Горизонты бурения

В условиях плотной городской застройки при трассировке подземных коммуникаций на помощь приходит технология бестраншейной прокладки методом горизонтально направленного бурения. Она позволяет прокладывать трубопроводы и другие инженерные коммуникации без остановки автомобильного и железнодорожного движения, а также без нарушения дорогостоящего дорожного покрытия.

Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтального бурения (ГНБ) осуществляется в три этапа: бурение пилотной скважины, последовательное расширение скважины и протягивание трубопровода.
Комплексный подход
Весьма важное значение уделяется подготовительным мероприятиям, от которых зависит качество и безопасность подземных работ по методике ГБН. Необходимо изучить свойства и состав грунта, дислокацию уже существующих подземных коммуникаций. В частности, практикуется выборочное зондирование грунтов и при необходимости шурфление особо сложных пересечений трассы бурения с существующими коммуникациями. Результаты изыскательских работ учитываются при выборе траектории и тактики строительства скважины. Ввиду ответственности предстоящих подземных работ ГНБ на них неизменно оформляются соответствующие разрешения и согласования. Также немаловажно продумать варианты по оптимальному расположению бурового оборудования на строительной площадке и обеспечить безопасные условия труда буровой бригады и окружающих людей. Как известно, от первого шага во многом зависит дальнейшее развитие любой ситуации. В данном случае первым этапом собственно буровых работ является бурение пилотной скважины. Оно осуществляется при помощи породоразрушающего инструмента – буровой головки со скосом в передней части и встроенным излучателем. Буровая головка соединена посредством пологого корпуса с гибкой приводной штангой. Благодаря этому можно управлять процессом строительства пилотной скважины и обходить выявленные на этапе подготовки к бурению подземные препятствия в любом направлении методом ГНБ в пределах естественного изгиба протягиваемой рабочей нити. Буровая головка имеет отверстия для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину и образует суспензию с измельченной породой. Буровой раствор уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает породоразрушающий инструмент, разрушает породу и очищает скважину от ее обломков, вынося их на поверхность. Контроль за местоположением буровой головки осуществляется с помощью приемного устройства локатора, который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика. Визуальная информация о местоположении, уклоне, азимуте буровой головки отображается на мониторе локатора. Также эта информация отображается на дисплее оператора буровой головки. Эти данные являются определяющими для контроля соответствия проектной траектории строящегося трубопровода. Также это помогает минимизировать риски излома рабочей нити. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется задавливание буровых штанг без вращения с целью коррекции траектории бурения. При необходимости можно изменять направление бурения, обводя его мимо действующих или брошенных сетей, огибая встречающиеся на пути препятствия – валуны и тому подобные включения, способные повредить инструмент. Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки на поверхность грунта в заданной проектом точке.
Программный продукт
Вторым этапом работ по мере завершения пилотного бурения выступает расширение скважины. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется расширитель обратного действия. Его протягивают (с одновременным вращением) через створ скважины в направлении буровой установки. Пилотная скважина, таким образом, расширяется до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Перед операцией протаскивания на противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая к протягиванию плеть трубопровода. К переднему концу плети крепится оголовок с воспринимающим тяговое усилие шарниром и расширителем. Шарнир позволяет вращаться буровой нити и расширителю и в то же время не передает вращательное движение на трубопровод. Таким образом, буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проектной траектории. Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину ее диаметр должен на 30-40 процентов превышать диаметр трубопровода. Отечественные специалисты не только успешно осваивают западные технологии (лидирующие позиции удерживают американцы), но и внедряют свои прогрессивные новинки. В частности, из-за отсутствия на рынке русифицированного аналога, петербургскими специалистами была разработана компьютерная программа Drill Site 1.4. Она позволяет рассчитывать проект скважины для бестраншейной прокладки сетей, а также дает возможность сделать распечатку исполнительной документации с указанием фактических отметок сети по всей длине бурения. Компьютерная программа постоянно совершенствуется. Перспективным считается ее адаптация к геодезическим и геофизическим приборам, в том числе к локатору, который получает сигнал от буровой головки. Это позволит вводить данные в программу не вручную, а непосредственно от приборов, что обеспечит более четкое проектирование трассы бурения и достоверность исполнительной документации после выполнения работ.


Автор: Андрей Мельников (по данным компаниий Vermeer, «ПИК»)