ГНБ или горизонтально -направленное бурение применяется в создании инженерных сетей достаточно давно. Ведь наружных коммуникаций становится все больше и, соответственно, легче обойти очередную трубу канализации или водопровода, просто пройдя под ней. Сегодня уже и вышеперечисленные инженерные сети строят с помощью метода ГНБ. Самой распространенной программой по созданию инженерной сети методом ГНБ является программа Профиль.
1. История горизонтально-направленного бурения (ГНБ)
2. Техника горизонтально-направленного бурения
3. Процесс горизонтального бурения
4. Пилотное отверстие
5. Рулевое управление
6. Расположение
7. Расширяющееся отверстие
8. Процесс ретракции
9. Области применения
История горизонтально-направленного бурения (ГНБ)
Метод наклонно-направленного горизонтального бурения (ГНБ) был разработан в США и в первые годы своего существования произвел революцию, в частности, в пересечении крупных рек с трубопроводами всех видов
. реки Пахаро недалеко от города Уотсонвилл, Калифорния, со стальным газопроводом высокого давления DN 100 в 1972 году. Проект был спланирован и успешно реализован Мартином Черрингтоном и компанией Titan Contractors, которую он основал в 1965 году.
Существенные черты этой совершенно новой технологии строительства трубопроводов были взяты из технологии глубокого бурения на нефть и природный газ и доработаны для особых требований контролируемого бурения в приповерхностной зоне.
В период с 1972 по 1979 год использование этого метода было ограничено относительно короткими переходами, всего за это время было пробурено всего 36 скважин — все в Соединенных Штатах.
С 1979 года происходит быстрое дальнейшее развитие технологии управляемого горизонтального бурения, сопровождающееся почти всемирным использованием в специальных проектах по строительству трубопроводов.
В Европе проекты горизонтально-направленного бурения впервые были успешно реализованы в начале 1980-х годов.
Благодаря большим буровым установкам, представленным сегодня на рынке, уже успешно реализованы переходы длиной более 2000 м. Постоянно развивающаяся технология бурения позволяет осуществлять бестраншейную прокладку труб диаметром до 56 дюймов (DN 1400) практически во всех грунтовых породах.
Техника горизонтально-направленного бурения (ГНБ)
Стандартный процесс контролируемого горизонтального бурения можно разделить на три основных рабочих этапа:
◾ пилотное отверстие
◾ расширяющееся отверстие
◾ процесс ретракции
Процесс горизонтального бурения в управляемом процессе горизонтального бурения
Пилотное отверстие
Пилотное бурение осуществляется по двух- или трехмерной криволинейной целевой линии бурения между точкой входа (перед буровым устройством) и точкой выхода на противоположной стороне преодолеваемого препятствия.
Почва на месте разрыхляется буровой головкой, расположенной на переднем конце бурильной колонны. В зависимости от типа грунта используется либо струйное долото (струйное долото) для преимущественно гидравлических рыхлительных работ, либо каменное долото с забойным двигателем (скальное долото с забойным двигателем) для комбинированных гидромеханических или полностью механических рыхлительных работ.
Рулевое управление
Пилотное отверстие контролируется вдоль предварительно рассчитанной целевой оси либо за счет асимметричной конструкции буровой головки, либо за счет использования слегка наклоненного элемента буровой штанги за бурильной головкой. При подаче без вращения текущее направление уголка или контрольной поверхности (фаски) определяет дальнейший ход скважины, при одновременном вращении бурильной колонны конструктивные асимметрии нейтрализуются и направление бурения проходит прямолинейно. .
Расположение
Чтобы иметь возможность следовать заданной ЦЕЛЕВОЙ оси с помощью бурового инструмента, необходимо всегда знать точное положение буровой головки в недрах. Для этого в бурильную колонну за бурильной головкой устанавливаются специальные измерительные зонды. В зависимости от области применения и используемой технологии данные о местоположении передаются беспроводным способом на приемник, расположенный на поверхности над буровой головкой (системы прохода) или по кабелю, проложенному в бурильной колонне (системы скважинные). ) к наземному оборудованию отображения и обработки данных.
Расширяющееся отверстие
Вторым этапом выполнения контролируемого горизонтального бурения является расширение пилотного бурения (расширение) до большего диаметра. Для этого буровой инструмент (расширитель), адаптированный к соответствующим грунтовым условиям, устанавливается на бурильной колонне, еще находящейся в стволе скважины, на выходной стороне ствола скважины.
Расширитель, соединенный с бурильной колонной нежестким образом, протягивается сквозь землю к буровой установке при вращении и расширяет буровую скважину до нового диаметра за счет большего внешнего диаметра.
На каждую буровую штангу, снятую с буровой установки, непосредственно в точке выхода устанавливается новая буровая штанга. В результате в скважине всегда находится полная бурильная колонна, независимо от положения расширителя.
Первый этап расширения завершается, когда на буровой установке появляется расширитель. В зависимости от диаметра втягиваемого трубопровода следуют дополнительные этапы расширения с более крупными расширителями, пока не будет достигнут требуемый окончательный диаметр проходного канала. Обычно диаметр скважины примерно в 1,3-1,5 раза больше диаметра трубы, которую необходимо протянуть.
Разрыхленный на этом рабочем этапе грунт выносится на поверхность с помощью бурового раствора, который постоянно перекачивается по бурильной колонне к буровому инструменту, а обратно в кольцевом пространстве между бурильной штангой и стенкой скважины.
Устойчивость необсаженной скважины в основном обеспечивается гидростатическим давлением бурового раствора, действующим на стенку скважины.
Процесс ретракции
На последнем этапе строительства управляемой горизонтальной скважины продуктопровод, подготовленный на выходной стороне горизонтальной скважины, протягивается в расширенный ствол скважины (отвод).
Для обеспечения того, чтобы трубопровод втягивался без повреждений и с минимальным трением, труба обычно устанавливается на роликовые подшипники и проходит через верхний изгиб в нужном направлении для входа в скважину.
Бурильная колонна соединяется с протягиваемой продуктопроводом через поворотное соединение (шарнир).
Для протягивания колонны труб в подготовленную скважину бурильную колонну вращают и тянут обратно к буровой установке, где она извлекается стержень за стержнем. Промежуточный вертлюг предотвращает передачу вращения бурильной колонны на продуктопровод.
Области применения
Продуктовые линии, установленные с помощью управляемого процесса горизонтального бурения, используются, в том числе, для транспортировки:
◾ сырая нефть;
◾ натуральный газ;
◾ нефтехимическая продукция;
◾ продукты нефтепереработки;
◾ вода;
◾ сточные воды;
◾ районное отопление;
Также часто прокладывают защитные трубки для прокладки энергетических кабелей или оптоволоконных кабелей.
Контролируемые горизонтальные скважины теперь возможны с небольшими ограничениями во всех типах грунта, даже в коренных породах.
Не все горизонтальные бурения уже давно следуют описанному выше трехэтапному принципу и не во всех случаях использование управляемого горизонтального бурения служит для преодоления препятствий. Постоянно совершенствующаяся технология позволяет вносить большое количество модификаций, адаптированных к соответствующим требованиям проекта бестраншейного строительства трубопровода.
Важными областями применения являются пересечения:
◾ реки и водоемы
◾ дороги всех видов
◾ железнодорожные линии
◾ взлетно-посадочные полосы
◾ биотопы
◾ труднодоступная местность
◾ чувствительные поверхности
Существуют также следующие специальные приложения:
Горизонтальный фильтровальный колодец для получения питьевой воды
◾ дренаж, орошение
◾ бурение горных пород
Реабилитация на полигоне и в зоне загрязнения
◾ на берегу — морские соединения в прибрежной зоне
◾ подземная прокладка кабелей и трубопроводов в морской зоне
◾ выходные линии
Перевод, источник: phrikolat.de
