Технология ГНБ бурения

Основные этапы технологии ГНБ

Перед проведением горизонтального бурения обязательно выполняются подготовительные работы. Они включают в себя создание проекта ГНБ и получение необходимых разрешений. Для этих целей исследуют состав грунта, выполняется шурфление на сложных участках трассы. В итоге разрабатывается оптимальная траектория подземной магистрали, и затем на стройплощадку доставляется буровое оборудование.

Технология ГНБ включает в себя 4 основных этапа:

1. Создание пилотной скважины

При необходимости роется небольшой приямок. Бурение производится в наклонном, горизонтальном направлении при помощи буровой головки на гибкой штанге. Породоразрушающий инструмент небольшого диаметра (50–80 мм) легко управляется рабочей нитью, что позволяет придерживаться выбранного направления и обходить подземные препятствия. Контролировать процесс помогает установленный на головке излучатель. Он посылает сигналы, которые фиксируются на поверхности при помощи локационного устройства. Таким образом рабочий определяет точное местоположение бура под землёй и в случае необходимости останавливает процесс, а затем корректирует траекторию. В буровой головке имеется полость, через которую закачивается специальный раствор. Он формирует суспензию с измельчённой породой, тем самым снижается трение, обеспечивается охлаждение инструмента и укрепляются стенки скважины, предотвращая обвал.

2. Расширение скважины

Пройдя всю необходимую траекторию, буровая головка заменяется в приямке на расширитель с обратным действием (риммер). С помощью тягового усилия и вращения он движется назад к буровой установке. Это позволяет расширить пилотную скважину до нужного уровня, на 50 % — 100 % больше чем сечение укладываемой трубы. Чтобы создать отверстие необходимого диаметра требуется от 1 до 3 проходов риммера. В этом случае возможна его последовательная замена на устройства с большим диаметром.

3. Протягивание трубы

Плеть трубопровода размещается на противоположной от буровой установки стороне. К плети закрепляется оголовок (серьга). Он связан с вертлюгом и риммером. Риммер вращается и движется назад, а вертлюг не передаёт вращательное усилие трубе. По такой технологии производится протягивание трубопровода. При определённых геологических условиях, для укрепления затрубного пространства туда закачивается цементрирующий раствор.

4. Сдача объекта

После протягивания, трубопровод отсоединяется от риммера, и на этом монтажные работы заканчиваются. Подрядчик предоставляет заказчику проектные документы, в которых имеется схема подземной магистрали в различных плоскостях с точными координатами и привязкой к наземным объектам.

Метод горизонтально-направленного бурения не используют на малой глубине (менее 1,5 м) и на очень коротких переходах из-за ограничения размера штанг.

Оборудование и материалы, используемые для ГНБ

Для создания горизонтальных скважин применяют установки ГНБ, которые представляют собой строительную технику на колёсном или гусеничном ходу. Машина имеет дизельный двигатель, гидростанцию, панель управления и устройства для перемещения штанг. Такая спецтехника работает автономно и не зависит от внешней подачи электроэнергии. Главными характеристиками установок ГНБ являются: усилие протяжки в тоннах, диаметр возможного расширения скважины и максимальная длина пробуриваемого отверстия. К дополнительным показателям относят радиус возможного изменения траектории бурения и расход бурового раствора.

Система локации — это важнейший инструмент, при помощи которого производится управление буром и осуществляется контроль правильности выбранной трассы. Устройство состоит из зонда на буровой головке и прибора синхронизации в руках оператора на поверхности земли. Прибор регистрирует угол и направление движения породоразрушающего инструмента, его температуру, скорость вращения.

Расходным материалом является буровой раствор. Это промывочная жидкость, от свойств и качества которой на 70 % — 80 % зависит успешность создания подземных магистралей. Бентонитовые растворы могут иметь различный состав, в зависимости от состава грунта, тяговой мощности установки и т. д.

К вспомогательному оборудованию относятся станки для сварки труб ПНД, системы для приготовления буровой смеси, тягачи для перевозки спецтехники, водовозы с подогревом, илососы с каналопромывкой, грузовые машины, автомобили с краном-манипулятором.