Тонкости применения ГНБ

Тонкости применения ГНБ

Метод ГНБ (прокладка кабелей методом горизонтально направленного бурения) пользуется все большей популярностью, постепенно вытесняя метод воздушной прокладки. Обусловлено это тем, что бурение методом ГНБ и последующая эксплуатация трубопроводных коммуникаций обходится дешевле, а риски возникновения дополнительных осложнений в ходе проведения работ сводятся к нулю. Разберемся, в чем суть этого способа, как проводится укладка трубы методом ГНБ и в чем заключаются основные преимущества решения.

Что такое ГНБ ( бурение)

Силовые кабельные линии, будто паутина, опутывают как маленькие поселки, так и . Интенсивность их эксплуатации все время растет, сферы применения расширяются, и это требует новых подходов к монтажу трубопровода для кабелей. Прокладка сетей методом ГНБ — именно один из таких подходов, применяемый в разнообразных отраслях: дорожном строительстве, обустройстве территории около частного дома и прочих сферах.

Прокладка методом ГНБ без рытья траншей может применяться буквально в любом проекте, где необходимо смонтировать, например, электросеть. Для реализации используется спецтехника с тяговыми и передвигаемыми механизмами.

Технология прокладки кабельных линий методом ГНБ выглядит так (кратко):

• Проводится бурение скважины бестраншейным способом по трассе, согласно заранее продуманному проекту.
• Выполняется расширение пробуренной скважины (одно- или многократно — пока не будет сформирован буровой канал)
• Через пробуренные каналы выполняется протяжка трубопровода.
• На последнем этапе производится прокладка кабеля.

Это общее описание метода ГНБ — в реальных условиях при выполнении работ такого плана могут понадобиться дополнительные устройства и процессы (например, использование контрольной планки через каждые 50 метров для определения глубины или установка соединительных муфт в точках, где заканчивается кабель ).

Когда применяется технология прокладки методом ГНБ

После завершения работ по бурению скважин методом ГНБ отпадает необходимость закапывать траншеи и восстанавливать временно нарушенную городскую инфраструктуру, дорожное движение В этом плане метод горизонтального бурения ГНБ отличается экономической выгодой, а также позволяет сэкономить время на проведении дополнительных работ с привлечением спецтехники и рабочих.

Технология прокладки кабеля методом ГНБ используется при выполнении таких процессов:

• организация любой инженерной сети (например, для подачи электропитания или передачи данных);
• проведение силовой линии для кабеля под землей без вырывания траншей под трубопровод;
• обустройство газо- или нефтепровода;
• организация канализации, водопровода;

Прокладка кабельных линий методом ГНБ поэтапно

Метод ГНБ — технология, подразумевающая прокладку кабелей методом горизонтально направленного бурения в 4 этапа.

Этап 1: Пробуривание трубопроводной скважины

Первым делом специалисты проводят настройку оборудования и калибруют локационные устройства. После этого выполняется бурение методом ГНБ:

Излучатель (локационный зонд) подключается к рабочей головке бурового оборудования. Эта головка имеет специальную лопатку с зубцами, которые разрушают грунтовую породу в процессе бурения. Лопатка располагается под наклоном, благодаря которому можно управлять направлением бурения.
Штанги установки вращаются на 360 градусов и проталкиваются по прямой. Если согласно проекту в определенном месте необходимо сделать поворот, при прокладке кабельных линий методом ГНБ рабочая головка поворачивается в необходимое положение (на 3, 6, 9, 12 часов или иное направление) и выполняется вдавливание штанги, а вращение в это время прекращается. Процедура проводится, пока колонна штанг не будет отклонена от первоначальной горизонтальной оси до нужного угла.
Выполняется забуривание штанги в почву до заданного места выхода.

Процесс прокладки кабелей методом горизонтально направленного бурения тщательно контролируется с помощью локационных устройств — специальный зонд позволяет определять точное положение рабочей головки и глубину бурения. Как только штанговая колонна окажется в месте выхода трубопровода, ее демонтируют и устанавливают риммер — устройство, которое позволяет расширить скважину до заданного диаметра.

Этап 2: Расширение пилотной скважины

На этом этапе выполняется расширение пробуренной скважины. Одновременно проводится подача в канал бентонитовой смеси. Последняя позволяет сформировать скважину — укрепить ее стенки и поддерживать их до прокладки трубы. Используемый в процессе бентонитовый раствор:

• транспортирует с собой шлак и грунт, которые забираются в точке выхода;
• формирует корку для фильтрации;
• охлаждает устройства, используемые в работе.

Шлам, образовавшийся в процессе работы, откачивается при помощи илососного спецоборудования и транспортируется на свалку.

Расширение скважины при прокладке кабельных линий методом ГНБ выполняется риммером большего диаметра, чем изначально пробуренная скважина. Процесс проходит поэтапно — по 10–15 см за шаг. В его завершении проводится контрольная калибровка диаметра пробуренной скважины риммером. Опираясь на то, какой должна быть длина прокола, при методе ГНБ конечный диаметр скважины должен быть на 25–30% больше, чем диаметр используемой трубы для инженерной коммуникации.

Этап 3: Прокладка труб

Прокладка кабельных линий методом ГНБ проводится следующим образом:

• В выходной точке подготавливается труба с оголовком (приваривается заранее).
• Через вертлюг (аппарат для снятия вращательных усилий от риммера) трубопровод монтируется на расширитель.
• Из пробуренной скважины извлекаются колонны штанг
• Выполняется протаскивание трубы для кабеля в пробуренный канал и обрезка конца на заранее нанесенных метках (согласно проекту). Затем конец глушится (если это необходимо).
• Илососным спецоборудованием извлекаются излишки бентонита.

Этап 4: Сдача работы и прокладка кабеля

Последний этап бурения методом ГНБ — вывоз мусора с территории и перебазировка используемого оборудования, спецтехники. После этих процессов объект сдается заказчику (эксплуатирующей компании) и составляется акт о завершении работ по бурению бестраншейным методом.

Затем протягиваются кабельные коммуникации, геодезисты выполняют контрольную съемку трубопровода, проводится составление и заполнение чертежей. Вся подготовленная документация подписывается со стороны заказчика работ.

Другие особенности технологии

Прибегая к методу ГНБ, можно сэкономить на аналогичных работах в среднем на 20–30% (касается как временных, так и финансовых затрат). Технологию часто применяют при невозможности провести инженерные коммуникации классическим методом. Среди особенностей прокладки кабелей методом горизонтально направленного бурения:

• нет необходимости разрушать верхние слои грунта (нужно лишь вырыть 2 котлована);
• для выполнения работ по бурению методом ГНБ требуется команда из специалистов;
• в процессе используется бурильное оборудование, отличающееся мобильностью, его можно оперативно и легко доставить на объект.

Оборудование для метода ГНБ

В процессе работ по ГНБ применяется 3 категории оборудования:

• Буровое. Есть как небольшие , так и мощные бурильные агрегаты для метода ГНБ. Все они функционируют за счет топливных систем и конструкционно включают: кузов, ходовую часть, агрегат подачи воды в точку бурения (для охлаждения бурильной головки), панель управления. Среди их главных параметров: предельная сила протяжки, максимальный диаметр рабочей головки и длины прокола, возможность регулировки степени расхода бентонита.
• Локационное. Выполнено в виде зонда и устройства для фиксации информации, благодаря которому локаторщик может максимально контролировать бурение методом ГНБ. Так как наблюдать работу головки невозможно, при помощи локационной аппаратуры можно получать данные о твердых включениях в грунте или уже проложенных коммуникациях. Также это оборудование делает метод ГНБ максимально безопасным и минимизирует риск выхода из строя узла бурильного агрегата.
• Вспомогательное. К нему относятся различные приспособления, которые облегчают прокладку кабельных линий методом ГНБ: осветительные приборы, насосы для откачки излишком бентонита и шлака, фиксаторы обсадных труб, переходники для трубопровода, крепежные элементы (например, скобы)

Преимущества прокладки кабеля методом ГНБ

Прокладка кабельных линий методом ГНБ имеет такие преимущества:

• небольшие финансовые затраты если сравнивать с воздушным способом организации трубопровода;
• оперативность и относительная простота выполнения работ по бурению скважины;
• безопасность и небольшие затраты ресурсов (также в плане числа рабочих);
• возможность проводить укладку труб методом ГНБ в любую пору года (промерзшая земля усложняет работы, но не делает их невозможными).
• нет необходимости приостанавливать автомобильное движение, нарушать привычный ритм городской жизни
• выполнять прокладку кабельных линий методом ГНБ можно в любой местности, в том числе и в местах, где находятся исторические ценности, в условиях неблагоприятного климата

Если бурение проводится на коротком участке (например, под полотном дороги), нет необходимости привлекать сложную спецтехнику. При таком бурении методом ГНБ нужна лишь установка, рабочие головки нужного диаметра и агрегаты для рытья котлованов по бокам дороги. Если работы нужно провести на протяженном участке, тогда для прокладки сетей методом ГНБ необходимо привлекать тяжелую спецтехнику.

Нужно понимать, что при необходимости пробурить скважину длиною более, чем 350–400 метров, прокладка трубопровода невозможна без организации стыков труб. Также чем длиннее необходима скважина, тем дороже будут стоить работы по бурению методом ГНБ. Но в любом случае прокладка кабелей методом горизонтально направленного бурения — современный способ организации коммуникационных систем. Это прогрессивная технология, которая позволяет сэкономить финансы и ресурсы.

Все о горизонтальном бурении

Горизонтальным бурением называется один из видов прокладки скважин. Широкое распространение технология получила в сфере строительства, нефтегазовой отрасли, а также при проведении работ в условиях городской скученности. Рассмотрим подробнее, в чём суть метода, и какие этапы являются основными при данном типе бурения.

Что это такое?

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) представляет собой тип бестраншейного бурения, благодаря чему удаётся сохранить поверхность ландшафта (например, дорожное полотно, элементы благоустройства и т. д.). Данная методика появилась ещё в 60-х годах прошлого столетия и популярна в наши дни. Методика делает возможным снижение затрат на бурение, а точнее – восстановление ландшафта после данного процесса.

В среднем стоимость работ снижается в 2-4 раза.

Особенности технологии

Если говорить простыми словами, то принцип метода сводится к созданию 2 проколов в земле (котлованов) и подземного «хода» между ними при помощи горизонтально-наклонной прокладки труб. К этой технологии прибегают также в тех случаях, когда невозможно рытьё траншеи (например, на исторически ценных объектах). Методика подразумевает выполнение подготовительных работ (анализ почв, подготовка 2 площадок – в точках входа и выхода траншеи), формирование пилотной скважины и последующее её расширение в соответствии с диаметром труб. На завершающем этапе работ в полученные траншеи затягиваются трубы и/или провода.

При ГНБ в траншею могут укладываться как пластиковые, так и стальные трубы. Первые могут фиксироваться под углом, в то время, как вторые – только по прямой траектории. Это позволяет применять полипропиленовые трубы в траншеях под водоёмами.

Горизонтальное бурение эффективно в решении следующих задач:

• прокладка электрокабелей, газо- и трубопроводов к объектам;
• получение скважин для нефтедобычи и добычи прочих полезных ископаемых;
• обновление коммуникаций, подвергшихся износу;
• формирование подземных магистралей.

Кроме указанной экономии, эта методика бурения имеет и другие преимущества:

• минимальные разрушения поверхности земли (делается только 2 прокола);
• сокращение времени работ на 30%;
• сокращение численности бригады рабочих (требуется 3-5 человек);
• мобильность оборудования, его легко устанавливать и транспортировать;
• возможность вести работы на любых территориях (исторических центрах, на территории прохождения высоковольтных линий) и почвах;
• возможность сохранять грунт, не повреждая его плодородные слои;
• осуществление работ не требует смены привычного ритма: перекрытия движения и т. п.;
• не наносится вред экологии.

Описанные выгоды обуславливают популярность и широкое распространение метода ГНБ. Впрочем, он имеет и недостатки.

• С применением стандартных установок для глубинного бурения удаётся прокладывать трубы длиной не более 350-400 метров. Если же нужно проложить более длинный трубопровод, приходится делать стыки.
• При необходимости установки под землёй более длинных труб либо прохождении их на большой глубине бестраншейный способ окажется слишком затратным.

Оборудование

Для проведения ГНБ используются машины и инструменты, которые смогут проколоть верхние слои почвы и углубиться. Исходя из объёма работ и типа грунта, это могут быть специальные перфораторы, мотобуры или буровые машины. Первые 2 варианта используются обычно для личного пользования, в то время как буровые машины применяются на крупных объектах, прочных и твёрдых грунтах.

Машины

Буровая машина или установка ГНБ представляет собой разновидность промышленного оборудования, функционирующую на дизеле. Основными функциональными элементами машины являются гидростанция, лафет, панель управления. Последняя позволяет оператору управлять работой и передвижением машины и выглядит как специальный пульт. Непосредственно создание траншеи возможно благодаря буру. Во время вращения бур нагревается, что чревато быстрым выходом его из строя. Избежать этого позволяет регулярное охлаждение водой металлической части. Для этого применяется шланг для подачи воды – ещё один элемент буровой машины.

Буровое оборудование классифицируется на основании граничного усилия протяжки (измеряется в тоннах), показателей максимальной длины бурения и диаметра скважины. Исходя из этих параметров производится расчёт мощности бура. Более компактный аналог буровой установки – мотобур. Основное его назначение – выполнение мелких земляных работ. Впрочем, проколочная часть процесса бурения в ряде случаев достаточно легко и быстро выполняется мотобуром. Поскольку мотобур работает как шнековое оборудование, нередко его называют прессово-шнековой машиной. Эта установка включает в себя бур, штангу и двигатель.

Бурение мотобуром возможно даже одним человеком, устройства различаются по типу мощности и делятся на профессиональные и для частного использования.

Системы локации

Такая система необходима для точного контроля траектории буровой головки и её выхода в локации второго прокола. Представляет собой зонд, прикрепляемый к головке бура. За местоположением зонда следят рабочие с помощью локаторов.

Использование системы локаций предупреждает столкновение головки бура с природными преградами, например, залежами плотных почв, подземными водами, камнями.

Вспомогательные инструменты

Данный тип инструментов становится необходим на этапе прокола почвы. Используются штанги, винтовые инструменты с резьбой, расширители, насосы. Выбор конкретного инструмента обусловлен типом грунта и этапами работы. К вспомогательным инструментам относят также фиксаторы и переходники, основная задача которых – помощь в получении трубопровода необходимой длины. Для получения канала нужного диаметра применяются расширители. На установку вода подаётся с помощью системы насосов. Генераторы обеспечивают бесперебойную работу оборудования, а система освещения позволяет бурить даже в тёмное время суток.

К вспомогательным инструментам или расходникам можно отнести медно-графитовую смазку. Ею смазывают места стыков буровых штанг. Горизонтальное бурение обязательно подразумевает использование бентонита, качество которого во многом влияет на скорость работ, надёжность траншеи, экологическую безопасность. Бентонитом называется многокомпонентный состав, основа которого – алюмосиликат, характеризующийся повышенными дисперсионными и гидрофильными показателями. Остальные ингредиенты раствора и их концентрация подбираются на основе анализа почв. Цель использования бентонита – укрепить стенки траншеи, избежать осыпания грунта.

Также раствор предотвращает налипание грунта на оборудование и остужает вращающиеся элементы.

Поэтапное описание процесса

ГНБ осуществляется в несколько этапов, а общая схема работ выглядит так:

• подготовка проектных документов, в которых отражены все необходимые расчёты;
• согласование проекта с владельцем участка (если это частная территория) и органами власти (если речь идёт о проведении работ на муниципальных объектах);
• рытьё котлованов: один на месте старта работ, второй – в точке выхода трубопровода;
• прокладка необходимого оборудования посредством буровых установок;
• завершение работ: засыпание котлованов, при необходимости – восстановление ландшафта на месте котлованов.

Прежде чем пробурить отверстие в земле, необходимо позаботиться о подготовке ландшафта. Для установки универсальной буровой техники потребуется ровная площадка 10х15 метров, она располагается непосредственно над местом входного прокола. Можно сделать её своими руками или с применением спецтехники. Следует убедиться, что к этой площадке существуют объездные пути. После происходит доставка и установка бурового оборудования.

Помимо машины для ГНБ, потребуется оборудование для подготовки бентонитового раствора. Он применяется для укрепления стенок траншеи и удаления почв из канала. Установка для бентонитового раствора ставится на расстоянии 10 метров от буровой машины. Поблизости от предполагаемых точек проколов создаются небольшие углубления на случай избыточного количества раствора.

Этап подготовки подразумевает также установку и проверку радиосвязи между рабочими бригады, анализ почв. На основе этого анализа выбирается та или иная трасса для бурения. Участок проведения буровых работ следует оградить предупредительной лентой жёлтого цвета. Затем устанавливается оборудование для бурения и пилотная штанга. Она фиксируется в точке входа буровой головки в землю.

Важный этап – закрепление инструментов посредством анкеров, чтобы избежать их смещения во время ГНБ.

По завершении подготовительного этапа можно приступать непосредственно к бурению. Сначала формируется пилотная скважина, сечение 10 см. Затем осуществляется повторная отладка оборудования и регулировка наклона головки бура – она должна иметь угол наклона 10-20 градусов относительно линии горизонта. Пилотная скважина является тренировочной перфораций, без формирования которой недопустимо проведение бестраншейного бурения. В это время проверяется функционирование и исправность систем, оцениваются особенности движения бура.

На этапе формирования пилотной скважины нужно отрегулировать инструмент по углу наклона почвы, а также проверить расположение головки бура по отношению к линии ландшафта. На всякий случай в котлованах формируют отводы. Они пригодятся, если обнаружатся в больших объёмах подземные воды или бентонитовые жидкости. Последняя предотвратит обвал траншеи и торможение бура вследствие налипания на него грунта, перегрев оборудования.

При подготовке важно произвести точные расчёты, чтобы не повредить проложенные ранее трубные магистрали. Минимальная дистанция от труб должна составлять 10 метров. Затем начинается процесс прохождения буром заданной траектории, причём каждые 3 метра необходим контроль и корректировка направления инструмента. По достижении буром необходимой глубины он начинает двигаться горизонтально или под небольшим наклоном – так прокладывается необходимой длины траншея. После прохода буром нужной длины, его направляют вверх, к выходу. Естественно, точка второго котлована просчитывается заранее, и в этой точке предварительно готовится площадка.

Завершающим этапом является вынимание первоначального инструмента из земли и расширение скважины с помощью расширителя или риммера. Он устанавливается вместо бура и позволяет увеличить диаметр пилотного канала. Во время движения расширителя предусмотрены контроль и при необходимости корректировка траектории движения инструмента каждые 3 метра.

Риммер двигается по траектории, обратной направлению бура, то есть от второго прокола – к первому. В зависимости от необходимого диаметра траншеи расширитель может проходить по нему несколько раз. Диаметр канала зависит от диаметра труб – в среднем он должен быть на 25% шире диаметра прокладываемых труб. Если речь идёт о теплоизоляционных трубах, то ширина диаметра канала должен быть на 50% больше диаметра труб.

Если в канале получается большое давление грунта и существует повышенная вероятность его осыпания, то производится равномерное распределение бентонита. После его застывания исключается не только риск осыпания, но и просадки почвы. Для более лёгкого входа и прохождения инструмента через почву используется специальный размягчающий бурильный раствор. При методе ГНБ большое внимание уделяется риску осыпания почв. В связи с этим дополнительно контролируется прочность соединения труб, чтобы под весом осыпавшегося грунта не произошло их разрыва.

После готовности горизонтальной траншеи приступают к установке в ней труб. Для этого к ней крепятся скобы и вертлюги, с помощью которых удастся затянуть трубу в канал. На начало трубы крепится оголовок, за который будет фиксироваться уже вертлюга. Через вертлюгу также производится стыковка труб, само буровое оборудование при этом выключено. Для стыкования прибегают к использованию специальных переходников.

Для малогабаритных скважин и протяжки пластиковых труб небольшого диаметра используется усилие буровой машины. После укладки трубы в горизонтальной траншее, процесс ГНБ считается завершённым.

Сфера применения

ГБН подходит для прокладки защитных труб, внутри которых проходят телефонные, оптоволоконные и силовые кабели; для монтажа трубопровода, внутри которого двигаются ливневые и канализационные воды, а также питьевая вода. Наконец, водопроводные трубы и нефтегазопроводы также могут прокладываться методом ГБН.

К методике прибегают и в тех случаях, когда нужно уменьшить бюджет на ремонт либо сократить количество рабочих. Снижение финансовых расходов обусловлено отсутствием необходимости восстанавливать ландшафт после бурения, а также максимальной автоматизированностью процесса. Оптимизация численности рабочей бригады становится возможной благодаря тому, что рабочие нужны фактически только для управления машиной.

Методика эффективна при установке трубопроводов в песчаных, суглинистых и глинистых почвах. Использование описанной технологии оправданно в случае, если траншея проходит под автомагистралями, на исторически ценных территориях или под водой. В последнем случае входной прокол делается через речное устье.

Бестраншейное бурение эффективно не только в условиях плотной городской застройки и исторических центрах, но и в частном доме, поскольку позволяет сохранить насаждения, постройки. Как правило, на объектах частной собственности данным способом прокладывается водопровод, канализация.

О том, как работает горизонтально направленное бурение, смотрите в следующем видео.

Почему бестраншейная технология оптимально подходит для прокладки оптоволоконного кабеля

Мир продолжает цифровую трансформацию и потребности в высокой скорости связи растут. Потребление больших объёмов данных, типа видео в высоком разрешении, прямые трансляции в социальных сетях и онлайн-игры, за последнее десятилетие выросли в геометрической прогрессии. Для высокоскоростной передачи данных волоконно-оптические кабели (ВОК) являются лучшим выбором. Интернет-провайдеры всячески пытаются удовлетворить растущий потребительский спрос, прокладывая оптоволоконные кабели наиболее экономичным способом.

Прокладка оптоволоконных кабелей связана с несколькими технологиями, но среди них выделяется способ, при котором можно свести к минимуму рытьё траншей и прочее воздействие на грунт. Методы бестраншейной технологии, такие как горизонтально-направленное бурение, помогают проложить ВОК с большей легкостью и меньшими затратами, чем традиционные методы. Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) является одной из самых передовых технологий в области прокладки подземных инженерных коммуникаций.

Даже у представителей такой редкой профессии есть свой праздник. С 2016 года четвёртый четверг сентября отмечается Всемирный день бестраншейных технологий (World Trenchless Day).

Поздравляем всех специалистов данной отрасли!

• в грунте;
• в кабельной канализации;
• на телеграфных столбах или опорах ЛЭП;
• в ЗПТ (защитных полиэтиленовых трубах);
• под водой;
• внутри помещений.

Траншейные работы

Прокладка ВОК в открытый грунт включает в себя множество процессов, такие как расчистка, выемка грунта, утилизация отходов и обратная засыпка. Все эти процессы могут занимать много времени, увеличивая общую длительность завершения прокладки. Рытьё траншей популярный выбор для большинства муниципалитетов, но это не самый рентабельный вариант. Потому что все вырытые участки должны быть восстановлены до их первоначального состояния, что делает методы открытого грунта потенциально трудоёмкими и дорогостоящими. Траншейный способ прокладки ВОК увеличивает шансы нанести урон по существующей подземной инфраструктуре, так как метод не обладает достаточной точностью для прокладки ВОК в местах со сложной планировкой инженерных сетей. Так зачем платить больше и усложнять работу?!

Траншейный способ больше всего применяется при прокладке группы кабелей, при этом ширину траншеи делают так, чтобы машина (трактор) могла поместиться непосредственно внутри траншеи для удобства прокладки и во избежания перегибов оптики.

Кабели укладываются также в обычных траншеях (ширина 50 см) и мини-траншеях (ширина 10 см). Применяется этот метод на дачных участках и газонах. Глубина укладки кабеля данным методом не велика, но внешний вид секций не портится. В Европе популярна технология прокладки кабеля в асфальтовом покрытии. Асфальт режут специальным ножом в глубину до 30 см, а в полученную мини-траншею укладывается кабель шириной от 19 до 32 мм. Кабель может быть защищён специальной «коробкой» или несколькими слоями защитных материалов, укладываемых поверх «коробки». Гарантированный срок службы защитных «коробок» составляет не менее 50 лет. Узкая и неглубокая траншея позволяет прокладывать волокно в земле по существующим коммуникациям, нанося минимальный вред дорожной инфраструктуре. После укладки кабеля такие траншеи заполняют битумом. Для этого дорожное покрытие должно быть высококачественным. Такие кабельные магистрали проще обслуживать и модернизировать. Этот метод широко используется в Норвегии и Швеции.

Don’t dig up or bury

Самым распространённым способом бестраншейной прокладки ВОК является укладка бронированных кабелей в землю с использованием ножевого кабелеукладчика. Применяется только на магистралях относительно небольшой протяженности (менее 100 км). В большинстве случаев эту технологию применяют при наличии плавно меняющегося рельефа и относительно несложных грунтов, причём на тех направлениях, где в скором времени не ожидается резкого увеличения трафика потребующего прокладки новых оптических линий связи.

• ручной затяжкой с применением ультразвукового контроля;
• механизированной затяжкой тросовыми лебедками;
• пневматическим поршневым/беспоршневым методом.

Прокладка ВОК в грунт с помощью специальных кабельных укладчиков является самым быстрым способом прокладки оптики из-за его высокой производительности и экономичности. Широко используется на трассах с разным рельефом и разным грунтом. Метод даёт высокий уровень механизации процесса, обеспечивая оптимальную глубину трассы (0,9-1,2 м). Перед укладкой ВОК грунт прорезают кабельным ножом, и в образовавшуюся трещину укладывается кабель. Некоторые кабелеукладчики позволяют прокладывать несколько кабелей одновременно на разной глубине. Для специального обозначения над проложенными кабелями требуется прокладка сигнальной ленты или установка специальных информационных столбов. Технология прокладки ВОК требует обеспечения постоянной скорости, а также недопущения резких изгибов и превышения допустимой натяжки кабеля (даже наклон кабелеукладчика должен быть постоянным).

Ножевой кабелеукладчик

Технология горизонтально-направленного бурения

ГНБ или метод горизонтально-направленного бурения — это технология бестраншейного бурения для прокладки подземных кабелей, труб и кабелепроводов по неглубокой кривой вдоль заданной траектории бурения с использованием буровой установки/машины, запускаемой с поверхности, что, сводит к минимуму разрушение окружающей территории, дороги и проезды.

Рытьё траншей и земляные работы часто гораздо более дорогостоящие и непрактичные, и именно здесь на помощь приходит ГНБ, сокращая затраты на восстановление дорог, обочин и проездов и, следовательно, удовлетворяя требования местных муниципалитетов и управляющих жилой, коммерческой и промышленной недвижимостью.

Этот метод является одним из наиболее распространённых способов прокладки стальных кабельных коробов. Эта технология используется для преодоления препятствий, таких как сельскохозяйственные угодья, железные и автомобильные дороги, трамвайные пути, водные преграды, взлётно-посадочные полосы аэропортов, а также в природоохранных зонах.

Метод в основном используется для прокладки кабелей под дорожным покрытием. По обеим сторонам дороги делаются углубления, затем при помощи обычной дрели с выдвижной штангой сверлится отверстие под дорогу. После этого в отверствии укладывается кабель.

Особенности технологии ГНБ

Изначально осуществляется проектирование коммуникационных линий: определяются точки входа и выхода, длина и глубина магистрали, разрабатывается оптимальная траектория прокладки. При горизонтально-направленном бурении для защиты оптоволокна используется кожух-труба. Именно для размещения такого трубопровода выполняется ГНБ.

Делается пилотное отверстие, пробурённой с поверхности под заданным углом и по заданной траектории с помощью бурового станка. Во время пилотного бурения используются зонд (передатчик) и устройство слежения (приёмник) для точного определения местоположения и направления бурильной колонны под поверхностью. Затем с помощью риммера его расширяют до нужного диаметра. Отверстие должно быть не менее чем на одну треть больше размера защитного кожуха. В готовый колодец протягиваются трубы, в которые будет проложен оптический кабель.

Длина одной магистрали может достигать 1000 м, а глубина доходить до 25 м. На въезде и выезде с магистрали устанавливаются железобетонные колодцы с гидроизоляцией. В одной скважине могут поместиться 24 связки кабелей. После завершения работ по траектории кабеля устанавливаются сигнальные ленты или информационные столбы.

Во время бурения буровой раствор закачивается через бурильную колонну в пилотную скважину через сопла в режущей головке. Буровой раствор смешивается с окружающей почвой, образуя суспензию, которая помогает взвешивать и удалять шлам. Буровой раствор не только удаляет шлам, но и смазывает буровое оборудование и стабилизирует окружающий грунт.

Можно провести сравнение между разветвлённой подземной инженерной системой и внутренней системой человеческого организма. Оба не видны невооруженным глазом, оба обширны, и повреждение любой из систем может быть катастрофическим. Благодаря новейшим технологиям появились инструменты, которые можно использовать для лечения органов в теле или модернизации кабельных линий под землёй.

Хотя для некоторых проектов могут потребоваться традиционные методы прокладки траншей, прокладка нового оптоволоконного кабеля требует более передовых технологий. Бестраншейные методы безопаснее и обеспечивают более быструю установку. Все эти преимущества в конечном итоге означают низкие затраты на установку. Бестраншейная прокладка оптоволоконных линий также сводит к минимуму воздействие на окружающую среду. Меньше земли нарушается, а это означает, что места обитания диких животных и другие охраняемые территории не разрушаются. Кроме того, бестраншейные прокладки оптоволокна производят меньше пыли, чем их открытые аналоги, что приводит к общему снижению загрязнения воздуха.

Прокладка трубопровода методом ГНБ

Прокладка трубопровода методом горизонтально направленного бурения позволяет не вскрывать грунт и не рыть траншею. В целости остаются асфальтированные дороги и зеленые насаждения. Существует четыре способа прокладки трубопровода без рытья траншеи.

Область применения

Прокладка труб методом горизонтально направленного бурения применяется при строительстве:

• систем водоснабжения;
• систем отопления;
• линий электроснабжения и связи;
• сетей газораспределения.

Если эти системы пересекают естественные преграды – реки, парки, железные дороги, трамвайные пути, территории аэродромов, – предпочтительнее всего метод безтраншейного бурения. Метод горизонтального бурения применяется там, где запрещено рыть траншеи, и там, где это экономически невыгодно.

Организация и технология выполнения работ

Все услуги ГНБ делятся на четыри способа закрытой прокладки труб:

• санация – замена старых участков трубы новыми элементами;
• продавливание почвы;
• прокалывание почвы;
• горизонтально направленное бурение

Санация с помощью установки ГНБ — выгодная альтернатива рытью траншей. Как и при ГНБ, работы проходят оперативно, наземные препятствия не мешают, не надо тратить время и деньги на восстановление ландшафта.

Санация используется при реконструкции старых элементов. Остальные методы применяются для укладки нового трубопровода.

ГНБ удобно применять вблизи естественных и искусственных водоемов, в природных охраняемых зонах, под автострадами.

Успех прокладки труб безтраншейным способом зависит от предварительной подготовки. Сначала изучают состав почвы, чтобы выбрать подходящую технику. Для разных видов грунта применяют разные буры.

Перед началом работ готовят проектную документацию. На участке у рабочих должны быть все инструкции. За безопасностью и качеством следит руководство и инженеры строительной организации.

Этапы прокладки трубопровода методом гнб

Горизонтально направленное бурение позволяет проложить трубы с минимальными затратами труда и времени рабочих. Таким методом можно укладывать трубы из стали и ПНД любого диаметра. Точки входа и выхода имеют минимальные отклонения от плана благодаря использованию навигационной системы.

1. Подготовка документации. Сначала разрабатывают техническую документацию, рассчитывают точки входа и выхода, продумывают план работ.
2. Исследование почвы. На успех работы влияет состав грунта, глубина залегания грунтовых вод, наличие строений вокруг. Также нужно понимать, какие постройки могут появиться в будущем на выбранном месте.
3. Бурение скважины. Метод ГНБ подразумевает использование буровой техники с заостренным наконечником. Благодаря гибкой штанге можно изменять направление бурения. Это позволяет избежать столкновения наконечника с твердым препятствием в грунте. Чтобы контролировать движение наконечника под землей, используется навигатор. В процессе работы бур охлаждается через отверстия на корпусе. В результате скважина пробуривается по заданной траектории.
4. Увеличение ширины скважины. Для увеличения диаметра на место наконечника ставят расширитель. Им можно пользоваться многократно, пока скважина не достигнет нужной ширины. При этом скважина должна быть шире трубы на 30%.
5. Прокладка трубопровода. На штанге фиксируется труба и машина ГНБ протягивает ее через отверстие. Эффективность этого этапа максимальна за счет маленького коэффициента трения.

Плюсы и минусы технологии

Прокладка трубопровода методом рытья траншеи имеет большой недостаток – нарушается целостность грунта, уничтожается дорожное покрытие и растительность. Метод ГНБ позволяет сохранить верхний плодородный слой почты и все, что на нем находится. К тому же, это дешевле и не требует длительной подготовки.

Асфальт после работ остается целым, не нужно укладывать его заново и восстанавливать дорогу. Не нужно перекрывать автомобильное движение и создавать трудности для пешеходов.

Другие плюсы метода ГНБ:

• сжатые сроки проведения работ;
• низкая стоимость;
• безопасность для экологии;
• минимальные затраты труда рабочих;
• безопасность для рабочих;
• возможность проведения работ в любое время года.

Прокладка труб на коротких участках таким способом не требует привлечения тяжелой техники. Такой способ стоит в два раза дешевле за счет экономии времени и денег на использование техники. Т.к. не нарушается верхний слой земли, нет необходимости его восстанавливать, ремонтировать асфальт, высаживать растения.

Недостатком метода горизонтального бурения является необходимость качественной геологической разведки. Под каждый тип грунта подбирается бур. Если он был выбран неправильно, придется начинать работу сначала. Еще одной проблемой может стать наличие старых труб в месте бурения, чего не учли специалисты. Неудачное бурение также является следствием неудачно вырытых котлованов, что ведет к порче оборудования и труб.

Неопытность персонала приводит к поломкам техники. В результате увеличивается срок бурения и конечная стоимость прокладки трубопровода. Поэтому самое главное – это правильный выбор специалистов.

Метод ГНБ позволяет прокладывать трубы под дорогой с использованием только ручного труда. Перед началом работ по обе стороны дороги роют котлованы. Потом применяется только цилиндр и штанга с возможностью наращивания. В результате удается сэкономить время и бюджет.

Горизонтально-направленное бурение – современный способ прокладки подземных коммуникаций

В условиях современной скученной городской застройки горизонтально-направленное бурение находит широкое применение при прокладке как новых коммуникаций, так и реконструкции и профилактике уже существующих.

Применение технологии

Само гнб – горизонтально направленное бурение – можно сравнить с рытьем тоннеля метро. Только очень маленького. Технологически очень близко, хотя и предельно упрощенно.

Суть одна: сооружение защищенного подземного канала без работ на поверхности и рытья траншей.

Главное в методе то, что прокладка каналов в толще грунта ведется без нарушения верхнего слоя земли, а потому применима при преодолении препятствий вроде водных преград, автомобильных магистралей, мостов, линий электропередач и множестве других случаев.

Горизонтальное направленное бурение применимо в непосредственной близости исторических памятников, в условиях уплотненной городской застройки, при большой скученности существующих коммуникаций.

Уровень шумов и вибрации минимален. Площадь рабочей зоны для размещения оборудования и его операторов предельно мала. Способ позиционирования и контроля инструмента позволяет добиться высокой точности прокладки коммуникаций.

Бурение методом гнб востребовано при прокладке электропередач и слаботочных линий связи, при проводке трубопроводов и газовых линий, при монтаже канализации и других подземных сетей.

Протяженность прокладки может быть от пары метров до нескольких километров, а диаметр проложенного канала может быть свыше 1 200 мм. Все зависит от намеченных ориентиров и задуманных задач.

Основное оборудование

Для защиты проложенных коммуникаций применяют трубы из:

• стали;
• стойкого к давлению высокопрочного полиэтилена (ПНД);
• других материалов.

Полиэтиленовые и полимерные трубы наиболее долговечны, но часто используются и стальные. Особенно там, где требуется защита от высокого давления или температуры.

Оборудование горизонтально-направленного бурения представляет собой специализированный комплекс, который подбирается в зависимости от задач, протяженности и диаметру прокладки.

От характера грунта зависит состав суспензии – буровой жидкости для удаления отработанного грунта и снижения трения в буровом канале.

Буровая гнб представляет собой буровую установку с местом оператора и непосредственно породоразрушающего инструмента – буровой головки с кососрезанной плоскостью в передней части для изменения направления бурения:

1. Головка снабжена излучателем для контроля за ее месторасположением и соединена с основной установкой при помощи гибкой подводки.
2. Излучатель отправляет оператору о координатах, рабочем режиме и температуре буровой головки.
3. Проводка позволяет менять положение головки и транспортирует буровую жидкость в скважину.

Экономия и точность

Поскольку бригада рабочих сравнительно невелика, а объем значительно меньше традиционных земляных вскрывных работ, стоимость горизонтально-направленного бурения много ниже. А согласование и подготовительные мероприятия проще.

Технология горизонтально-направленного бурения делает возможным прокладывать достаточно точные по траектории каналы, не затрагивая ранее существующие коммуникации. Более подробно можно прочитать здесь. Что такое горизонтально-направленный прокол, читайте в этой статье.

Порядок проведения работ

Сама гнб прокладка проходит в несколько этапов:

1. Сначала тщательно изучаются свойства грунтов, дислокация уже существующих коммуникаций, выборочное зондирование и шурфление при особо сложных случаях. Многие гнб фирмы уже имеют опыт работы на определенных участках, а потому иногда этот сметный пункт может несколько удешевляться. Хотя и не всегда. По сути это предварительная геологическая разведка.
2. Затем бурится пилотная скважина — скважина, задающая траекторию коммуникации. Заканчивается этот этап выходом рабочей нитки в заданной точке. Пилотная скважина проходит по точному пути будущей коммуникации, но имеет малый диаметр.
3. После чего пилотная скважина расширителем обратного действия (направление от точки выхода к буровой установке) проводят расширение бурового канала. Сам канал рассчитывается несколько больше диаметра будущей протаскиваемой трубы, служащей стенками канала и защитой для будущих коммуникаций.

Этот процесс можно сравнить с проводкой дорна или раззенковкой отверстия при металлообработке с последующей загильзовкой.

Вообще цена горизонтально-направленного бурения зависит от:

• сложности проводки;
• специфики грунта;
• объема предварительных работ;
• диаметра и протяженности бурового канала.

И тут стоит сказать, что даже в самых затруднительных случаях услуги гнб компании обходятся гораздо дешевле, чем проведение работ обычным открытым способом.

Любопытно, что до изобретения излучателя и улавливателей, бурение проводилось практически наугад и в слепую. И для выхода рабочей нитки в нужной точке пространства, порой, приходилось выполнять несколько последовательных бурений. И клиент по контракту, зачастую, платил за все неудачные попытки бурения.

Но даже тогда сметная стоимость была ниже, чем при традиционной технологии с разработкой открытых траншей.

Завершаются работы продавливанием или проталкиванием в канал труб необходимого диаметра.

Попытка ответа на возможные вопросы

Поскольку работы по проводке не зависят от погоды и состояния атмосферы, услуги горизонтально направленного бурения предоставляются круглый год.

Также не являются помехой грунтовые воды и их уровень. Хотя и может накладывать некоторую специфику на проводимые работы.

Если вас заинтересовала цена на услуги гнб, вы можете непосредственно связаться с нами и получить квалифицированную консультацию у нашего специалиста.

Так же наш сайт по гнб постарается подробно ответить на возможные вопросы, связанные со спецификой применения, регистрации, оформления и выбора той или иной разновидности услуги гнб.

Особенности метода ГНБ — описание технологии и основные принципы

Технология горизонтально направленного бурения (международное сокращение HDD) была разработана и впервые внедрена Мартином Черрингтоном (Martin Cherrington) в середине 60-х годов прошлого века. Однако популярность она приобрела только в 70-х, после прокладки коммуникаций под рекой Паджаро (Pajaro River) в районе залива Монтерей в Калифорнии.

Виды бестраншейных технологий прокладки коммуникаций

Бестраншейные технологии прокладки коммуникаций, известны в мире как Trenchless technologies или NO-DIG (не копай). Они представляют собой работы по подземному строительству трубопровода без вскрытия грунта.

Существует несколько способов горизонтального бурения для прокладки коммуникаций:

• горизонтальное бурение (ГНБ);
• прокол;
• продавливание;
• микротоннелирование;
• релайнинг.

Что такое метод ГНБ

Одним из наиболее эффективных и популярных способов является именно горизонтально-направленное бурение. Метод ГНБ – это способ бурить прямолинейные и криволинейные скважины диаметром до 1720 мм. При этом длина такого непрерывного тоннеля может достигать 2 км. Среди всех технологий бестраншейной прокладки коммуникаций именно ГНБ обеспечивает максимальную длину скважины.

Обратите внимание! Многие считают ГНБ синонимом бестраншейных технологий. Это ошибочное утверждение. Метод горизонтального направленного бурения более распространённый и популярный.

Точность прокладки трубопровода по заданной траектории обеспечивает расположенный в буровом снаряде передатчик. Его сигналы принимаются приемником на поверхности, позволяя непрерывно отслеживать направление, глубину и другие параметры проходки.

Особенности технологии ГНБ и основные принципы

Горизонтальное направленное бурение — это метод бестраншейной прокладки трубопроводов и других коммуникаций на различной глубине под естественными и искусственными препятствиями без нарушения режима их обычного функционирования.

Технология бурения ГНБ достаточно проста и эффективна. В нужной точке «А» (например, на одной из сторон дороги или реки) ставится буровая установка. По заданной траектории она бурит скважину с выходом в точке «Б». В зависимости от диаметра скважины работа выполняется в один или несколько этапов расширения. В полученную скважину с использованием специального бурового раствора, как смазывающего и формирующего канал, затягивается труба.

Буровое оборудование

Прокладка труб методом гнб является технически сложным процессом, для которого нужно специальное оборудование. Выбор оборудования для горизонтального бурения широк – от недорогих китайских установок до премиальных американских и немецких. Отрадно, что производство этого типа коммунальной техники налажено и в России.

Буровая установка для ГНБ может быть стационарной или самоходной, обычно на гусеничном ходу. Она оснащена:

• двигателем;
• буром;
• буровым лафетом с тисками, задающим угол наклона штанги во время бурения;
• кареткой, которая закрепляется на лафете, приводит в действие штанги и отвечает за их поступательное движение;
• рабочее место оператора с панелью управления;
• гидравлической станцией для приготовления, подачи и регенерации бурового раствора для промывки скважины.

Важной частью современных установок для горизонтального бурения является система локации. В ходе работ бур находится вне зоны видимости. Чтобы контролировать точность прохождения и его процесс, на головку бура устанавливается специальный зонд. Этот детектор обеспечивает оператора необходимой информацией о ходе работ – угол и направление бурения, обороты бура, температуру в рабочей зоне.

Кроме того, в состав бурового оборудования входит дополнительный инструмент: расширители разного диаметра, штанги, насосы, доталкиватель для удаления бурового раствора.

Единая классификация оборудования для прокладки коммуникаций методом ГНБ была разработана в Германии в 2000 году. Установки классифицируют по максимальной тяговой силе выделив четыре основные группы:

• мини-буровые – с тягой до 100 кН;
• миди-буровые – от 100 до 400 кН;
• макси-буровые – от 400 до 2 500 кН;
• мега-буровые – свыше 2 500 кН.

Этапы горизонтального направленного бурения

Работы по прокладки коммуникаций с помощью бестраншейных технологий начинаются с подготовки проектной документации. Здесь нужно учесть многие нюанса, включая уже проложенные коммуникации, чтобы избежать их повреждения.

Затем выбирается метод ГНБ и готовят участок для оборудования. Для некоторых установок необходимо обустройство приямка или котлована на входе и выходе.

После установки оборудования приступают непосредственно к процессу горизонтального бурения, который состоит из нескольких этапов:

• пилотная скважина;
• предварительное расширение;
• затягивание трубопровода.

Пилотное бурение

Пилотная скважина при ГНБ – это то, что задает вектор всей разработки. Для первичного бурения на штангу устанавливается зонд – буровая головка. Его вводят в породу, если работы ведутся с земли под углом 10-20 градусов, и продвигают по заданной проектом траектории.

При пилотном бурении в скважину подается буровой раствор, который уменьшает трение на буровой головке и штанге, а также предохраняет скважину от обвалов. Кроме того, состав разрушает породу, отчищает скважину от обломков, вынося их на поверхность и служит охлаждающей жидкостью для буровой головки.

Направление по оси бурения осуществляется при помощи локационной системы, основанной на компьютерной обработке информации в режиме реального времени. Сигнал о траектории движения бурового инструмента поступает от передатчика, расположенного в буровой головке. Оператор сопоставляет данные с планом бурения и поворачивают зонд на нужный угол. Это обеспечивает высокую точность проведения работ.

Диаметр пилотной скважины для горизонтально направленного бурения не превышает 10 см. Для прокладки коммуникаций этого обычно не достаточно. Поэтому, по достижении точки выхода, от штанги отсоединяют буровую головки и надевают расширитель обратного действия.

Предварительное расширение

Расширение скважины осуществляется специальным инструментом –риммером. Буровую машину переключают в режим обратной тяги и протягивают вращающийся расширитель (риммер) в направлении буровой установки. Одновременно в скважину идет подача бентонитового раствора, который укрепляет ствол, вымывая отработанный почвогрунт и шлам.

Расширение идет постепенно: диаметр расширительных насадок меняется с шагом 10-15 см до тех пор, пока сечение скважины не достигнет нужного размера. Обычно это 1-3 прохода, в зависимости от структуры грунта и мощности установки.

Стоит отметить, что для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода диаметр скважины должен на 25—30% превышать диаметр трубы.

Затягивание трубопровода

После создания необходимого диаметра коммуникационного тоннеля осуществляется затягивание трубы. Плеть трубопровода располагается на противоположной стороне от буровой установки (у точки выхода бура). На неё одевается специальный скважинный оголовок и крепится к буровой штанге.

Вертлюг вращается с буровой нитью и риммером, оставляя трубопровод неподвижным. Таким образом осуществляется затягивание трубы в скважину от выходного отверстия к буровой установке. Для облегчения процесса во время затягивания осуществляется подача бурового раствора. Когда труба полностью оказывается внутри скважины, на ее концы одеваются заглушки, а затем она подключается к магистрали.

Заключительный этап работ

По завершении буровых работ оборудование сворачивают. При помощи специальных машин откачивают остатки бентонитового раствора для утилизации. Площадку демонтируют, засыпают приямок или колодец, в зависимости от использованного оборудования. По завершении объект сдают заказчику.

Технические характеристики оборудования ГНБ

Основными техническими характеристиками установки ГНБ являются тяговая сила (сила протяжки), крутящий момент и вес оборудования. Именно эти три параметра легли в основу единой классификации установок. Однако не менее важными являются:

• максимально возможный диаметр скважины;
• максимальная протяженность прохода;
• габариты самой установки.

Преимущества и недостатки метода ГНБ

Для определения методов прокладки коммуникаций, важную роль играет их эффективность. Бестраншейные технологии, это касается всех методов, обладают рядом преимуществ перед открытым способом:

• снижение стоимости прокладки в среднем на 30%;
• оперативность проведения работ, срок снижаются в 2-3 раза;
• сохранение окружающего ландшафта в неизменном виде;
• снижение вредного воздействия на окружающую среду, условия жизни людей в зоне проведения работ, сохранение экологического баланса;
• возможность прокладки коммуникаций напрямую под транспортными путями, зданиями, памятниками архитектурами.

Кроме того, метод ГНБ позволяет сделать максимальную длину коммуникационных сетей и проложить трубы наибольшего диаметра в сравнении с другими бестраншейными технологиями.

Однако у горизонтального бурения есть и свои минусы. Во-первых, трудности возникают при работе с твёрдыми, каменистыми породами и грунтами. Во-вторых, дорогостоящее оборудование можно использоваться только по прямому назначению, тогда как при работах традиционным открытым способом используется более универсальная техника.

Не применима технология горизонтального бурения и в случаях слишком мягких, сыпучих и влагосодержащих грунтов. В этом случае более подходящим будет ГНБ методом прокола. Он же будет предпочтителен в холодное время года, когда использование традиционного метода направленного бурения затруднительно из-за замерзания бентонитового раствора.

Стоит отметить, что метод прокола не является бурением. Грунт просто продавливается трубой или расширителем. Затем на выходе к инструменту крепится трос, который протягивает полиэтиленовые трубы к началу прокола.

Для горизонтального бурения можно также использовать шнековую буровую установку, переведя бур в горизонтальное положение. Максимальная длина скважины в это случае составит примерно 100-150 м.

Тонкости ГНБ: системы рециркуляции бурового раствора

Системы рециркуляции бурового раствора предоставляют подрядчикам ГНБ множество преимуществ и дают возможность сэкономить средства. Они позволяют снизить количество компонентов бурового раствора и затраты на их транспортировку, сократить потребление воды и финансовые и трудовые затраты.

Любая системы рециркуляции бурового раствора эффективна только при правильном понимании принципов работы оборудования. Без умения подбирать, тестировать и поддерживать нужный состав бурового раствора, невозможно достичь хороших результатов, даже имея в распоряжении самую современную машину горизонтально-направленного бурения.

Основы рециркуляции буровых растворов

Система рециркуляции не только перерабатывает раствор, но и служит для его приготовления. Она включает в себя центробежный смесительный насос, смесительную воронку и смесительные сопла, расположенные внизу цистерн, где буровой раствор постоянно перемешивается. Когда чистый буровой раствор вновь подается к буровому инструменту с помощью центробежного подкачивающего насоса, отработанная жидкость собирается с помощью шламового насоса и направляется на вибросито, которое удаляет крупные твердые частицы. В противном случае эти частицы осядут на дно цистерн, либо закупорят пескоотделитель.

Из вибросита буровой раствор проходит через ряд пескоотделителей с помощью центробежного насоса. Центробежная сила вращающейся жидкости используется для удаления мелких твердых фрагментов. Твердые вещества удаляются вместе со значительным количеством жидкости. Эта жидкость отцеживается на вибросите и подается обратно в систему, оставляя практически сухой осадок. Сочетание пескоотделителей и вибросита обычно называют очистителем бурового раствора.

Буровые растворы и рециркулирующее оборудование в ГНБ

Некоторые подрядчики неверно используют полимеры и добавки. Лишь компоненты со строго определенными свойствами обеспечат хорошую работу. Не используйте полимеры с высоким молекулярным весом, которые обычно используются как ингибиторы набухания глин. Они могут формировать пленку на поверхности вибросита, что приведет к большим потерям бурового раствора. Низкомолекулярные ингибиторы можно приобрести у любого поставщика буровых растворов.

Внимание! Избегайте пенящихся моющих поверхностно-активных средств. Избыточное вспенивание вызовет кавитацию насоса и поломку оборудования. Также следите за вязкостью бурового раствора. Избыточная вязкость создает дополнительное затрубное давление и снижает эффективность системы очистки.

ПАУ (модифицированные полимеры природной целлюлозы, которые используются для контроля фильтрации) и усилители прочности бурового раствора (ксантантовая смола) прекрасно подходят для систем рециркуляции. Их следует медленно вводить через смесительную воронку, чтобы частицы полимера не забивали поверхность вибросита. Эти полимеры также доступны в жидкой форме, и могут вводиться непосредственно в систему, минуя воронку, что положительно сказывается на состоянии вибросит.

Эксплуатация оборудования для рециркуляции буровых растворов

Система рециркуляции предназначена для приготовления и введения бурового раствора в требуемых количествах, которые зависят от пропускной способности системы и размера бурового инструмента. Многие подрядчики размещают на площадке только одну систему и свозят к ней буровой шлам для очистки. Однако если пустая система заполняется шламом, ее производительность снижается, и достижение желаемого результата займет больше времени.

Перед подачей отработанного раствора, убедитесь, что цистерны заполнены не менее чем наполовину. Попытайтесь отрегулировать насос так, чтобы отработанный раствор подавался непрерывным потоком, либо используйте очистной отсек на половину мощности. В противном случае из-за перегрузки системы твердые частицы попадут в поршневой насос, тем самым сокращая срок его службы. Имейте в виду, что дополнительный раствор, который вы вводите во время работы системы, должен быть тщательно промешан. Непромешанный бетонит застрянет в вибросите. Для решения этой проблемы производители систем рециркуляции предусматривают в конструкции статический смеситель, ускоряющий процесс смешивания. От количества потребляемого бетонита зависит и объем добавляемых полимеров (к примеру, кальцинированной соды). Бетонит, полимеры и добавки – это расходные материалы. Они оседают на стенках скважины и частично удаляются с буровым шламом.

Следует постоянно тестировать состояние бурового раствора и поддерживать эффективность его работы. Многие подрядчики считают, что вязкость раствора можно определить на глаз – однако, это не так. Даже небольшое изменение вязкости может сыграть значительную роль, поэтому ее следует проверять часто, в первую очередь – при визуальных изменениях консистенции раствора.

Также для поддержания высокого качества бурового раствора необходимо контролировать содержание песка. Размер песчинок достигает от 74 до 200 микрон. Плотность сита на тестовом приборе составляет 200 меш, следовательно, граница разделения франки составляет 74 микрона. Сита в 200 меш или меньше также следует использовать для отделения ила. При хорошо отлаженной системе рециркуляции в качественном буровом растворе содержится менее 0,25 процентов песка. Если это количество возрастает, проверьте вибросито на наличие разрывов или откройте клапан нижнего отсека.

Меш — внесистемная единица измерения для проволочных сеток (сит). Числовое значение обозначает количество отверстий на 1 линейный дюйм (25,4 мм).

При переработке буровой шлам распадается на мелкие частицы, которые могут стать серьезной проблемой. Твердые частицы размером менее 74 микрон невозможно обнаружить при контроле содержания песка. Поэтому при работе системы рециркуляции следует пользоваться шкалой плотности бурового раствора. Плотность чистого бурового раствора составляет 1,01 кг/л. Если это чисто возрастает до 1,07 – следует удалить из системы часть раствора и ввести свежий раствор. Таким образом, уменьшится содержание твердых частиц. Мельчайшие частицы сохраняют абразивные свойства и могут привести к преждевременному износу деталей системы и снизить скорость проникновения.

Технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ) является одной из самых сложных в современной строительной индустрии, поэтому каждый аспект работ при использовании ГНБ является крайне важным. Не стоит забывать, что преимущества систем рециркуляции бурового раствора раскрываются только при понимании принципов работы оборудования, поэтому желательно, чтобы у оператора ГНБ имелся значительный опыт. Для получения дополнительной информации следует обращаться к производителям оборудования и буровых растворов.