Установки горизонтального бурения – Горизонтальное бурение — Википедия

Содержание

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.

ПоказателиNavigator D7х11 Series IINavigator D36x50 Series IINavigator D80x100 Series IINavigator D330x500
Общая масса, т4,8358,98117,01040,823
Крутящий момент, Н.м176367721355867800
Макс диаметр расширения сверления, мм30080010001500
 Макс длина сверления, м1104008001600
Усилие тяги, т4,08216,32936,287149,685

На видео буровая установка Vermeer Navigator D7х11:

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.

ПоказателиSany SD6020Sany SD7535Sany SD12065
Общая масса, т9,617,525,0
Крутящий момент, кН.м71002000033750
Макс. диаметр сверления, мм150020002300
Усилие тяги, т20,050,065,0

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).

ПоказателиJT5JT1220 Mach2JT25JT30 All Terrain
Общая масса, т1,6744,4009,1638,010
Крутящий момент, кН.м746190054201080
Макс. диаметр расширения, мм114от 114от 114от 140
Частота вращения, об/мин195180220400

Видео обзор установки горизонтально-направленного бурения Ditch Witch

МЕМПЭКС

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

ПоказателиУНБ-20МНБ-50МНБ-125
Общая масса, т0,8201,1003,800
Макс. диаметр расширения, мм3005001000
Макс. глубина сверления, м60120150
Усилие тяги, т20,050,0125,0

На видео принцип работы установки гнб на примере модели УБН-20:

allspectech.com

Устройство и принцип работы установки горизонтального бурения

Нередки случаи, когда выполнение таких работ, как бурение, происходит в достаточно скованных условиях и в довольно тесных местах. В данных ситуациях чрезвычайно важно наличие специального оборудования, которое выполняет работу, даже в подобных условиях. На сегодняшний день одним из самых востребованных инструментов в данном вопросе является установка, которое производит бурение горизонтальным методом. Данная установка так и называется установка горизонтального направленного бурения (ГНБ).

 

Эксплуатация установки ГНБ


Как правило, наиболее часто инструмент используется в таких сферах работы, как бурение скважин под прокладывание коммуникаций, бурение скважин под проведение канализации и водопроводной системы, для всевозможных работ, в ходе которых используются скважины. Такими работами является прокладывание всевозможных трубопроводов, проводов для электричества и тому подобные работы. Данная установка рассчитана на горизонтальное выкапывание скважины, длина которой может варьироваться в разных пределах, все зависит от модели и модификации скважины. Как правило, в среднем длина, которую способна пробурить данная установка равняется тридцати метрам в глубину. Но это не обязательный показатель.

 

 

 

Использование установки является достаточно популярным на сегодняшний день. Данная популярность и востребованность установки горизонтального направленного бурения обусловлена тем, что она является удобной в работе. Вес ее достаточно мал, и компактный размер делает работу с данной установкой предельно простой и не требует применения больших усилий. За счет компактности данная установка обладает такими качествами, как бесперебойная работа в труднодоступных местах, а соответственно и продуктивность данной установки является достаточно высокой.

 

 

К тому же при дорожных работах, использование данной установки дает возможность осуществлять работы без прекращения дорожного движения, что так же является немаловажным. Немаловажным является так же и то, что не требуется никаких разрушительных работ и подготовки поверхности заранее для осуществления работ.

 

Устройство установки горизонтального бурения


Основными элементами конструктивного состава установки горизонтального бурения являются рама, на которой расположены все остальные элементы работы и управления. К данным частям относится двигатель, который работает посредством дизельного топлива, ходовая часть, которая может быть, как гусеничного вида либо иметь колесный ход. В оснащение данной установки входят такие детали как гидростанция, устройство которое осуществляет подачу штанг, лафет для бурения. Это уже непосредственные рабочие элементы, которые производят все манипуляции.


Установка ГНБ непременно оснащается такими элементами, как панель, на которой находятся все управляющие части. Так же она оснащена индикационным оборудованием, которое показывает уровень топлива и масел в двигательной системе. Рабочее место оператора так же оборудовано для удобства проведения всех манипуляций установки. При выборе горизонтальной буровой установки как правило придерживаются таких характеристик, как диаметральный размер бурения, который может варьироваться в разных пределах в зависимости от той или иной модели оборудования.

 

Данные установки обладают достаточно мощным двигателем, размеры мощности которого могут равняться пяти с половиной лошадиным силам и выше. За счет того, что привод у данной установки как правило, является гидравлическим, работа на данной установке выполняется довольно легко, без больших силовых затрат. Поскольку управление данным оборудованием является предельно простым, привлечение высококвалифицированного персонала является нецелесообразным, с данной работой справится простой рабочий.

 

Видео работы ГНБ

 

promplace.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

Обзор рынка установок горизонтально-направленного бурения – Основные средства

Прокольное дело

Текущие показатели продаж на мировом рынке техники горизонтально-направленного бурения (ГНБ) на фоне общего спада в строительном секторе демонстрируют положительную динамику и дают хороший повод для долгосрочного оптимизма. Мнения о состоянии российского сегмента не так однозначны. Некоторые специалисты говорят о непростых временах, от других можно услышать о растущем объеме заказов.

Это относительно новое направление, с одной стороны, притягивает новых игроков, с другой – приводит к росту конкуренции. При этом заказчик, выбирая подрядчика, не всегда имеет возможность достоверно оценить его реальную квалификацию. Компании-новички могут купить сильно подержанное оборудование по доступной цене, но они не способны заодно приобрести необходимый опыт. Чтобы быстро зайти на рынок, такие подрядчики подают заявки с ценой ниже рыночной и выигрывают у тех, кто знает, как правильно эксплуатировать эту технику. Наряду с этим есть тенденция, когда уже состоявшиеся компании монополизируют наиболее привлекательные ниши. Как правило, это заказы на переходы повышенной сложности, которые имеют значительную длину и большой диаметр скважины.

Несмотря на взлеты и падения, широкий спектр применения (от прокладки систем водоснабжения и канализации, электрокабелей, волоконно-оптических линий связи до бурения скважин на нефть и газ) позволяет специалистам в этой сфере не только чувствовать себя на плаву, но и с уверенностью смотреть в будущее в ожидании наступления «золотого века» бестраншейной прокладки. Существующие подземные коммуникации рано или поздно перестают удовлетворять потребности эксплуатирующих организаций и тогда требуют расширения, модернизации или ремонта. Для этих целей метод ГНБ считается наиболее приемлемым и экономически рентабельным. Тем более что эта технология распространяется с каждым годом все шире. Многие организации на своем опыте уже убедились, что, например, прокладка кабеля с помощью ГНБ позволяет существенно снизить затраты за счет уменьшения объемов земляных работ и рекультивации, а также сократить сроки исполнения проектов.

К неудобствам можно отнести необходимость утилизации отработанного бурового раствора, который приходится удалять с рабочей площадки с помощью специализированной техники. Использование системы очистки облегчает задачу сохранения окружающей среды, но не решает ее полностью, так как при этом все равно нужно вывозить образующийся шлам. Что касается номенклатуры, можно отметить постепенное увеличение на российском рынке доли комплексов ГНБ «макси» и «мега», в том числе за счет использования данного типа оборудования для добычи сверхвязкой нефти. Количество мини-установок составляет сейчас примерно 50% от общего объема находящихся в эксплуатации машин. Результаты опросов показывают, что профильные специалисты при выборе установок ГНБ оценивают прежде всего уровень качества, наличие сервиса, технической поддержки, сроки поставки расходных материалов и стоимость владения. Для справки: в 2016 г. в мире было произведено и реализовано более 2400 установок ГНБ.

Персоналии рынка

Одними из наиболее надежных в эксплуатации считаются комплексы ГНБ производства компании Vermeer, которая представила свою первую установку для горизонтального направленного бурения в 1991 г. К концу 1990-х линейка Navigator завоевала лидирующее положение на мировом рынке. Одна из последних разработок компании – компактная установка горизонтально-направленного бурения для коммунального хозяйства Vermeer D10x15 S3 Navigator с 60-сильным двигателем Deutz – имеет скорость движения каретки 63,4 м/мин, что на 11% выше по сравнению с предшествующей моделью. Установка отличается пониженным уровнем эксплуатационного шума. Специалисты Vermeer оптимизировали мощность, которая выросла на 36%, усилие продавливания увеличилось до 44,5 кН. Максимальный крутящий момент вырос до 2034 Н.м, скорость вращения шпинделя – до 220 об/мин. Все эти улучшения направлены на то, чтобы помочь подрядчикам, занимающимся прокладкой коммуникаций, проходить большее расстояние за рабочую смену. Установка D10x15 S3, имеющая длину 3,8 м, обладает одними из самых малых в своем классе габаритными размерами, поэтому при работе на проезжей части не блокирует движение транспорта. Сочетание низкого уровня шума и компактных размеров буровой установки D10x15 S3, а также малый допустимый радиус изгиба буровых штанг делают ее подходящей для проходки коротких (от бордюра до здания) скважин для прокладки волоконно-оптических линий связи и других инженерных коммуникаций. Так же, как и на других моделях линейки S3 изделий корпорации Vermeer, на установке D10x15 S3 установлен интерактивный полноцветный сенсорный дисплей DigiTrak Aurora. На экран Aurora в режиме реального времени в легкочитаемом виде выводятся сведения о местонахождении буровой головки. Установка D10x15 – это последняя модель из линейки установок ГНБ Vermeer S3 Navigator, в которую входят установки D20x22 S3, D23x30 S3, D24x40 S3, D40x55 S3 и D60x90 S3 для прокладки коммуникаций и установки ГНБ в классе «макси» D100x140 S3 и D220x300 S3 для проектов по прокладке трубопроводов.

Компания Ditch Witch представила свой вариант компактной установки горизонтально-направленного бурения – JT10. Оборудованная дизельным двигателем Deutz мощностью 66 л.с. (49 кВт), JT10 относится к одной из самых мощных в своем классе. С усилием обратной тяги 44 кН и высокопроизводительным буровым насосом оператор сможет применять расширители большего диаметра даже на малых работах. Сегодня операторы сталкиваются со все более сложными условиями эксплуатации, особенно это касается компактных стройплощадок в городской черте. По заявлению производителя, при создании JT10 новые требования были учтены.

Еще одна новинка того же производителя – это установка Ditch Witch JT40 со 160-сильным двигателем Cummins Tier 4. В созданной с учетом пожеланий клиентов Ditch Witch JT40 реализованы запатентованные решения для оптимизации рабочих характеристик, производительности и комфортных условий труда оператора. Компактная, мощная машина с максимальным тяговым усилием 178 кН оборудована кассетой увеличенной емкости для штанг и имеет массу 9300 кг. Максимальный крутящий момент – 7460 Н.м.

Недавно было объявлено о выпуске вакуумного экскаватора MV800, разработанного компанией Ditch Witch специально для уборки на площадках горизонтально-направленного бурения. Вакуумный экскаватор MV800 приводится в действие бензиновым двигателем Briggs & Stratton мощностью 31 л.с. (23,1 кВт) с электрическим стартером. Система фильтрации MV800 включает встроенную камеру для удаления загрязнений. Бак для грунта имеет объем 3028 л. Функция обратного потока и гидравлический лючок предназначены для выгрузки грунта из бака. Вакуумный экскаватор MV800 может также оснащаться дополнительной системой подачи воды с баком объемом 379 л и системой регулировки давления в диапазоне до 207 бар для извлечения мягкого грунта, например, из подземных коммуникаций. Органы управления расположены безопасно, со стороны тротуара, и позволяют одному человеку управлять всеми функциями машины. Система MV800 полностью размещается на адаптированном прицепе с максимальной разрешенной массой 6350 кг.

Компания Universal HDD считается одним из лидеров по разработке и производству оборудования для горизонтально-направленного бурения. В 2016 г. были введены в строй новые и модернизированные буровые установки: UNI 23x36, 80x100 UNI и UNI 250x400. При изготовлении этих ГНБ применяются самые передовые технологии в отрасли, но вместе с этим сохраняется простой дизайн, обеспечиваются высокая производительность и надежность.

Приоритетом для компании Prime Drilling является качество продукции, которая конструируется, производится и собирается в г. Венден (Германия) с 1999 г. Модульная концепция предоставляет клиенту свободу выбора силы тяги и крутящего момента для буровой установки, которая производится по индивидуальному заказу с учетом пожеланий клиента. Сейчас в мире успешно эксплуатируется более 150 буровых установок Prime Drilling с силой тяги от 300 до 1000 кН. Они позволяют пробурить скважины длиной до 1200 м и диаметром до 1200 мм. Сервисная поддержка осуществляется в режиме 24 часа/ 7дней в неделю. Кроме этого компанией предлагается стандартное и дополнительное оборудование, такое как кран для поднятия бурильных труб, механизм подачи бурильных труб, манипулятор, система контроля параметров бурения, бурильные трубы, расширители, вертлюги, насосные и смесительные узлы, измерительное оборудование и другие необходимые аксессуары для ГНБ. Особенностью компактных установок Prime Drilling является наличие бортового насоса PD-X.1.000-C для экономии места и времени транспортировки, а также обеспечения большей гибкости.

Китайские производители традиционно могут предложить значительно более низкую цену на свою продукцию, но при этом техника ГНБ, поставляемая из Китая, далеко не всегда соответствует мировым стандартам качества. Новинка от Forward (КНР) – миди-установка ГНБ RX33x120 – оснащена двигателем мощностью 176 кВт. Основное назначение по замыслу изготовителей – это строительство водопроводов, канализационных коллекторов, тепловых сетей, газопроводов, нефтепроводов, а также прокладка футляров для кабелей связи и электрокабелей в городских и полевых условиях. Основные характеристики комплекса: усилие тяги – до 330 кН, крутящий момент на низкой передаче – до 14 000 Н.м, максимальная скорость вращения – 180 об/мин и скорость подачи – 42 м/мин.

Проблемы развития

Развитие телекоммуникационных сетей и волоконно-оптических линий связи создает потребности в компактных установках ГНБ для города. С увеличением объема работ объем инвестиций в такую технику тоже растет. Подрядчики хотят работать на небольших, маневренных и в то же время достаточно мощных установках. Плотная застройка городов и развитие их инфраструктуры делает прокладку коммуникаций методом ГНБ все более актуальной, потому что открытый способ прокладки не всегда доступен.

Если говорить об использовании технологии ГНБ в нефтегазовом секторе, то большое количество оставшихся от СССР переходов различного назначения, в том числе магистральные нефте- и газопроводы, построенные открытым траншейным способом, вырабатывают свой ресурс и требуют замены. Таким образом, потенциал рынка подземной инфраструктуры практически безграничен. На вопрос, какие трудности приходится преодолевать специалистам горизонтально-направленного бурения, наверное, найдется много эмоциональных ответов. Одной из проблем можно считать надлежащий объем инженерных изысканий и проектирования. Бóльшая часть ошибок, проявляющихся на стадии строительства, является следствием неполноты исходных данных, недостатка достоверной информации о состоянии подземного пространства и неточностей в проектной документации.

К особенностям работы в нефтегазовой отрасли и с госкомпаниями можно отнести то, что каждый крупный заказчик создает свою нормативную базу, при том, что нормативно-технической документации федерального уровня пока не существует.

Еще одной проблемой, стоящей перед рынком ГНБ сегодня, причем не только в России, но и во всем мире, является недостаток квалифицированных и надежных бурильщиков. Надо отметить, что два ведущих производителя оборудования для ГНБ – Vermeer и Ditch Witch – уже приступили к реализации масштабных программ, направленных на оказание помощи в обучении операторов ГНБ. Преимущество этих компаний в том, что они работают в этом направлении совместно со своими дилерами, рассредоточенными по всему миру. В частности, Ditch Witch предлагает интерактивное обучение, комплексную учебную программу, включающую работу в аудитории в течение нескольких дней, подготовку на имитаторе ГНБ для понимания принципов управления машиной или совершенствования своих навыков, а также на смоделированной рабочей площадке для получения практического опыта работы с оборудованием.

os1.ru

Устройство и принцип работы установки горизонтального бурения. Установки горизонтального бурения

Буровая установка предназначена для гидрогеологического, инженерно-геологического, а также разведочного бурения скважин глубиной до 50 м вращательным способом шнеками и ударно-канатным способом. При наличии бурового насоса можно производить колонковое бурение до глубины 100 м.

Установка смонтирована на шасси автомашины ГАЗ-66. Вместе с установкой транспортируется специально оборудованный автоприцеп с комплексом бурового инструмента.

Мачта высотой 8 метров позволяет поднимать свечи длинной до 6 метров. При осуществлении спуско-подъемных операций вращатель отводится в сторону, освобождая пространство для подъема шнеков или ударного инструмента. Привод всех механизмов установки осуществляется от установленного в кузове автомашины дизеля Д-48 мощностью 35,3 кВт. Масса установки 5,1 т.

Таблица 7. Технические характеристики буровой установки УГБ-50М

Глубина бурения, м

Начальный диаметр скважины, мм

Способ бурения

Шнековый, колонковый, ударно-канатный

Автомобиль ГАЗ-66

Тип вращателя

Подвижной ротор

Частота вращения инструмента, об/мин

Ход каретки вращателя, мм

Основное усилие, кН

Грузоподъемность лебедки. кг

Скорость навивки каната на барабан, /с

0,64; 1,24; 1,98

Тип ударного механизма

Кривошипношатунный

Число ударов снаряда в минуту

Масса ударного снаряда, кг

Величина хода ударного снаряда, мм

Высота мачты, мм

Максимальная грузоподъемность мачты, кг

Габаритные размеры, мм:

Масса, кг

Заключение

Во время буровой практики мы познакомились с устройством буровых установок, агрегатов, буровых инструментов, их техническими характеристиками. Также мы получили практические навыки проведения операций, выполняющихся на различных этапах бурового процесса.

Список литературы

    Родионов Н.С. Горное и буровое оборудование. М.: Недра, 1983.

    Блинов Г.А. Справочное руководство мастера геологоразведочного бурения. Л.: Недра, 1983.

    Кирсанов А.М. Буровые машины и механизмы. М.: Недра, 1981.

Установка для горизонтального бурения предназначена для бурения горизонтальных скважин диаметром до 50 мм, длиной бурения до 30 м. Незаменима при прокладке кабельных коммуникаций, сетей газа и водопровода, располагающихся под железными и автомобильными дорогами, а также под оросительными каналами.

Преимущества перед аналогами:

  • максимальное отклонение от прямолинейности – 500 мм;
  • возможность фиксации и регулировки горизонта

kupildoma.ru

Прохождение препятствий методом горизонтального направленного бурения (гнб)

Наиболее существенным преимуществом является то, что при данном методе наносится наименьший вред окружающей среде по сравнению с любым другим методом строительства. Данная технология позволяет обеспечить максимальную глубину прохода под преградой, что очень важно при преодолении водных преград. Расходы по содержанию водных переходов сводятся к минимуму. При применении технологии ГНБ удается сократить сроки строительства, поскольку на ход бурительных работ не влияет ни погода, ни подъем уровня воды.

Технология ГНБ: работы начинаются с развертывания установки ГНБ на месте предстоящих работ, затем пробуривается направляющая (пилотная) скважина под рассчитанным углом под препятствием с определенным профилем, части которого является прямыми тангенциальными линиями с большими радиальными дугами, т.е. плавно без резких изгибов.

Направление ГНБ контролируется с помощью небольшого изгиба на буровой колонне сразу же за режущей головкой. Буровая колонна направляющей скважины не вращается за исключением тех случаев, когда нужно ориентировать вышеупомянутый изгиб. Например, если изгиб ориентирован вправо, то и буровая проходка пойдет вправо с наименьшим радиусом изгиба. Буровая проходка контролируется с помощью электронного устройства, расположенного в буровой колонне вблизи режущей головки. Это устройство определяет положение буровой колонны относительно магнитного поля Земли и ее наклона. Полученные данные передаются на поверхность Земли, где автоматически определяется местонахождение режущей головки. Как только направляющая скважина готова, ее необходимо расширить для прокладки по ней рабочего трубопровода. Например, если диаметр трубопровода составляет 91,4 см (36''), то скважина должна быть расширена до 121,92 см (42''). Эта операция выполняется расширителем. Обычно расширитель присоединяется к буровой колонне на противоположном берегу и протягивается к буровой установке через пилотную скважину. По мере протягивания расширителя в бурильной установке производится наращивание буровой трубы. В процессе бурения производится закачивание большого объема бурового раствора в скважину с целью поддержания целостности скважины и удаления продуктов бурения. После расширения, в скважину затягивают рабочий трубопровод. Расширитель крепится к буровой колонне, а затем с помощью шарнира к головной части протягиваемого трубопровода. Шарнир необходим для предотвращения передачи вращательного движения расширителя в колонне трубопровода, обеспечивая тем самым, плавное его протягивание через скважину. Протягивание продолжается до тех пор, пока расширитель и прокладываемый трубопровод выйдут на поверхность земли у бурильной установки.

Принцип работы установок гнб

Перед началом бурения, готовится водно-бентонитная суспензия (буровая жидкость), с внесением в нее полимера. Относительное количество полимера, бентонита и расход суспензии определяются составом грунта. Существует такое большое количество различных типов и видов полимеров, что даже трудно себе вообразить. Но, в основном, используется жидкообразный полимер, частично гидролизированный полиакриламид. Это противное, слизкое, вязкое, липкое вещество, которое обеспечивает следующее: быструю циркуляцию суспензии, уменьшение фракции жидкости (трения), уменьшение набухания и налипания грязи. Расход суспензии на 100 м бурения, расширения отверстия до 100 мм и укладке трубы будет не более 1900 литров. Стоимость расходных материалов не превышает 5% стоимости бурильных работ.

Установка ГНБ закрепляется на исходной точке вертикальными стойками-упорами (анкерами) и буровая лопатка, прикрепленная к первой штанге,

вращательно-поступательным движением вводится в грунт.

Буровая головка для проходки лидерной (пилотной) скважины в сжимаемых грунтах.

Буровая головка для скальных грунтов (со встроенным гидрозабойным двигателем).

В зону бурения под большим давлением, по внутреннему каналу буровой штанги и специальным отверстиям в бурильной лопатке (соплам), подается буровая жидкость, разжижающая грунт и формирующая в нем скважину. Буровая жидкость одновременно является смазкой между грунтом, буровыми штангами и коммуникационным средством, при последующем его затягивании в скважину.

По мере вхождения бурильной лопатки в грунт, штанги автоматически подаются из кассеты и соединяются между собой при помощи конической резьбы. Оператор установки ГНБ при помощи рычагов управления может изменять вталкивающее усилие и частоту вращения бурильной лопатки. Важным условием долговечности работы буровых штанг, является смазка их резьбы специальными смазочными материалами при свинчивании штанг в плеть. Форма бурильной лопатки позволяет изменять «угол атаки» при бурении, т.е. производить «руление» бурильной лопатки.

При этом останавливается вращение лопатки в определенном положении, отслеживаемом на локаторе (см. рис. 7.5.) и производится только ее вдавливание.

В зависимости от того, как расположена лопатка в данный момент времени, она может изменять направление движения под землей.

Локационная система (дисплей)

За счет упругой деформации штанг на 90 - метровом участке бурения возможно изменение направления бурения на 90 град.

Оператор локационной системы во время процесса бурения постоянно отслеживает положение бурильной лопатки по трем координатам: пройденному расстоянию, глубине залегания бурильной лопатки и «углу атаки». Кроме того, эти данные оперативно передаются на информационный пульт оператора установки ГНБ, с которым оператор локационной системы также поддерживает радиосвязь. Это позволяет вводить плеть буровых штанг в грунт и выводить ее из грунта в расчетном месте с высокой точностью позиционирования.

Возникшие под землей по маршруту бурения препятствия (крупные камни, металлические предметы и т.п.), можно обойти, изменяя "угол атаки" бурильной лопатки. Для этого, необходимо вытащить плеть на одну-две штанги, выставить бурильную лопатку под определенным углом и вновь произвести вдавливание плети. За счет изменения "угла атаки" бурильная лопатка с плетью штанг изменит направление движения и обойдет препятствие. Для обхода крупногабаритных препятствий вышеуказанную операцию, при необходимости, проводят в несколько проходов. Если обойти препятствие вышеуказанным способом не представляется возможным, вместо бурильной лопатки используют шарообразный бур, которым в препятствии высверливается отверстие (см. рис.)

После выхода плети штанг на поверхность земли, бурильная лопатка заменяется расширителем (риммером), который предназначен для расширения отверстия в грунте при обратном ходе плети - втягивании. При этом буровая жидкость формирует скважину, и наличие в водно-бентонитовой смеси полимера, позволяет ей сохранять форму после прохождения риммера. Формы расширителя зависят от твердости грунта.

Скважины большого диаметра формируются за несколько проходов. Для мягких грунтов, скважины диаметром до 500 мм формируются за один проход. При этом за риммером, через специальный вертлюг, к плети подсоединяется труба, которая затягивается в скважину одновременно с ее расширением.

Диаметр сформированной скважины, как правило, должен быть на 30% - 50% больше диаметра затягиваемой в нее полиэтиленовой или металлической трубы (коммуникационного средства) без изоляции и, в два раза больше, при затягивании в скважину трубы (коммуникационного средства) в изоляции. При затягивании коммуникационного средства бентонит заполняет пустоты, затвердевает и предотвращает проседание грунта. Проверку целостности изоляции после прокладки коммуникаций производят неразрушающим методом контроля.

studfiles.net

Горизонтально направленное бурение - технология ГНБ

Горизонтально направленное бурение – это такая технология пробивки грунта, при которой положение стакана для скважины наклонено под любым углом от вертикальной оси вплоть до горизонтального положения. При отклонении скважины от вертикальности оси хотя бы на два градуса, их уже называют наклонными.

Реализуется методика установкой горизонтально направленного бурения, оснащенной специализированной буровой штангой с гибкими управляемыми соединениями. Это позволяет регулировать ход бурового инструмента в грунте при работе.

Преимущества методики

Использование методики горизонтально направленного бурения ГНБ широко распространено в сфере нефтегазодобычи, проведения различных коммуникаций под землей и строительстве.

Технология применяется в случаях выполнения следующих работ:

  • Бурение нефте- и газодобывающих скважин;
  • Бурение для геологического исследования;
  • Перед прокладкой канализации;
  • Перед прокладкой газоснабжения и водоснабжения;
  • При обустройстве кабельной магистрали.

Сегодня технология, использующая установку горизонтально направленного бурения, считается наиболее выгодным способом провести водоснабжение, газоснабжение и  другие коммуникации под землей, выполнить добычу полезных ископаемых.

В отличие от траншейного типа, бестраншейный способ обладает рядом отличительных черт:

  • Минимальные затраты времени и денег;
  • Прокладка коммуникаций без срывания слоя асфальта;
  • Бурильные установки такого типа могут бурить скважины в местах, где наземные работы недопустимы;
  • Технология проста в выполнении и требует не более пяти человек в бригаде.

Горизонтально направленное бурение — технология ГНБ

Таким образом, технология горизонтального бурения является выгодной и удобной, позволяющей выполнить работы в таких местах, где надземные работы недопустимы техникой безопасности.

Необходимое оборудование

Для реализации технологии горизонтально-направленного бурения потребуется буровая установка и специальная машина – все это зачастую называют установка ГНБ или машина ГНБ. Кроме того, применяется система локации – обязательная составляющая успешного процесса создания скважины с ГНБ.

Система локации

Без этой системы очень сложно контролировать наклон бурения через УГНБ, поскольку буровой инструмент находится в грунте. Чтобы в процессе работы не разрушились имеющиеся коммуникации, либо инструмент не сломался о твердые породы, движение бурового инструмента контролируется геолокационной системой.

Она представляет собой небольшой зонд, который крепят на буровой головке и устройство для отслеживания показателей зонда.

Для работы с локационной системой требуется оператор, который будет корректировать работу бурового инструмента на основе данных, полученных с зонда.

Машина для бурения

Для реализации наклонной технологии требуется аренда специального оборудования. Промышленная установка состоит из:

  • двигателя;
  • ходовой части;
  • кузова.

Ее рабочая буровая часть включает в себя:

  • мини-станцию с подачей воды через шланг;
  • буровой лафет;
  • панель управления.

При выборе устройства нужно руководствоваться максимальным усилием протяжки и максимальным диаметром и длиной бурения.

Планируя прокладку труб, руководствуются объемом расхода бетона в литрах на минуту, а также возможную гибкость буровой штанги – от нее зависит смена направления бурения в процессе работы.

Шнековые установки

Применяется также технология шнекового горизонтально направленного бурения. Устройство установки здесь несколько проще – она состоит из двигателя, штанги, буровой головки и каркаса, соединяющего все эти элементы в один механизм.

Конечно, буровые установки промышленного масштаба более совершенны и функциональны, но приведенная конструкция для шнекового бурения с успехом может использоваться для частного бурения скважин любой глубины, вплоть до артезианских скважин. Кроме того, в управлении и сборке такая установка очень проста и не требует специальных технических знаний.

Шнековые установки для ГНБ

Дополнительные устройства

Таковыми являются фиксирующие элементы при прокладке обсадных труб ПВХ, расширители, насосы, откачивающие остатки бетонита, освещение, генераторы, устройства, устраняющие аварийные состояния.

Этапы работы

Перед началом работ проводят следующие стадии подготовки:

  • Уточняют положение подземных коммуникаций, отмечают опознавательными знаками кабельные провода и трубопроводы.
  • Выбирают лучшую трассу для прокладки исходя из особенностей местности.
  • Уравнивают и освещают площадку для установки буровой машины.
  • Машину устанавливают на подготовленной позиции, подвозят к ней буровые штанги и бетонит, укрепляющий скважину.

Сначала бурят небольшой тоннель, не более десяти сантиметров в диаметре под углом до двадцати градусом. При выходе на нужную глубину параметры тоннеля приводят к требуемым.

Движение бурового инструмента может изменяться в любой плоскости. Для расширения полученного тоннеля используют ример вместо буровой головки, затем устанавливают машину на режим работы с обратными оборотами. Тогда ример выполняет обратные движения, от выхода тоннеля до буровой машины.

Этапы работы ГНБ

Для получения нужного диаметра выполняют до трех проходок, в зависимости от размера римера. Прокладку труб осуществляют скобами и вертлюгами, присоединенными к трубе.

Для фиксации вертлюги потребуется оголовок с присоединенной к нему буровой колонной. После монтажа трубы, ее отсоединяют от колонны. На этом процессе бурение, направленное горизонтально, можно считать завершенным.

Видео по теме: Горизонтальное направленное бурение ГНБ

promzn.ru

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *