Буровые установки гнб – Горизонтальное бурение — Википедия

Содержание

Буровые установки

Буровая установка – комплекс инженерного оборудования, главное предназначение которого создание вертикальных, наклонных или горизонтально направленных скважин. Сфера применения оборудования такого рода достаточно обширна: установки применяются на строительных объектах, для создания источников пресной воды, при проведении геолого-изыскательных и разведывательных работ. Поэтому, купить буровые установки может понадобиться довольно широкому кругу компаний.

Что надо знать перед покупкой

Чтобы приобретенное оборудование не лежало мертвым грузом на складе, перед приобретением необходимо определиться с обязанностями, которые должна будет выполнять буровая установка. По типу работ, которые могут выполнять установки, они делятся на:

  • Эксплуатационные.
  • Разведывательные.
  • Технические.

Эксплуатационные чаще всего применяются в научных целях – для уточнения данных о геологии какой-либо территории. Разведывательные используются в тех случаях, когда необходимо под слоем грунта обнаружить полезные ископаемые. В таком случае, купить буровой станок понадобиться фирме, занимающейся разработкой полезных ископаемых.

Станки технического назначения применяются при строительных работах. Это оборудование используется для создания отверстий в земле под вертикальные сваи, для бурения горизонтальных шахт, создания условий для закладки фундамента.

Виды двигателей

После того, как вы определились с видом исполняемых работ, перед тем как купить буровые установки, вам необходимо определится с типом привода. Различают установки со следующими типами моторов:

  1. Электрические. Главным образом применяются для создания водяных скважин.
  2. Электрогидравлические. Подобная аппаратура используется чаще всего на строительных объектах, при разработке полезных ископаемых. Отличительной особенностью является способность к бурению твердых пород.
  3. Дизель-электрические. Особенностью агрегатов является то, что все элементы конструкции являются независимыми, благодаря чему системы подобного рода славятся высокой надежностью. Могут применяться для любого типа работ.
  4. Дизельные. Подобные агрегаты являются довольно компактными и мобильными, что позволяет их использовать в труднодоступных местах, а также вдали от цивилизации. Но технические характеристики буровых установок подобного рода не дают применять их для бурения скважин в твердых грунтах.

Способ транспортировки

Прежде чем купить буровой станок, необходимо задуматься над тем, где он будет работать, и как он будет туда доставляться. Так, существует три основных типа бурового оборудования, которое подразделяется по типу монтажа и перемещения:

  • Самоходные устройства. Такая буровая установка монтируется на тяжеловесный транспорт и может без труда доставляться к месту проведения работ. Минусом является маленький потенциал бурения, поэтому используются они, обычно, для создания водяных скважин.
  • Мобильные агрегаты нашли более широкое применение, особенно в строительстве. Они имеют перевозимую базу, благодаря которой конструкция чувствует себя устойчиво.
  • Стационарные системы снабжены элементами конструкций, и собираются непосредственно на месте проведения работ.

Влияние цены

Неизменным фактором, который тоже оказывает значительное влияние, является цена на буровой станок. Она зависит от нескольких показателей – от типа двигателя, технических характеристик, способу монтажа, сфере применения, страны и фирмы производителя. Но стоит сказать, что ориентироваться на стоимость необходимо в самую последнюю очередь и выбирать аппаратуру по необходимым для работы параметрам.

orland.pro

Методы ГНБ скалистых пород

12.11.2013

В начале 1990-х, когда горизонтальное направленное бурение (ГНБ) только набирало популярность в качестве метода прокладки коммуникаций, основным препятствием для его использования являлись пласты горных пород.

Компактные буровые установки для прокладки трубопроводов и кабелей имели достаточную прочность и мощность для работы в этих пластах, но операторы не имели возможности изменять курс бурения с помощью скошенной лопатки, используемой на большинстве буровых установок для управления буровой головкой. Проталкивание буровой головки в скальных грунтах для управления колонной часто невозможно: если буровая головка попадает в скальную породу, то такой прием не приносит желаемого результата.

Технология ГНБ для небольших установок, прокладывающих именно коммуникации, получила свое развитие в середине 90-х. Тогда же производители инструментов и оснастки занялись разработкой различных буровых коронок для бурения в скальном грунте. Некоторые подрядчики занимались разработкой такого оборудования под свои нужды самостоятельно. Особенно это касалось тех подрядчиков, которые были заняты бурением на нефтепромысле.

Модернизация буровых головок для ГНБ проходила с переменным успехом, но спустя почти десятилетие в промышленности укрепилось мнение, что единственным методом бурения скальных пород является бурение с применением гидравлического забойного двигателя. Тем не менее, у небольших моделей для ГНБ отсутствовали мощность и производительность бурового насоса, необходимые для такого двигателя. Крупногабаритные буровые установки, используемые для прокладки труб большого размера на длинные расстояния, имели слишком большие размеры, а их использование стоило недешево.

В 1995 году была представлена система с механическим приводом через двойные буровые штанги с усилием обратной тяги чуть более 10-ти тонн. В дальнейшем она была усовершенствована и стала наиболее эффективным инструментом для бурения скальных пород с помощью среднегабаритных установок ГНБ. В настоящее время система (All Terrain®) с постоянно модифицируемыми шарошками и пневмомолотами для ГНБ предлагает различные решения для направленного бурения грунта в скале. Данный инструмент предназначен для буровых установок с усилием обратной тяги до 45 тонн. Гидравлические забойные двигатели используются на больших моделях (более 45 тонн) для прокладки трубопровода в скалах, на длинных переходах под водными преградами и в работах с трубами большого диаметра.


Гидравлические забойные двигатели

Гидравлические забойные двигатели приводятся в действие с помощью бурового раствора, подаваемого через буровые штанги на мотор, который превращает силу потока жидкости в силу вращения и крутящего момента. Забойные двигатели используются для бурения на нефтепромыслах с 1920-х годов. Обычно забойные двигатели для ГНБ вместе с большими буровыми установками используют подрядчики, работающие с длинными и сложными скважинами в твердых породах. Не так давно для направленного бурения были разработаны двигатели для установок с меньшей производительностью бурового насоса.

Забойный двигатель представляет собой гидравлический мотор, соединенный с буровой штангой. Буровая жидкость приводит в действие мотор и, соответственно, буровую шарошку. Буровая штанга в свою очередь обеспечивает управление, направленность и вращение всей колонны. Инструмент из-за длинны и жесткости управляется в скважине не очень точно.

Невысокая эффективность забойных двигателей ограничивает мощность скважинного инструмента и требует нагнетания большого количества бурового раствора, что может обеспечить не каждая малогабаритная установка ГНБ. Высокое давление бурового раствора, необходимое для эффективной работы, может привести к разрушению скважины и выбросу буровой жидкости в окружающую среду через поверхность грунта или же в воду при бурении через водную преграду.


Модифицированные скошенные буровые коронки

Скошенные лопатки с модифицированными резцами зачастую являются самым приемлемым вариантом для работ в плотном, твердом грунте и скальных породах. Существует масса конструкций со съемными карбидными насадками для долбления и скобления грунта. Однако работа с ними кардинально отличается от работы в мягких грунтах. Головка управляется с помощью «карвинга» отверстия, то есть методом поступательных полукруговых движений бура туда-обратно, стачивающих породу для отклонения в сторону необходимого направления. В зависимости от состава грунта работы могут сильно замедлиться. Для выполнения таких работ следует назначить квалифицированного и крайне уравновешенного оператора. Облегчить его труд могут функции автоматического управления «карвингом», которыми снабжены некоторые современные буровые установки.

Модифицированные скошенные буровые коронки наиболее эффективны при работах в твердом грунте, грунте со скальными включениями и в рыхлых горных породах. Существует огромное множество головок для бурения твердых пород в различных конфигурациях для малых и больших буровых установок. Они есть в арсенале многих производителей бурового инструмента для ГНБ.


Пневмомолоты для бурения (Air Hammers)

Не так давно широкое применение для бурения твердых скальных пород получили пневмолоты с прочностью на сжатие до 25 000 pci. Ударное бурение обычно эффективнее, чем бурение вращением, если мы говорим о крайне твердых породах. Молоток работает от подачи больших объемов сжатого воздуха. И еще большие объемы воздуха требуются для прочистки скважины. Сложности при извлечении грунта зачастую критически снижают производительность. Пневмомолоты используются как с обычным буровым оборудованием ГНБ с одинарными штангами, так и в моделях, оборудованных двойными штангами.

Управление может показаться сложным, если Вы используете одинарные штанги и пневмомолот с наклоненным наконечником. Хотя если необходимо бурить методом колебания или карвинга, новейшие установки ГНБ снабжены функциями, которые облегчают работу оператора. Не так давно функцией пневмомолота были оснащены системы ГНБ с двойными штангами. Такие системы показали хорошую производительность с изгибом первой штанги для обеспечения управления и внутренней штангой для обеспечения вращения пневмомолота.

Пневмомолот не подходит для проходки в мягких грунтах и не используется на длинных переходах. Пневмомолоты подходят для бурения пилотной скважины диаметром около 150 мм в скальных породах (более 15 000 pci) и в определенных сверхтвердых породах (свыше 25 000 pci). Минусы пневмомолота заключаются в сложном направлении в рыхлых средах, а также в трудноосуществимой очистке буровой скважины.


Механические системы с двойными штангами

Механические буровые системы с двойными штангами обеспечивают средние модели для ГНБ с обратной тягой от 13 до 45 тонн. Они обладают производительностью, достаточной для бурения в каменистых породах, что недоступно обычным машинам с сопоставимой обратной тягой. Системы с механическим мотором имеют внутреннюю штангу, которая приводит в движение буровую головку/шарошку, а внешняя штанга обеспечивает управление. В отличие от гидравлического забойного двигателя зонд локации механической системы располагается в буровой головке (первой штанге), а не на расстоянии 4-5 метров от нее, что является обычным для забойного двигателя. Механическая система обеспечивает максимальную мощность вращения шарошки, одновременное бурение и управление направлением в скальных и каменистых породах, расходуя буровой жидкости не больше, чем обычное оборудование ГНБ такого размера с одинарными штангами.

Кроме скального грунта, механические системы эффективны при работах в глине и в других типах почвы. Ход бурения не изменится, если каменистый грунт сменится на мягкий грунт. Грунт вперемешку с валуногаличником является одним из самых неудобных сред для направленного бурения, так как изменить направление бурения в такой почве крайне сложно. Система бурения с двойными штангами зачастую являются самой эффективной при прокладке коммуникаций в подобных условиях.

Если машина ГНБ оснащена механической системой, это значит, что каменистая почва не станет преградой для проведения направленного бурения, как это было ранее. В настоящее время механические системы бурения скальных пород предлагаются двумя производителями, и их продукция имеет существенные различия.


Планирование и подготовка

Успешное бурение в скальных породах – это не только своевременное использование соответствующего оборудования.

Горизонтально-направленное бурение в скальных породах требует планирования, правильно подобранного оборудования, терпения и настойчивости.

Если Вы ставите перед собой задачу провести бурение в скальных породах, проведите тщательное планирование с учетом структуры и твердости породы. Даже если Вам кажется, что порода рыхлая, она может оказаться твердой, и наоборот. Рыхлые породы могут обладать высокой абразивностью, что может привести к преждевременному износу Вашего инструмента. При бурении Вы можете проходить участки рыхлой, твердой и снова рыхлой породы, а местами бурить мягкую почву.

Отсутствие подготовки – это риск. Необходимо провести исследование почвы до начала работ. Успех работы зависит от выбора правильного метода бурения, использования правильного инструмента и бурового раствора.


Бурение скальных пород не для новичков.

Опытные операторы понимают, что от них требуются неспешные и осторожные действия без попыток ускорения работы. Существует мнение, что выполнение успешного бурения в скальных породах – настоящее искусство.


Не каждый подрядчик может бурить скальные породы.

В зависимости от требований проекта и типов и твердости породы, многие небезосновательно отдают работы подрядчикам, специализирующимся в бурении твердых пород, которые располагают должным оборудованием и опытными операторами.

Для всех проблем, которые возникают при работе со скальным грунтом и которые были описаны в этой статье, технология горизонтально направленного бурения становится универсальным бестраншейным методом прокладки коммуникаций для всех видов грунтов. Недостатки и ограничения, существовавшие в недалеком прошлом, компенсируются технологиями, которые увеличили эффективность среднеразмерных систем ГНБ даже при работе в сложных условиях. Сегодня подрядчики могут выбирать из огромного ряда технологий, чтобы выполнить работы, которые не так давно считались невозможными.

www.ditchwitch.ru

Буровые установки горизонтального бурения SANY

SD180

  • Буровая установка горизонталь­ного бурения
  • Усилие погружения и извлечения: 180 кН
  • Макс. выходной крутящий момент: 7100 Н·м
  • Угол бурения: 0°…16°
  • Двигатель: Cummins 4BTA3.9-C125

SD350

  • Буровая установка горизонталь­ного бурения
  • Усилие погружения и извлечения: 350 кН
  • Макс. выходной крутящий момент: 16000 Н·м
  • Угол бурения: 8°…22°
  • Двигатель: Cummins QSB5.9-240

SD360

  • Буровая установка горизонталь­ного бурения
  • Усилие погружения и извлечения: 360 кН
  • Макс. выходной крутящий момент: 16000 Н·м
  • Угол бурения: 8°…22°
  • Двигатель: Cummins QSB5.9-240 (США)
 

SD800

  • Буровая установка горизонталь­ного бурения
  • Усилие погружения и извлечения: 800 кН
  • Макс. выходной крутящий момент: 35000 Н·м
  • Угол бурения: 10°…18°
  • Двигатель: Deutz BF6M1015C (Германия)

SD2000

  • Буровая установка горизонталь­ного бурения
  • Усилие погружения и извлечения: 2000 кН
  • Макс. выходной крутящий момент: 80000 Н·м
  • Угол бурения: 10°…18°
  • Двигатель: 2 шт. Cummins QSL9-C325 (США)
 

Пример использования буровой установки горизонтального бурения SANY

Объект: реконструкция электрических сетей, район Ханьгу, г. Тяньцзинь, Китай

Техника: буровая установка горизонтального бурения SANY SD360

Состояние местности: труба прокладывается под шоссе, длина участка прохождения трубы составляет 190 метров, диаметр трубы 200 мм, глубина в нижней точке 10 м, имеются препятствия которые небходимо обойти: трубы, телекоммуникационные кабели, водопроводы, газопровод, силовые кабели, канализационные трубы.

План местности

Глубинная диаграмма объекта

Фотография с объекта

Другие буровые установки SANY

www.sany-russia.ru

установки для ГНБ, грейферные и роторные установки, буровые установки на воду напрямую с завода.

Азиатская выставка технологий ГНБ, буровых установок и бурового инструмента в Индонезии (2019.07.17 ~ 2019.07.18)

     Азиатская выставка технологий бестраншейных разработок это главная ежегодное торжественное событие, во время которого обсуждается развитие технологий ГНБ бурения. Все посетители могут узнать обо всех новинках бестраншейного бурения, увидеть вживую новые и мощные ГНБ установки от мировых производителей, а также увидеть качественный и эффективный буровой инструмент. Первый раз эта выставка проводится в Индонезии, стране, экономика которой находится на 10-м месте в мировом списке, а население составляет 266 357 297 человек.

       Во время выставки посетители могли воочию увидеть такое оборудование как микротоннелирование малых типов, ГНБ установки, криволинейные буры, винтовые буры, установки бестраншейного горизонтально-направленного бурения, буровые штанги, буровой инструмент, локаторы и другое оборудование связанное с бестраншейными разработками.

                                                                 

     На выставке была представлена продукция таких производителей как Vermeer, Ditch Witch, XCMG, Double Horse, Dilong,а также буровой инструмент от известной компании Кай Тонг.

                                                                

     У компании Кай Тонг есть склады в Москве и Санкт-Петербурге, в наличии имеются разные виды буровых штанг и бурового инструмента, которые подходят для ГНБ установок Ditch Witch, Vermeer, а также установок от китайских производителей. Вперед к успеху вместе с Кай Тонг!

   

 

С 4 по 7 июня 2019г. ООО “КитСтройСервис” из России совместно с заводом XCMG из КНР принял участие в  Международной специализированной выставке 
«УГОЛЬ РОССИИ и МАЙНИНГ» 

Подробнее о выставке…

 

Грандиозная выставка «Компании фундаментальной строительной техники XCMG»

в «День приема иностранных клиентов» г. Сюйчжоу

20-го мая 2019 года нашу компанию «Фундаментальная техника  XCMG»  посетило более сотни гостей из международных стран, в разных национальных одеждах и говорящих на разных языках. Они непрерывным потоком прошлись перед возвышающимися перед ними бурильными машинами, грейферными экскаваторами, роторными установками, гидравлическими фрезерными траншеекопателями  далее…

 

    КитСтройСервис предлагает установки ГНБ  по цене от производителя XCMG !

  

В июне в Москву приедут две новенькие установки гнб XZ360Е и XZ200 с завода XCMG!  Рекомендуем посетить наш склад по адресу: г.Москва , д.Крёкшино, ул. Советская, д.52А. 

В настоящее время на складе в Москве в наличии XZ360Е, в комплект бурового инструмента входит 100 штанг . Вы можете приобрести установку ГНБ в любой комплектации  инструментов и без. Установки ГНБ XZ360Е  и XZ200 оснащены  поворотной кабиной  для оператора, с кондиционером с климат-контролем, подогревом, что позволяет работать комфортно в любой сезон. Имеется автоматическая подача штанг и автосмазка буровых штанг, комплекс с промывкой бентонитового насоса и гидравлической системой с поршневым насосом, двойной анкерной системой и антифризной системой для бурового раствора. 

Фото отгрузки  установок гнб XZ360Е и XZ200 с завода XCMG:

   

       

 

 

 

 

kitstroyservice.ru

sany, вермер, Ditch Witch и МЕМПЭКС

Бурильные установки ГНБ (горизонтально направленного бурения) представляют собой мощные комплексы, позволяющие строить подземные коммуникации закрытым бестраншейным методом. Имеют в качестве рабочего органа управляемую бурильную головку, закрепленную на гибкой подвижной штанге и позволяющую сверлить скважины диаметром более 1,2 метра, а длиной от нескольких метров до километров.

Буровые установки ГНБ (горизонтально-направленного бурения)

Назначение

Горизонтальное бурение применяется в местах, где невозможно устройство коммуникативных каналов методом открытой траншеи:

  • под автотрассами,
  • под железнодорожными путями,
  • в местах протекания рек и других водоемов,
  • в густонаселенных районах,
  • в других ограниченных условиях.

Скважины, получаемые таким способом, используются для проложения трубопроводов для воды, канализации, электрического и связного кабеля, газо-и нефтепровода и многого другого.

Преимущества

Установки ГНБ дают массу возможностей, непосильных для другой землеройной техники и позволяющих значительно экономить средства на устройство сложных подземных путей для прокладки трубопровода:

  • В короткое время прокладываются пути длиной до нескольких километров.
  • Для устройства коммуникаций требуется минимум рабочей силы: одна машина способна проложить подземный канал, расширить его до нужного диаметра и протянуть в него трубы.
  • Землеройные работы с техникой ГНБ при соблюдении правил пользования исключают аварийные ситуации и полностью безопасны для рабочих, обслуживающих процесс бурения.
  • Работы могут осуществляться в любых грунтовых и погодных условиях.

ВАЖНО! Метод горизонтального бурения позволяет сохранить нетронутыми природные богатства и созданные человеком постройки. Разрушение некоторых из них может повлечь не только материальный ущерб – многие сооружения охраняются государством как исторические, природные и др. памятники.

Устройство

Стандартная комплектация бурового комплекса ГНБ состоит из следующих элементов:

  • Ходовой части на колесном либо гусеничном ходу.
  • Двигателя, приводящего в действие все рабочие органы (обычно дизельного).
  • Рабочего места оператора и панели управления.
  • Гидравлической станции с насосами, подающими в скважину бурильную жидкость.
  • Бурового лафета.
  • Магазина со штангами с устройством их бесперебойной подачи по мере удлинения скважины.
  • Колонны с рабочим оборудованием бурения.
  • Промывной техники.
  • Оборудования, обеспечивающего безопасность действий.

Принцип работы

Деятельность бурильной установки по горизонтальному устройству скважин проходит в несколько этапов:

  • Устройство пилотной скважины – это самая сложная и ответственная часть работы. Здесь буровая головка должна проложить черновой канал, определяя направление прохода, его глубину и длину:
    1. Встроенный излучатель дает возможность локации ее местоположения для управления движением при изменении скоса буровой лопатки с пульта управления оператора.
    2. Приводная штанга для связи с буровой головкой и удаленного управления бурением также используется для подачи жидкости в конец отверстия. Естественный изгиб штанги позволяет обходить препятствия, а размывание жидкостью грунта облегчает процесс, увеличивает его скорость и дает возможность эвакуации земельных пластов из получившегося канала. Также использование жидкости исключает обвалы и обеспечивает охлаждение рабочего инструмента.
    3. Управление проходит с одновременной работой системы локации. При отходе от запланированной траектории и появлении препятствий (неразбиваемые камни и др.) работа останавливается, проводится поворот на заданный угол и затем возобновляется сверление.
  • Расширение пилотного отверстия происходит с помощью обратного расширителя – риммера, при движении рабочего инструмента по тоннелю в обратном направлении (риммер устанавливается вместо бурильной головки). При этом расширение идет по достижению диаметра отверстия, в 1,5-2 раза превышающего диаметр устанавливаемой трубы.
  • Протяжка трубопровода проходит одновременно с расширительными работами: труба крепится к риммеру через устройство, не дающее ей крутиться вместе с ним, и при обратном движении штанги входит в скважину.

Последовательность работ, выполняемых установкой гнб

ВНИМАНИЕ! Бурение с помощью установки ГНБ проводится только после разведывательных работ по исследованию качества грунта и наличию естественных и искусственно созданных препятствий.

Производители и популярные модели

Крупное производство установок налажено на заводах Европы и США, но также существует качественные установки гнб китайского и отечественных производителей.

Vermeer

Американская компания Vermeer и ее представительства в Европе выпускают бурильную технику, которая является настоящим эталоном качества. Продукция Вермер универсальна: используется для прокладки всех видов подземных трубопроводных трасс, имеет широкий ассортимент мощностей и размеров. Среди них наиболее применимы установки Series II, которые работают с наиболее тяжелыми грунтами.

Показатели Navigator D7х11 Series II Navigator D36x50 Series II Navigator D80x100 Series II Navigator D330x500
Общая масса, т 4,835 8,981 17,010 40,823
Крутящий момент, Н.м 1763 6772 13558 67800
Макс диаметр расширения сверления, мм 300 800 1000 1500
 Макс длина сверления, м 110 400 800 1600
Усилие тяги, т 4,082 16,329 36,287 149,685

Sany Heavy Industry CO

Sany – крупнейший в Китае производитель буровой техники. Его машины – это колоссальная спецтехника большой мощности, способная работать с грунтами всех категорий в любых погодных условиях.

Показатели Sany SD6020 Sany SD7535 Sany SD12065
Общая масса, т 9,6 17,5 25,0
Крутящий момент, кН.м 7100 20000 33750
Макс. диаметр сверления, мм 1500 2000 2300
Усилие тяги, т 20,0 50,0 65,0

Ditch Witch

Установки горизонтального бурения Ditch Witch не имеют аналогов в мире. Компания была одной из первых, начавших заниматься технологиями бестраншейных коммуникаций, и на сегодня ее продукция – это удобство, высокая производительность и безопасность пользования. Буровые выпускаются в основном среднего класса тяжести (миди).

Показатели JT5 JT1220 Mach2 JT25 JT30 All Terrain
Общая масса, т 1,674 4,400 9,163 8,010
Крутящий момент, кН.м 746 1900 5420 1080
Макс. диаметр расширения, мм 114 от 114 от 114 от 140
Частота вращения, об/мин 195 180 220 400

МЕМПЭКС

МЕМПЭКС – Белорусский производитель бурильной техники, являющийся одним из пионеров бестраншейного бурения. Производит установки всех классов тяжести, от «мини» до «макси».

Показатели УНБ-20 МНБ-50 МНБ-125
Общая масса, т 0,820 1,100 3,800
Макс. диаметр расширения, мм 300 500 1000
Макс. глубина сверления, м 60 120 150
Усилие тяги, т 20,0 50,0 125,0

magistraltrade.ru

Буровые штанги для установок горизонтально-направленного бурения (ГНБ)

В настоящее время к нам стало поступать много заявок из различных регионов на изготовление буровых штанг для установок горизонтально-направленного бурения (ГНБ). ООО «КТИАМ» осуществляет приварку замковой части к телу трубы на машине сварки трением ПСТ-20Т, а так же разрабатывает и изготавливает под заказ  линии высадки концов труб и линии сварки трением.

В качестве ознакомительной информации о буровых штангах для установок ГНБ, мы предлагаем ознакомиться с выдержками из статьи журнала РОБТ – официального печатного издания Российского общества по внедрению бестраншейных технологий.


Буровые штанги и бурильные трубы для ГНБ

Как показывает многолетний опыт, далеко не все поставщики буровой техники относятся к вопросу предложения буровых штанг столь же пристально, как к выбору установки ГНБ на основании ее технических особенностей, преимуществ.

Устоявшаяся мировая практика доказывает, что буровые штанги лучше приобретать непосредственно на заводе-изготовителе с устоявшейся репутацией, либо у официальных дилеров таких предприятий. Чем же отличаются буровые штанги от бурильных труб?

Как известно, буровые установки ГНБ подразделяются на три группы: малой, средней и большой мощности. Аналогичным образом инструмент подразделяется на группы: для малых, средних и больших нагрузок.

Рассмотрим вариант применения установок малой и средней мощности.

С увеличением длины пилотного бурения увеличиваются нагрузки на подачу и вращение колонны, появляется эффект пружины, т.е. проходит определенное время для передачи вращения от шпинделя на установке до буровой лопатки. Это вносит определенные неудобства для работы с системой локации. Оператору проблематично «поймать» положение на «6…12 часов» из-за скручивания колонны. Чтобы улучшить ситуацию при бурении на большие расстояния можно использовать буровые штанги большего диаметра, что уменьшает скручивание колонны и изгиб в плоскостях. При этом у вас увеличивается минимально допустимый радиус изгиба штанг, но удается легче соблюдать прямолинейность бурения.

Производители штанг для малого и среднего класса машин в основном делают штанги трех типов: «кованые», «сварка трением» и «сварка трением с предварительной ковкой». Рассмотрим все существующие методы.

Первый метод – FOP (Forged-One-Piece, цельнокованая штанга) – метод ковки при котором оголовки буровой штанги значительно утолщаются за счет многократного индукционного нагрева концов трубы и дальнейшей их высадке на пресс–станке. Далее, после остывания концов нарезается необходимая резьба.

Второй метод – SFW (Standard Friction Welded) –метод стандартной сварки трением. При этом методе замковая часть буровой штанги изготавливается отдельно и, как правило, из более прочного материала – стали марки 42CrMo4. После нарезки необходимой резьбы в соответствии с калибром на станке с ЧПУ, резьбовая часть подвергается процессу азотирования. При этом происходит поверхностное упрочнение стали, что делает поверхность замка и профиль резьбы более устойчивым к износу. На последнем этапе происходит сварка замковой части с телом буровой штанги методом трения.

Третий метод – FFW (Forged-Friction Welded) –метод сварки трением с предварительной ковкой концов буровой штанги. При этом методе концы буровой штанги нагреваются индукционным способом и производится их дальнейшая высадка на прессе. Далее замковая часть, изготовленная отдельно, приваривается к телу буровой штанги методом сварки трением.

Первый метод позволяет сохранить структуру буровой штанги как единое целое, обладающее весьма прочной конструкцией. При этом слабыми местами остается весьма низкая гибкость штанги и весьма быстрый износ замковой части и резьбы.

Второй метод применяется как основной при изготовлении буровых штанг для вертикального бурения (за исключением штанг для бурения глубоких скважин и скважин, имеющих отклонение от вертикали). Этот метод позволяет справиться с основной проблемой вертикальных скважин – большим количеством циклов свинчивания / развинчивания буровых штанг, так как в этом случае замковая часть дополнительно обработана и срок ее службы увеличивается. Слабое место этих буровых штанг для использования в горизонтальном направленном бурении – малая гибкость.

Буровые штанги диаметром 42 мм на линии ПСТ-20Т (фото: ООО «КТИАМ»)

Третий метод – это удачный «микс» первого и второго методов. Данная технология требует больших затрат, но при этом получаются достаточно гибкие штанги с усиленной замковой частью. В последние десятилетия этот метод является наиболее удачным при изготовлении буровых штанг для горизонтального направленного бурения, а также для производства бурильных труб применяемых на глубоких вертикальных скважинах, имеющих отклонение от вертикали.

Поэтому, когда вы выбираете буровые штанги, необходимо принимать во внимание, по какой технологии они изготовлены – это определяет характеристики конечного продукта, такие как предел прочности на разрыв, минимальный радиус изгиба, максимально допустимый крутящий момент.

На сегодняшний день существует огромное количество заводов, занимающихся выпуском штанг. В основном они располагаются в США и Китае, причем, многие заводы, гонясь за дешевизной выпускаемых изделий, до сих пор применяют метод дуговой сварки. Это самое дешевое производство, которое привело к общему восприятию сварных штанг, как некачественных по отношению к «кованым» штангам. Хотя, если завод-производитель буровых штанг осуществляет на собственном производстве доведение стали до нужного класса с обязательным контролем качества и применяет технологию предварительной ковки с дальнейшей сваркой трением замковой части, Вы получаете на выходе продукт наивысшего качества. Это дает Вам дополнительную уверенность при производстве работ методом ГНБ.

Буровые штанги диаметром 42 мм на линии ПСТ-20Т (фото: ООО «КТИАМ»)

Буровые штанги диаметром 63 мм  (фото: ООО «КТИАМ»)

В последнее время с увеличением диаметров трубопроводов возросла потребность определенных компаний в использовании установок ГНБ класса «мега» усилием 500 — 600 тонн, а в этом классе бурильные трубы с замком 6 5/8”  уже работают на пределе технических возможностей. Здесь необходимо обратить внимание на бурильные трубы с замком 7 5/8”, которые сравнительно недавно появились на рынке. Приведем их основные параметры: диаметр тела трубы – 7 5/8” (193,7 мм), допустимый крутящий момент – 292 kNm, допустимое усилие на разрыв – 595 т. Замки: наружный диаметр – 8 1/2”(215,9 мм), внутренний диаметр – 4 1/4”(108 мм), допустимый крутящий момент – 230 kNm, допустимое усилие на разрыв – 1033 т.

Теперь о бурильных трубах для мощных установок.

Технология производства бурильных труб отличается более высокими требованиями к исходному материалу труб (green pipes), химическому составу металла, термообработке, высадке трубы, сварке трением, изготовлению замков и постоянным контролем качества после завершения каждой операции.

Продолжительность использования бурильной колонны напрямую зависит от усталости металла бурильных труб, наружного износа замковой части и самой резьбы. Слабое место на бурильной трубе, более подверженное нагрузкам при изгибе и вращении колонны – это переход тела трубы к замковой части. Для того, чтобы уменьшить усталость металла в этой зоне как раз и делается высадка трубы. Высадки существуют трех типов: наружная (EU), внутренняя (IU) и комбинированная (IEU). Обычно, в зависимости от диаметров бурильных труб, тип высадки меняется. Например, в трубах 3 1⁄2” (88,9 мм) используется наружная высадка, чтобы не уменьшать проходной диаметр, а в трубах от 5” (127 мм) используется комбинированная высадка.

Высаженный конец трубы на линии УВТ-1 (Фото: ООО «КТИАМ»)

Длина высадки у заводов-производителей отличается в зависимости от технологических возможностей производства. Величины меняются от 4’’, 5”, 7’’, 9’’ до 11’’. Завод, на котором мы знакомились с производством бурильных труб, на сегодняшний день, единственный, который делает высадку в диапазоне 9” — 11” (228 — 279 мм), что позволяет выполнить наиболее плавный переход от тела трубы до замковой части и увеличить сопротивление к усталости металла в зоне подверженной самым большим нагрузкам. Для такого размера высадки используется пресс с усилием 2500 т.

После высадки трубы отправляются в печь для термообработки, затем проходят контроль на прямолинейность, контроль магнитной дефектоскопии, ультразвуковой контроль.

Продольный разрез высадки в диапазоне 9» — 11» (слева), Разрез замковой части (справа)

Процесс изготовления замковых соединений по технологии и контролю схожий, но к резьбе предъявляются дополнительные требования, т.е. после нарезки резьбы проводят азотирование, далее приработку резьбовых и упорных соединений методом троекратного закручивания и раскручивания замковых соединений с рекомендуемым крутящим моментом. По желанию заказчика возможно нанесение твердого сплава на замковую часть для уменьшения износа, потом контроль магнитной дефектоскопии, и замки готовы для сварки трением с трубой. После сварки трением удаляются бурты снаружи и изнутри, металл зачищается на ширину 300 мм для последующей термообработки сварного соединения, контроля на твердость, магнитной дефектоскопии и ультразвукового контроля всего изделия.

Благодаря этим технологиям, получаются бурильные трубы с уменьшенным радиусом изгиба, что и нужно для производства работ методом ГНБ (ННБ).

Автор статьи:  Федько А.В. технический директор ООО «СДС-11», г. Санкт-Петербург.

Профессиональный журнал «РОБТ» №10/12/2013

ktiam.ru

технология бурения. Горизонтально направленное бурение

Прокладка коммуникационных линий традиционным способом требует задействования специальной техники, разрушающей грунтовый массив до уровня закладки. В свою очередь, горизонтально направленное бурение (ГНБ) ориентируется на метод бестраншейного формирования канала или шахты, в которую проводится труба или кабель. Конечно, применяемые в данном случае установки выполняют технологически более сложные действия и требуют больше энергетических затрат. Однако есть и множество преимуществ, оправдывающих методику ГНБ. Технология бурения без создания траншеи позволяет осуществлять прокладку коммуникаций в условиях, когда не допускается разрушение поверхности грунта. Особенно это актуально в городских районах, но на этом особенности данного метода бурения не заканчиваются.

Общие сведения о технологии

Техника выполнения бурения по горизонтальной линии заключается в формировании скважины путем раскроя грунта по методу углового прокола. То есть установка с рабочей головкой вводится в недра земли таким образом, что поверхность, под которой планируется проведение коммуникационного канала, сохраняет свою целостность. Традиционный метод и технология горизонтального бурения реализуются с помощью породоразрушающего инструмента. Это буровая коронка с излучателем и скосом. Головка производит пилотное бурение, а затем посредством системы управления осуществляется основная часть работы с изменением параметров образования скважины в зависимости от требований проекта.

Немалая часть работ производится еще до начала бурения. Специалисты изучают свойства и качества грунта, расположение функционирующих коммуникаций и т. д. Зондирование грунтового массива с регистрацией других подземных объектов является важнейшим этапом подготовки, после которого можно начинать горизонтально направленное бурение. Технологии мониторинга возможных трасс пересечения существующей коммуникации с проектной позволяют не только решить вопрос с допуском к работам, но и определить оптимальную тактику и траекторию строительства скважины.

Коррекция параметров бурения

Главная сложность выполнения такого типа бурения заключается не в механическом разрушении грунта, а в поддержании верного направления работы коронки. Управление головкой реализуется с помощью коррекции ее положения по вертикальной и горизонтальной плоскости. Механически эта задача выполняется через гибкий трос. Один его конец фиксируется на окончании буровой штанги, а другим управляет оператор комплекса ГНБ. Технология бурения также предусматривает возможность расширения уже готовой скважины. Для выполнения этой операции буровая насадка заменяется риммером – это устройство, которое выполняет функцию расширителя канала с обратным действием. Путем вращения агрегат формирует необходимые размеры шахты, вместе с этим протаскивая трубопровод.

Локация бурения

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.

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.

Применяемое оборудование

В работе задействуются машины, состоящие из нескольких функциональных блоков. Стандартная комплектация предусматривает наличие в составе ходовой части, кузова с рамой, силовой установки, гидростанции для обслуживания упомянутых растворов, панели управления и др. Отдельное место в комплексе занимает буровой лафет, который может быть представлен разными конструкциями, не говоря о сменных головках. Что касается рабочих характеристик, то технология ГНБ среди ключевых показателей отмечает усилие протяжки трубопровода. Немаловажны и параметры предельной длины и расширения бурения.

Достоинства метода

Не всегда, но во многих случаях уже в процессе эксплуатации коммуникационных систем, организованных по этой технологии, возможна их санация и ремонт без необходимости создания той же траншеи. Кроме того, в условиях повышенного залегания грунтовых вод отсутствует потребность в водопонижении, что расширяет области применения ГНБ. Горизонтально направленное бурение, как уже отмечалось, требует использования более сложной техники, однако в плане логистической организации это один из самых доступных способов создания скважин.

Заключение

По мере внедрения в области строительства и промышленного производства новых технологических решений конечные пользователи получают массу преимуществ. Однако есть и обратная сторона применения современных модернизированных техник и методов, среди которых и ГНБ. Технология бурения в данном случае налагает немалую ответственность на обслуживающий персонал. Аварии в процессе работы происходят редко, но, к примеру, обрушение канала может повлечь огромный ущерб. По этой причине производители бурового оборудования и технологи особенно подчеркивают важность проведения первоначального исследования местности и характеристик грунта.

fb.ru

About the author

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о