплюється на місцевості розпізнавальними знаками на весь термін виконання робіт по ГНБ.
Вибір траси прокладки методом ГНБ проводиться разом з представником Замовника (Генпідрядника) з урахуванням місцевих умов. Обрана траса прокладки закріплюється на місцевості розпізнавальними знаками.
Для розміщення бурового комплексу та допоміжного обладнання готується рівний майданчик розмірами 10 х 15 м. При необхідності проводиться підготовка під'їзних шляхів для доставки устаткування для горизонтально направленого буріння.
Розвантаження установки ГНБ може здійснюватися поза майданчиком в зручному місці з подальшим рухом на місце роботи своїм ходом на відстань до 1 км. Огородження будівельного майданчика виконання робіт по горизонтально направленого буріння виконується сигнальною стрічкою, розташованої на висоті 0,8 м від землі і повинно виключати випадкове потрапляння сторонніх осіб в зону бурових робіт. Освітлення робочої зони бурової установки ГНБ забезпечується її штатними світильниками.
Розгортання комплексу горизонтально направленого буріння проводиться на підготовленому майданчику. При цьому установка ГНБ розміщується в точці входу свердловини і приводиться в робоче положення. Проводиться поєднання поздовжньої осі бурової каретки зі створом свердловини і силове заякоріванню опорної плити на поверхні землі штатними шнеками. Регулюванням стріли і положенням задніх стабілізаторів установки ГНБ досягається необхідний кут входу свердловини. Установка підготовки бентонітная розчину для ГНБ розміщується збоку від установки горизонтального буріння на відстані до 10 м.
Здійснюється підвезення необхідної кількості бурових штанг і бентоніту. Бурові штанги розміщуються на дерев'яних підкладках праворуч від установки горизонтального буріння на відстані 2 м від касети завантажувача. Запас бентоніту розміщується поруч з установкою підготовки бентонітная розчину для ГНБ в контейнерному приміщенні або під навісом.
Підвіз води для підготовки бурового розчину для здійснення ГНБ здійснюється автотранспортом. Для забезпечення безперервності процесу ГНБ може створюватися запас води в ємності, що розташовується поруч з установкою підготовки бентоніту.
Між оператором установки ГНБ, оператором системи позиціонування і керівником робіт по горизонтально направленого буріння організовується постійна двостороння радіозв'язок для передачі голосової інформації за допомогою малопотужних носяться радіостанцій загальногромадянського діапазону. Передача даних телеметрії системи позиціонування від рухомого блоку на пульт установки горизонтально направленого буріння забезпечується штатним каналом системи.
Зв'язок керівника робіт ГНБ з представниками замовника, організовується з використанням стільникового зв'язку.
II етап: Буріння пілотної свердловини
У вибраній початковій точці кабельної траси встановлюється установка горизонтального направленого буріння. Спочатку буриться пілотна свердловина діаметром близько 100 мм. Процес буріння пілотної свердловини постійно контролюється з поверхні землі за допомогою локаційної системи позиціонування DigiTrak MarkIII, що дозволяє з високою точністю в будь-який момент часу визначити місце розташування бурильної головки і її глибину відносно поверхні.
Дана система дозволяє в режимі реального часу визначати наступні параметри: планове і висотне положення провідного бура ГНБ з точністю 10 см; поздовжній і поперечний кути нахилу провідного бура; рівень сигналу; температуру випромінювача. Зазначені дані передаються як оператору системи позиціонування, що знаходиться над провідним буром, так і оператору установки горизонтального буріння, дозволяючи вести управління процесом ГНБ і коригувати його напрямок відповідно до проектної траєкторією.
Буріння починається під кутом 10 - 20 градусів до горизонту. У міру виходу на необхідну глибину за допомогою системи управління установки ГНБ кут буріння зменшується і на заданій глибині процес буріння триває по горизонталі, при цьому є можливість коригування траєкторії свердловини в усіх площинах.
Позиціонування бура проводиться через кожні 3 м траєкторії свердловини. Координати точок фактичної траєкторії свердловини заносяться в журнал і закріплюються на місцевості. При відхиленні фактичної траєкторії свердловини горизонтального буріння від проектної проводиться відповідне коригування напрямку буріння, при цьому забезпечується відхилення від проектної траєкторії не більше ніж на 0,5 м по вертикалі і не більше 1 м в плані.
У міру наближення до точки виходу траєкторія свердловини поступово прямує вгору і в заданому місці бурильна головка виходить на поверхню під розрахунковим кутом. На цьому процес буріння пілотної свердловини закінчується.
III етап: Розширення пілотної свердловини ГНБ
Наступним етапом проводиться розширення пілотної свердловини до необхідного діаметра, при цьому замість бурильної головки встановлюється спеціальний розширювач (ример) і простягається в зворотному напрямку від точки виходу до бурильної установки.
Залежно від умов грунту і необхідного діаметра свердловини розширення може бути виконано за один або кілька проходів. В останньому випадку послідовно проводиться протяжка декількох РИМЕРА зі збільшенням їх діаметра.
IV етап: Протягування труби
До останнього РИМЕРА через систему скоб і вертлюг приєднується попередньо підготовлена батіг труб, які і затягуються в розширену свердловину. У труби перед протяганням заводиться провідник, за допомогою якого після протягання в труби затягується кабель.
При цьому труби за допомогою спеціального оголовка закріплюється в хвіст бурової колони через вертлюг. Зусилля для затягування передається через бурову колону від бурової установки. Після протягання труба від'єднується від бурової колони і процес горизонтально направленого буріння вважається завершеним.
V етап: Завершення робіт по горизонтально направленого буріння
Евакуація комплексу горизонтально направленого буріння проводиться в порядку, зворотному розгортання з використанням тих же під'їзних шляхів. Будмайданчик ГНБ після закінчення робіт піддається прибиранню, сміття і відходи вивозяться на смітник. Огородження й освітлення будмайданчика демонтуються.
Результати робіт з горизонтально направленого буріння здаються представнику Замовника (Генпідрядника) або призначеною наказом комісії із складанням відповідного акта.
Комплект виконавчої документації передається Замовнику (Генпідряднику). Склад комплекту виконавчої документації і кількість примірників визначається Замовником (Генпідрядником) відповідно до діючих правил.
Бентоніт (бентонітная розчин для ГНБ)
В процесі буріння в свердловину безперервно подається під тиском бентонітная розчин, який зменшує тертя, зміцнює стінки свердловини і виносить назовні вибуренной грунт. Надлишки бентонітная розчину скупчуються в приямках у точок входу і виходу, а потім відкачуються і вивозяться для утилізації.
Бентоніт є тонко змолоти білу природну глину з певними властивостями, не містить токсичних речовин і є екологічно безпечним.
Обмеження застосування технології горизонтально направленого буріння:
Установки ГНБ ТОВ "Ярославський Підводник"
В даний час ТОВ "Ярославський Підводник" має такими установками ГНБ:
Установка ГНБ CASE® 6030 TURBO ™
Установка горизонтально направленого буріння CASE® 6030 TURBO ™ використовується на порівняно невеликих переходах і особливо ефективна в умовах обмеженого простору, в районах з великою кількістю існуючих підземних комунікацій.
Компактність і невелика вага дозволяють оперативно доставляти установку на майданчик і починати роботу по горизонтально направленого буріння «з коліс».
Основні технічні характеристики CASE® 6030 TURBO ™:
- - Потужність двигуна - 124 к.с .;
- - Зусилля проштовхування, витягування - 13.6 т;
- - Крутний момент - 5423 Нм;
- - Маса - 5.7 т;
- - Габарити (Д х Ш х В) - 6 х 2,4 х 2,5 м;
- - Довжина бурильних стрижнів - 3 м;
- - Максимальна довжина буріння * - 350 м;
- - Максимальний діаметр прокладається трубопроводу * - 400 мм.
Установка ГНБ AMERICAN AUGERS® DD-8 ™
Установка для горизонтального направленого буріння AMERICAN AUGERS® DD-8 ™ використовується на більш великих об'єктах, де потрібні великі потужності. Установка так само мобільна і може доставлятися на об'єкт автомобільним транспортом по дорогах загального користування.
Відмітна особливість даної установки - комплектація її спеціальним буровим інструментом (турбозабойний двигун, шарошечні розширювачі) дозволяє вести буріння в скельних грунтах (вапняк, мергель, доломіт).
Основні технічні характеристики AMERICAN AUGERS® DD-8 ™:
- - Потужність двигуна - 260 к.с .;
- - Зусилля проштовхування, витягування - 41 т;
- - Крутний момент - 18 303 Нм;
- - Маса - 14 т;
- - Габарити (Д х Ш х В) - 9,4 х 2,5 х 2,9 м;
- - Довжина бурильних стрижнів - 4,57 м;
- - Максимальна довжина буріння * - 700 м;
- - Максимальний діаметр прокладається трубопроводу * - 700 мм.
Установка ГНБ VERMEER NAVIGATOR® D36x50 Series II
Основні технічні характеристики VERMEER NAVIGATOR® D36x50 Series II:
- - Зусилля проштовхування, витягування - 16.3 т;
- - Крутний момент - 6772 Нм
Установка УНБ-4
Технічні характеристики УНБ-4:
- - Зусилля проштовхування, витягування - 4 т;
- - Крутний момент - 1250 Нм