Метод горизонтально-направленного бурения

Метод ГНБ – горизонтального направленного бурения — появился в 60-х годах XX века в США. Он сразу показал преимущества по сравнению с обычной для того времени траншейной методикой. В течение полувека технология совершенствовалась. Сейчас, когда в нашем арсенале есть новейшее оборудование и специальные машины для ГНБ, этот метод из революционного стал стандартом при прокладке трубопроводов и других инженерных сетей.

Как показывает мировой опыт в строительстве, метод ГНБ на данный момент является самым эффективным способом прокладки подземных коммуникаций.

 Процесс ГНБ-бурения

Рассмотрим процесс бурения немного подробнее. Во время горизонтально направленного бурения неизбежно возникают некие препятствия, которые легко обходятся благодаря тому, что буровые трубы обладают достаточной гибкостью, имеющей, однако, предельное значение. При необходимости разрушения пород используется специальный инструмент — скошенная спереди буровая головка, в которую встроен излучатель. Буровые трубы или штанги – полые изнутри, что позволяет подавать по ним буровой раствор, который закачивается внутрь скважины через отверстие в буровой головке, выполняя сразу комплекс задач — уменьшает трение, охлаждает перегревающийся инструмент, предотвращает разрушение самой скважины, очищает её от разрушенной породы, которая выносится на поверхность.

Подготовительный этап

На данном этапе необходимо:

•  исследовать наличие и состояние уже имеющихся подземных коммуникаций для предотвращения аварийных ситуаций;
• провести анализ грунта, чтобы определить технику осуществления пробоя породы;
• создать проект;
• согласовать работы с соответствующими органами.

Начальный этап

Если требуется, готовятся котлованы – для места начала процесса и для финиша.

Бурение пилотной скважины

Во время пилотного бурения важно следить за месторасположением бура. Для этого используется передатчик, который расположен непосредственно в буровой головке. Передатчик отправляет сигналы специальному приёмному устройству.

Устройство называется локатором, оно снабжено монитором, на котором отображаются все необходимые данные о продвижении, местоположении и направлении движения бура. Аналогичные данные получает оператор на свой дисплей. Оператор следит за двумя параметрами — отклонением от намеченной траектории движения бура и степенью изгиба штанги. Если существует риск отклонения или излома, оператор приостанавливает работу, бур перестает вращаться, после чего происходит корректировка направления скоса бура и изгиба штанг. Буровая головка завершает своё путешествие в конечной точке траектории.

Расширение скважины

Следующим шагом необходимо расширить проложенную с помощью буровой головки скважину. Пилотное бурение лишь намечает путь, где будет находиться будущий трубопровод, однако скважина должна на 20 – 30 % превышать диаметр самого трубопровода. Для расширения используется инструмент – риммер, который расширяет скважину в обратном направлении. Его присоединяют вместо буровой головки и тянут в обратном направлении, при этом он непрерывно вращается, тем самым измельчая породу и подготавливая канал для протяжки трубы.

Протягивание трубопровода

Предварительно сваренный в плеть трубопровод с помощью оголовка крепят к вертлюгу, а его, в свою очередь, к риммеру. Трубопровод прокладывается сразу же, следом за расширением скважины. Вертлюг не позволяет риммеру передавать вращение на трубопровод.

Плеть трубопровода проходит путь, точно совпадающий с пилотной скважиной, что соответствует проекту.

Буровые растворы

Естественно, что без растворов высочайшего качества использовать данную технологию бурения было бы невозможно. Поэтому найти идеальный для горизонтально-направленного бурения буровой раствор — задача первостепенной важности.

Что же такое буровой раствор? Это смесь нескольких веществ, которая применяется при буровых работах. В состав смеси обязательно входит вода, а вот другие составляющие меняются в зависимости от конкретной задачи перед бурильщиками.

Можно назвать пару веществ, не считая особых добавок, используемых в составе, — это полимеры и так называемые бетониты, являющиеся по сути своей высоко гигроскопичной глиной.

Производственно-технические особенности бурения

Благодаря данной технологии можно без проблем прокладывать трубопровод даже в самых сложных условиях и без разработки траншей:

• в плавунах, скальных породах и прочих сложных грунтах;
• под сельхозобъектами, а также водоемами, оврагами и другими природными объектами;
• под автомобильными трассами, железнодорожными путями и взлетно-посадочными полосами, рабочими и нерабочими;
• при большой плотности строений в городах, в том числе крупных: под автодорогами, скверами, а также трамвайными путями;
• на охраняемых зонах, где располагается трубопроводный транспорт или ЛЭП;
• на территории, где расположено промышленное предприятие, в том числе во время непрекращающегося производства.

Упрощается процедура согласования проекта, получения разрешений на проведение работ по прокладке коммуникаций. В этом случае не требуется перекрытие дорожного движения, пешеходных улиц.

Особенно актуален метод ГНБ при прокладке коммуникаций через природоохранные зоны, где строительство категорически запрещается, в скалах, сыпучем грунте, вблизи от нефте- и газопроводов, под линиями электропередач. Строительство коммуникаций рядом с загруженными автомагистралями, в благоустроенных парках и скверах, современных жилых кварталах зачастую возможно только с помощью бестраншейных технологий.

ГНБ под рекой, другими водоемами или линиями метрополитена также возможно, в то время как открытым способом выполнить такие работы совсем не реально.

Данная технология имеет множество преимуществ.

Так как данный вид работ не требует приостановки работы движения или перекрытия транспортных путей, это значительно сокращает время работ.

Для выполнения работы требуется минимальное количество единиц техники и людей.

Минимальный риск возникновения аварийной ситуации — гарантия того, что трубопровод останется в сохранности.

Благодаря автономной работе бурового комплекса никакие дополнительные источники питания не нужны.

Легко осуществляется обход препятствий — благодаря гибкости буровых штанг, о которой говорилось выше. Нет необходимости понижать уровень грунтовых вод.

Социально-экономический аспект

• Проводимые работы практически не оказывают влияние на экологию и население.
• Отсутствует пагубное влияние на окружающую среду.
• Не наносится ущерб сельскому хозяйству.
• Негативное влияние на жителей сводится к минимуму.