Содержание страницы
Замороженный песок создает проблемы с направленным бурением
Старая система лучистого отопления была установлена на Среднем Западе США, когда в 1990 году была построена холодильная установка. Тепло от компрессоров рассеивалось через глиняную плитку, которая проходила под зданием. По мере совершенствования технологии компрессоров хладагенты не выделяли столько тепла. В конце концов, глиняным плиткам не хватило теплого воздуха, проходящего через них, и многие замерзли или сломались. Нехватка лучистого тепла привела к чрезмерному подъему и деформации пола холодильного склада во время периодов замерзания и оттаивания, распространенных на Среднем Западе.
Почва под объектом состоит в основном из песка. При учете линии замерзания, которая в длину составляет около 28 футов и проходит прямо под холодильным складом круглый год, в результате получается структура грунта, которая напоминает некоторые из самых жестких скальных образований.
«Мы реализовали ряд подобных проектов под зданиями, но это был самый большой и сложный проект», — говорит сотрудник городского водоканала, выполняющего бурение в этом регионе страны. «На самом деле, мы никогда раньше не сталкивались с такими условиями грунта, поэтому у нас было много проб и ошибок».
128 проходов
Проект предусматривал установку системы лучистого отопления под половиной холодильного хранилища. Это потребовало бурения 128 отверстий, каждое из которых было длиной 550 футов, а расстояние между отверстиями составляло четыре фута.
Команда рабочих, не зная точно, что потребуется для бурения через мерзлый песок, решила провести пробные забойные работы еще до даты начала проекта. Она прибыла на место с горизонтально-направленным сверлом D100x120 и системой буровых растворов. Вскоре обнаружилось, что бурение земли будет проходить сложнее, чем предполагалось.
«По мере того, как мы двигались к центру здания, состояние грунта становилось все более сложным для работы, — говорит глава ремонтной команды. «На самом деле, мы протестировали пять различных сверлильных головок, прежде чем нашли правильную комбинацию, обеспечивающую стабильное производство. Мы также обнаружили, что модель D100x120 обеспечивает более высокий расход воды, чем было необходимо, и решили вместо этого использовать нашу новую модель сверлильной головки D36x50 второй серии».
Аппарат D36x50 второй серии был также выбран, потому что буровая установка несла правильное количество буровой штанги и устраняла необходимость разгрузки дополнительных корзин штанги. Кроме того, устройство оснащено кабиной с климат-контролем для защиты оператора от экстремальной летней жары и влажности, характерных для района Канзас-Сити в августе, и холодных среднезападных температур в декабре и январе.
Команда начала использовать четырехдюймовую твердосплавную сверлильную головку, но вскоре обнаружила, что это оборудование не подходит для замороженного песка. В итоге был использован четырехдюймовый грязевик, который обрабатывал замерзший песок, но в последней трети каждого отверстия разрывал карбидные ролики и, таким образом, должен был заменяться после завершения каждой скважины.
Изменения при бурении
Экспериментальное бурение было проведено на восточной стороне здания с отступом в 10 футов. Оператор пробурил замерзший песок в бетонном туннеле 4 на 4 фута, расположенном в мертвой точке под зданием. Как только скважина была закончена, команда оттащила 1,5-дюймовый канал ПВХ (повинилхлорида) из туннеля к внешней стороне объекта. Во время отката в скважину закачивалась смесь бентонита, похожая на раствор.
«На первых нескольких скважинах мы пробили бетонную стену туннеля», — говорит глава ремонтной команды. «Но мы вскоре обнаружили, что вдоль стены туннеля проложена линия электропередачи, и в результате она оказалась равномерной только до основания. Затем мы использовали бетонную пилу, чтобы разрезать стену туннеля и добраться до скважины».
Как только канал ПВХ был на месте, в трубопровод из внешней части здания в направлении туннеля была вставлена жесткая стальная труба диаметром 1/4 дюйма. Труба была прикреплена к внутренней части туннеля, а затем канал ПВХ был удален. «Смесь бентонита помогает удерживать стальную трубу на месте и улучшает процесс рассеивания тепла», — пояснил глава ремонтной команды.
Производство варьировалось изо дня в день в зависимости от состояния грунта, с которым требовалось сталкиваться при бурении.
«Когда мы начинали, мы получали два-три прохода за день», — говорит глава ремонтной команды. «Но были дни, когда мы заканчивали только один проход. Замерзший песок был таким непредсказуемым.
Это была не единственная проблема. В то время как линии должны были быть установлены на глубине от 24 до 30 дюймов, команде также пришлось избегать стальных опор. Каждый пирс был 18 дюймов в диаметре и установлен на глубину 36 дюймов. Установки располагались на бетонных площадках, и команда всегда должна была быть в курсе их расположения.
Чтобы организовать этот процесс, использовали специальный локатор от DC для контроля каждого отверстия. Единственная проблема заключалась в том, что оператор локатора должен был находиться внутри объекта, который работает при температуре -20 ° F, а затем с учетом охлаждения ветром он чувствовал себя как 40 ° F ниже нуля.
«Мы купили арктическое снаряжение для оператора локатора и двух других членов экипажа, которые отвечали за перемещение поддонов», — говорит глава ремонтной команды. «Морозильные камеры также сбрасывали сигнал локатора, поэтому это был медленный процесс».
Хотя это был довольно сложный проект для команды, она снова взялась за него.
«Мы разбираемся практически во всех аспектах бурения, канализации, газа, электричества, некоторых коммуникаций, геотермальных и специальных проектов, подобных этому», — говорит сотрудник, снова возглавляющий ремонт. «Во всем проекте было много сомнительных и сложных моментов, но благодаря грамотному планированию результаты работы команды остались выше моих ожиданий».