Горизонтально направленное бурение — это технология для прокладки труб и прочих коммуникаций под поверхностью земли, без необходимости прибегать к траншейному способу. Методы горизонтально направленного бурения постоянно совершенствуются. В последнее время технология горизонтального бурения стала наиболее популярной, так как крупные города должны жить в привычном для них ритме. Постоянно увеличивающийся поток автотранспорта, создание благоустроенных парков, пешеходных зон и автодорог. Тем не менее потребность в прокладке подземных коммуникаций по-прежнему велика, а при проведении подобных работ, если используется траншейный метод, город рискует быть парализованным.
Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтального направленного бурения осуществляется в четыре этапа:
I ЭТАП. Подготовительные работы.
Подготавливаются рабочий и приемный котлованы. Размеры рабочего и приемного котлована зависят от диаметра прокладываемого трубопровода и буровой установки. В рабочий котлован опускается непосредственно сама установка и буровой инструмент. Глубина котлованов — на 0,3 метра ниже отметки низа трубы.
II ЭТАП. Бурение пилотной скважины.
Бурение осуществляется при помощи породоразрушающего инструмента — буровой головки со скосом в передней части и встроенным излучателем. Буровая головка соединена посредством полого корпуса с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом строительства пилотной скважины и обходить выявленные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба протягиваемой рабочей трубы. Эффективное управление процессом бурения невозможно без применения системы локации рабочей головки. Поскольку непосредственное положение коронки не отслеживается визуально, предусматриваются специальные системы мониторинга, которые также учитывает метод ГНБ. Метод и технология современного устройства горизонтальных скважин, в частности, предполагают использование локационных зондов. Это специальные датчики, располагаемые в части буровой головки. Связь зонда с оператором обеспечивается посредством прибора синхронизации. Таким образом, пользователь может отслеживать местоположение бура, регистрируя сведения о его направлении, угле и температуре. Сбор этих и других данных является обязательным, поскольку он позволяет полностью обезопасить горизонтально направленное бурение. Технологии традиционного формирования скважин чаще всего дают возможность контроля головки без использования сканирующих устройств. Но в данном случае установка работает в зонах недосягаемости, поэтому потеря контроля может привести к непредсказуемым результатам.
III Этап. Последовательное расширение скважины до проектного диаметра.
Расширение скважины осуществляется после завершения пилотного бурения. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется расширитель обратного действия (риммер). Приложением тягового усилия с одновременным вращением расширитель протягивается через створ скважины в направлении буровой установки, образуя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Если требуется получить широкую скважину, то через нее может быть протянуто несколько риммеров различного размера: каждый последующий больше предыдущего.
IV Этап. Протягивание трубопровода в скважину.
На противоположной от буровой установки стороне скважины (в приемном котловане) располагается готовая плеть трубопровода. К переднему концу плети крепится оголовок, воспринимающий тяговое усилие, вертлюг и расширитель. Вертлюг вращается буровыми штангами и расширитель, и в тоже время не передает вращательное движение на трубопровод. Таким образом буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проектной траектории.
Промывочные смеси и растворы
Производительность буровой установки во многом зависит от качества применяемых промывочных растворов. К примеру, такие смеси позволяют увеличить скорость работы бура, повысить безопасность процесса и даже благотворно отражаются на экологической обстановке в зоне проведения мероприятия. На сегодняшний день успешно применяются растворы с компонентами, предотвращающими засорение установки ГНБ. Технология бурения предполагает использование составов, в которые входят смазочные добавки, полимерные частицы, наполнители, улучшающие абразивное воздействие, и т. д. Пользуются популярностью и смеси из бентонита, которые отличаются легкостью приготовления.
Преимущества горизонтально направленного бурения:
