Бурение пилотных скважин
Закрытые методы строительства и бурение в разных направлениях широко известны и используются сегодня по всему миру для прокладки трубопроводных магистралей различного диаметра и в разных условиях. Можно строить каналы в сложном, насыщенном подземными водами и токсинами грунте, однако в таком случае перед началом бурения составляется поэтапный план, которого нужно придерживаться, чтобы достигнуть положительного результата.
Работы по бурению требуют большой сосредоточенности и ответственности персонала, поскольку совершение даже небольшой ошибки может привести к тотальным последствиям, в том числе не исключаются и человеческие жертвы, поскольку, несмотря на глубину заложения трубопровода, авария ясно заметна на поверхности.
Метод ГНБ – достаточно прост и удобен. Он может применяться для прокладывания трубопроводных магистралей под дорогами и водоемами, а также в местности, насыщенной подземными узлами инженерных коммуникаций. Установка для ГНБ разрушает породу, тем самым освобождая место для нового трубопровода. Оборудование имеет незамысловатое, простое устройство – на конце буровой штанги располагается буровая головка, в которую встроен излучатель. Головка скошена с одной стороны, что позволяет ей лучше проходить в грунт. Она присоединяется к штанге с помощью полого корпуса и надежно закрепляется.
Невозможно сразу проложить большую трубу, процесс начинается с бурения пробной скважины для того, чтобы проверить качество грунта и настройку оборудования, а также, чтобы освободить место для размещения дополнительных установок, с помощью которых будет осуществляться прокладка трубы.
Чтобы новая труба проще проходила через скважину, полость обрабатывается специальным буровым раствором, которые помимо прочего позволяет приостановить вытекание грунтовых вод.
Также буровой раствор позволяет охлаждать сильно разогретый инструмент. На конце головки закреплен локатор и сигнал передатчика, с помощью которого оператор установки может следить за процессом бурения, сидя возле монитора. Как только он замечает, что бур отошел от заданной траектории, он осуществляет корректировку движения.
Также на мониторе отражается информация, исходя из которой, оператор может понять, соблюдается ли правильный азимут и уклон. Те же данные отображены и на дисплее локатора.
Данная информация имеет очень большое значение и является своего рода гарантом качества. Ее документируют и сохраняют до того момента пока может потребоваться уточнение характеристик проведенной работы или решение спорного вопроса. Также наблюдение за процессом работы позволяет сохранить целостно рабочего оборудования, в частности, буровой штанги.
Как только становится заметно, что буровая головка отклоняется от заданной траектории, оператор останавливает все оборудование и возвращает его в правильное положение. После этого осуществляется задавливание буровой штанги, в результате которого скос головки принимает правильное положение. Процесс подготовки и бурения можно считать завершенным того, когда головка выходит в точке, заданной проектом, а в земле образуется скважина, в которую можно начинать затягивать трубу.
Расширение скважины и увеличение диаметра трубы методом бурения ГНБ
Когда все подготовительные действия осуществлены, приступают непосредственно к бурению, а затем и расширению полученной скважины. Для того чтобы это осуществить, рабочие выключают буровую головку, после чего на ее месте закрепляется расширяющая установка. При его работе создается определенное тяговое усилие. Вращаясь, расширитель проходит через скважину и увеличивает ее диаметру. Работы по расширению производятся вплоть до той минуты, пока размер скважины не достигнет требуемых параметров. Необходимо учитывать, чтобы для облегченного прохода трубы скважину нужно делать чуть большего размера, чем тот, что будет иметь новый трубопровод.
Протягивание трубопровода в процессе бурения скважины
К устройству для расширения прикрепляют вертлюг, за счет работы которого повышается тяговое усилие. Происходит вращение вертлюга и буровой нити, однако на трубопровод вращательное движение не передается, он остается в одном положении, но при этом затягивается в скважину. Перед протяжкой нужно предварительно сварить несколько участков труб, чтобы образовалась цельная плеть. Следует делать плотные и крепкие швы, которые не разорвутся в процессе затягивания трубы в скважину.
Буровые жидкости и растворы
Чтобы существенно упростить процесс бурения и затягивания трубы в скважину, используют специальные растворы, которые закачиваются внутрь пробуренной скважины и упрощают затягивание трубы, обеспечивая ее скольжение и уменьшая силу трения между стенками трубы и грунтом.
Буровой раствор можно приготовить прямо на строительной площадке. В большое количество воды добавляются специальные смеси и порошки, при перемешивании которых образуется буровая жидкость. Консистенция и насыщенность раствора определяется, прежде всего, исходя из типа рабочего грунта и условий проведения работ по бурению. При этом главными компонентами данного раствора являются такие простые вещества, как глина – полимер и бентонит. Также могут быть добавлены смеси, с помощью которых можно предотвратить налипание на штангу или трубы грунта, а также для того, чтобы улучшить химические свойства технической воды.