Горизонтальное шнековое бурение: суть метода

Горизонтальное шнековое бурение: суть метода

Когда используется технология

Горизонтальное бурение чаще всего используется в труднодоступных местах — на озерах, болотах, реках, под зданиями, железнодорожными путями, дорогами и в экологических зонах. Существует несколько методов бестраншейной прокладки коммуникаций — прокол, санация, шнековое горизонтальное бурение. Использование буровых машин ускоряет время работ, снижает финансовые и трудовые затраты. Во время прокладки коммуникаций методом бурения нет необходимости в большом количестве техники и рабочих, отвале земли и благоустройстве поврежденных участков городской территории.

Горизонтальное шнековое бурение: суть метода

Преимущества бурошнекового метода

Траншейная технология прокладки коммуникаций считается морально устаревшей по экономическим и производственным причинам. Первая выгода шнекового горизонтального бурения — объем работ и количество нужных трудовых ресурсов. С бурильной установкой справляется одна бригада рабочих, а объем вынутой земли много меньше. При этом сроки строительства в зависимости от длины коммуникаций сокращаются в 2-20 раз.

Экономические затраты на горизонтальные направленные работы сокращаются на 30 %. При этом не нужно прерывать движение транспорта при прокладке труб под дорогами или реками, а железнодорожное и асфальтное полотно остается нетронутым.

Горизонтальное шнековое бурение

Во время бурения экология не страдает, а сам процесс доставляет минимум неудобств людям. Риск возникновения аварий на участке сводится к минимуму благодаря использованию управляемых буровых головок.

Недостаток технологии горизонтального бурения заключается в невозможности работы на подвижных грунтах.

ГНБ и ННБ – в чем разница?

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ), является самым популярным методом, востребованным при возведении трубопроводов диаметром до 120 см в условиях уже имеющихся подземных коммуникаций, поверхностных сооружений и сложного грунта. ГНБ бурение в СПб осуществляется с помощью специальных установок, оснащенных гибкой штангой и головкой для бурения, позволяющих создавать ровные полости без отклонений от плоскости внутреннего профиля.

чем отличается гнб от ннб
Преимуществами такого метода бурения являются:

  • сохранения ландшафта рабочего участка;
  • возможность работы с любыми типами труб на расстояния до десятков километров;
  • требует минимальных земляных работ;
  • доступная стоимость, рассчитываемая от расстояния магистрали и ее диаметра;
  • короткие сроки проведения работ;
  • отсутствие дополнительных расходов и привязки к сезонности;
  • исключение точечных нагрузок.

Технология горизонтально направленного бурения включает несколько этапов. На предварительной стадии проводят инженерные изыскания и разрабатывают проект. При проведении обследования определяют:

  • Физические свойства и структуру почвы на участке бурения.
  •  Глубину залегания, режимы перепада уровня грунтовых вод с учетом сезона.
  • Наличие трасс других инженерных коммуникаций.

На предварительном этапеподземного горизонтального бурения также выполняют геодезическую съемку участка и составляют топографический план. Данные изысканий содержат информацию для разработки проекта.

При разработке проекта горизонтального бурения методом ГНБ решают вопросы выбора технических решений бурения, конструкции трубопровода, обеспечения экологической безопасности.

Далее осуществляют другие этапы технологии горизонтального бурения:

  • Поиск неучтенных коммуникаций на участке. Препятствия могут повредить бурильную головку и несколько изменить бурильный профиль.
  • Разбивку трассы. При значительной длине трубопровода трассу разбивают на отдельные участки.
  • Подготовительные работы. Оборудуют подъездные пути, доставляют и монтируют оборудование.
  • Бурение пилотной скважины. Устанавливают буровую головку, вводят ее в грунт. Завершает бурение горизонтальной скважины выход головки на поверхность в конце участка.
  • Расширение ее до расчетного диаметра. Развертку скважины делают при помощи расширительной головки.

Завершают работы устройства коммуникаций методом горизонтально направленного бурения контроль качества работ, уборка участка и передача исполнительных документов заказчику.

К недостаткам данного метода относится только невозможность проведения работ на участках с большим количеством строительного грунта, с высокой интенсивностью передвижения подземных вод и с вероятностью возникновения оползней.

В отличие от горизонтально-направленного бурения, ННБ (наклонно-направленное бурение) активно применяется в области добычи газа и нефти, горизонтальное бурение нефтяных скважин нецелесообразно, так как именно ННБ позволяет создавать скважины со сложным профилем внутреннего пространства. Сформированная по данной технологии полость может включать в себя интервалы как точно-вертикального характера, так и с видимым отклонением участков длиной в несколько километров, заданных программой. Особо актуальна технология наклонно-направленного бурения во время проведения многоствольного и кустового бурения, а также разведки на наличие газа или нефти.

Данный вид бестраншейной прокладки коммуникаций отличается рядом ценных преимуществ, среди которых особо стоит выделить следующие:

  • возможность формирования конечной точки скважины с отклонением, соответствующим наклону пласта;
  • увеличение продуктивности добычи нефти или газа;
  • обеспечение доступа к залежам, к которым отсутствует прямой подход;
  • возможность предотвращения аварийных ситуаций, путем создания глушащих скважин с безопасного расстояния;
  • организация кустового бурения в случае группировки устьев на ограниченной территории.

Но, кроме положительных сторон, у метода ННБ есть и отрицательная сторона – это невысокий темп реализации проектов, который связан с необходимостью частой проверки профиля скважин и сложности процесса бурения при внедрении в горные породы.

ГНБ и ГШБ – в чем разница?

Горизонтально-шнековое бурение (ГШБ) – технология, активно применяемая в промышленных зонах для сооружения разнообразных коммуникаций, в том числе и прокладки водопровода в грунте, цена которой будет отличаться демократичностью. В отличие от предыдущих методов, здесь бурение осуществляется стальным шнеком и вращающимся долотом, которые в процессе работы вырезают грунт и выводят его на поверхность.

гнб и гшб в чем разница

Главная особенность данной технологии заключается в удалении отработанного грунта, так как он выводится со скважины без применения специальных растворов.

Главными преимуществами горизонтально-шнекового бурения, являются:

  • укрепление поверхностей скважин, благодаря сухому методу вывода отработанного грунта;
  • самая высокая скорость исполнения, даже при сложных условиях работы;
  • снижение вероятности обвалов скважины;
  • моментальное и качественное очищение канала от мусора;
  • высокая точность точек входа и выхода с сохранением заданного уклона.

Но, при всех преимущества у данного способа есть один выраженный недостаток – для бурения нужно рыть котлованы стартовой площадки и точки выхода. А, это требует не только наличия большой свободной площади, но и применения специальной техники. Выбор способа прокладки коммуникаций делается исходя из технической и экономической эффективности. Метод ГНБ имеет свои достоинства и недостатки по сравнению с другими способами бестраншейного устройства подземных трасс

Технические характеристики

Технические характеристики буровой установки СО 2 представлены в таблице:

Характеристики Показатели
Диаметр бурения скважины (максимум) 600 мм
Максимальная глубина скважины 30 м
Скорость бурения в мягких грунтах 9 м/ч
Частота вращения инструмента для бурения 43 об/мин
Диаметр уширенной полости (максимум) 1600 мм
Мощность электрического двигателя 55 кВт
Тип электропривода двигателя 4АМРУ250М6
Напряжение электрического оборудования 138 В
Полная длина установки 11 000 мм
Ширина установки 3 200 мм
Высота установки 23 000 мм
Масса базовой машины 36 200-38 300 кг
Масса навесного оборудования 15 000 кг
Способ проходки скважины шнековый или ковшовый с буром (в обводненных грунтах)

Этапы технологического процесса

Горизонтальное шнековое бурение начинается с выемки двух котлованов — стартового и конечного (рабочего и приемного). В рабочем котловане устанавливается буровая машина и дополнительное оборудование, в конечном завершаются все произведенные работы и принимается труба или футляр для нее.

На первом этапе проводится управляемое пилотное бурение, когда задается направление и длина канала. Так проводится «пристрелка» тонким буром, в процессе которой исключается возможность возникновения аварийной ситуации, особенно в городских условиях с обширной сетью трубопроводов и подземных кабелей.

Шнековая бурильная установка

На втором этапе пробуренная скважина малого размера расширяется методом продавливания обсадной трубой, закрепленной на штангах расширителей, до нужного диаметра. Выемка земли осуществляется механизмом, части которого набираются на рабочий вал машины горизонтального шнекового бурения. Шнеки располагаются в металлической трубе, укладываемой в скважину, и располагаются сразу за буровой головкой.

Третий этап заключается в подготовке рабочей трубы и ее продавливании вслед за обсадной трубой. После укладки труб в полученный канал буровая установка и другое оборудование извлекается из котлована, части коммуникации соединяются между собой.

Машины для бурения

Согласно ППР бурошнековое бурение может осуществляться несколькими видами устройств. Выбор модели будет зависеть от задания и объемов работы, так что придется вначале осуществить точные расчеты, чтобы получить машину с нужными техническими характеристиками. При недостаточной мощности не получится сделать задуманное, а при избыточной — придется нести лишние издержки.

Бурошнековая установка

Также важна и характеристика ТТК бурошнекового бурения, которая определяется установленным методом. Вообще при проведении любых видов работ нужно внимательно следить за показателями безопасности, так как они позволят не выходить в своих действиях за рамки текущего законодательства. Любые нарушения будут караться серьезными санкциями вплоть до возбуждения уголовного дела.

Установки бурошнекового бурения могут работать в двух режимах:

  • •    бурение при помощи пилотных штанг с двойной стенкой;
  • •    бурение с использованием управляемой активной буровой головки.

Оба вида обладают высокой точностью, так как операция проходит под руководством профессионального компьютерного оборудования и высокоинтеллектуальной программы бурения. От человека нужно лишь задать соответствующие параметры работы, чтобы машина могла понять возложенные на нее обязанности. Инструкция на бурошнековое бурение имеется на каждой установке, так что разобраться с сутью операции не составит большого труда. Главное — выполнять все указания изготовителя, чтобы не испортить машину, так как ремонт и замена деталей обойдутся очень дорого.

Шнековое бурение

Технология шнекового бурения — это современная технология по укладке футляров для выполнения работ по прокладке трубопроводов. Эта технология в отличие от традиционного ведения работ открытым способом не требует раскопки траншеи по всей трассе прокладки коммуникаций, что позволяет свести к минимуму воздействие на окружающую среду и нарушения в работе транспорта и систем жизнеобеспечения.

Шнековое бурение позволяет осуществлять прокладку подземных коммуникаций практически в любых условиях, в том числе и в районах исторической застройки города. Она может использоваться в таких проектах, которые требуют проходов под автострадами, железнодорожными путями, взлётно-посадочными полосами и т.п.

Горизонтальное шнековое бурение — это универсальная бестраншейная технология подземного строительства, которая позволяет быстро, эффективно и недорого решать задачи, связанные с развитием инфраструктуры города, в том числе и те, которые до настоящего времени не имели экономически оправданного решения.

Технология

Сущность технологии бурошнек бурения состоит в высокоточной прокладке стального футляра с помощью мощной домкратной станции, оборудованной вращающимся буровым инструментом. Футляры служат в качестве основы для прокладки трубопроводов различного функционального назначения (в том числе каналов для электроснабжения и связи)

Во время подготовительного периода производится строительство двух шахт и/или котлованов — стартового и приёмного. Их диаметр или линейные размеры не превышают нескольких метров. Глубина стартовой и приёмной шахты сопоставима с глубиной прокладки трубопровода.

Этапы производства работ:

  • на первом этапе происходит управляемый прямолинейный прокол грунта пилотной штангой посредством мощных домкратов. Секции пилотных штанг последовательно продавливаются на всю длину проектной трассы. Контроль проходки осуществляется лазерным теодолитом с видеокамерой и мишенью. Результаты контроля выводятся на видеомонитор.
  • на втором этапе проводится расширение пилотной скважины до рабочего диаметра. Той же домкратной станцией, в предварительно разрыхлённый буром грунт, продавливается футляр (или рабочая труба). Извлечение грунта из продавливаемого футляра (трубы) осуществляется транспортными шнеками.
  • третий этап выполняется при необходимости и включает в себя протаскивание рабочей трубы в футляр.

Установка шнекового бурения
Технические параметры

  • Размер стартового котлована — 6,5х3,0 м.
  • Размер приемного котлована – 3,0х3,0 м.
  • Максимальное расстояние между котлованами — до 60 м.
  • Средняя скорость проходки —0,7 м/час.
  • Диаметры прокладываемых футляров: 300-800 мм.

Область применения технологии:

  • при строительстве подземных коммуникаций городского назначения — сетей водоснабжения и канализации, коллекторов, газовых, электро- и теплосетей, линий связи;
  • при прокладке футляров для электрических кабелей, газопроводов и нефтепроводов;
  • при строительстве под взлётно-посадочными полосами, железными дорогами и автомагистралями;
  • при строительстве в районе пересечения влагонасыщенных участков земли;
  • при прокладке коммуникаций к объектам, расположенным в центре водоёма;

Ограничения в применении:

Прокладка в скальных породах грунта

Отличительные свойства

Во всех случаях применение технологии бурошнекового бурения имеет убедительные плюсы там, где ведение работ открытым способом затруднено или вообще невозможно.

  • Значительная экономия за счёт минимума земляных работ при строительстве сетей и сооружений.
  • Не нарушается движение транспорта, т. е. возможно применение данного метода в условиях плотной городской застройки.
  • Возможность использования в нестабильных грунтовых условиях.
  • Меньший риск повреждения существующих коммуникаций по сравнению с открытыми способами прокладки трубопроводов.
  • Минимальные размеры зоны производства работ, что делает данный метод особо актуальным в условиях выполненного комплексного благоустройства территорий.
  • Не загрязняет окружающую среду.

Оборудование для горизонтального бурения

Машины горизонтального бурения прессово-шнекового типа РВА имеют простую конструкцию, не считая отдельных узлов типа дизель-генератора. Установка представляет собой станину, на которой расположен дизель-генератор с блоком силовых гидравлических цилиндров. К раме буровой машины крепится лафет, который служит направляющими для задаваемой обсадной или рабочей трубы. К валу гидравлического блока крепятся штанги с буровой головкой для пилотного бурения. За буром располагается датчик первичной передачи, информация с которого поступает на пульт оператора. Благодаря датчику происходит постоянный контроль глубины, дальности и угла атаки буровой головки.

Дополнительное оборудование состоит из набора штанг и труб со шнеками, которые набираются на штангу по мере выемки земли из горизонтальной скважины. Иногда машины РВА выпускаются не в стационарном виде, крепящемся на подготовленную площадку анкерными болтами, а на пневматическом ходу.

Горизонтальная буровая машина

Технология метода «бурошнекового бурения»

Сущность технологии бурошнекового бурения состоит в высокоточной прокладке стального футляра с помощью мощной домкратной станции, оборудованной вращающимся буровым инструментом. Футляры служат в качестве основы для прокладки трубопроводов различного функционального назначения (в том числе каналов для электроснабжения и связи).

Во время подготовительного периода производится строительство двух шахт и/или котлованов — стартового и приёмного. Их диаметр или линейные размеры не превышают нескольких метров. Глубина стартовой и приёмной шахты соответствует глубине прокладки трубопровода. Технологически работа по прокладке труб разделяется на два или три этапа.

Шнек для бурошнека
Установка для бурошнекового бурения
Бурошнековое бурение
сварка трубы

Во всех случая применение технологии бурошнекового бурения имеет убедительное преимущество там, где ведение работ обычным способом затруднено или вообще невозможно.

Первый этап: прямолинейный прокол грунта

Происходит управляемый прямолинейный прокол грунта пилотной штангой посредством мощных домкратов. С их помощью секции пилотных штанг последовательно продавливаются на всю длину проектной трассы. Контроль проходки осуществляется лазерным теодолитом с видеокамерой и мишенью. Результаты контроля выводятся на видеомонитор.

Второй этап: расширение пилотной скважины

Расширение пилотной скважины до рабочего диаметра. Той же домкратной станцией, в предварительно разрыхлённый буром грунт, продавливается футляр (или рабочая труба). Выдача грунта из тоннеля осуществляется транспортным шнеком.

Третий этап: протаскивание рабочей трубы

(по необходимости) — протаскивание рабочей трубы без извлечения транспортной трубы (футляра).

Прокол грунта при бурошнековом бурении

Бурошнековое бурение технология

Источники
  • https://FB.ru/article/466739/gorizontalnoe-shnekovoe-burenie-tehnologiya-etapyi-preimuschestva
  • https://gnb-politehgeo.ru/stati/chem-otlichaetsya-gnb-ot-nnb-i-gshb.html
  • http://allspectech.com/stroitelnaya/burovye-ustanovki/mobilnye/co-2.html
  • https://promplace.ru/burovye-ustanovki-staty/buroshnekovoe-burenie-2052.htm
  • https://ekh77.ru/uslugi/prokladka-truboprovodov-metodom-buroshnek.html
  • https://su87.ru/tekhnologii/stroitelstvo-inzhenernykh-kommunikatsiy/buroshnekovoe-burenie/
[свернуть]
Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять
Политика конфиденциальности
Adblock
detector