Технологии горизонтально направленного бурения и управляемого прокола

Технология горизонтально направленного бурения (ГНБ) предусматривает следующее оборудование (рис. 4.11):

- буровую установку;

- буровой инструмент (буровая штанга, буровая головка с амортизатором, расширители для разных типов грунтов);

- локационную систему (различные зонды, в зависимости от глубины и точности прокладываемой трассы, локатор);

- смесительную установку для приготовления и подачи бентонитовой суспензии.

Рис. 4.11. Схема установки направленного мелкого бурения

а) - бурение пилотной скважины; б) - расширение скважины и обратное протягивание; 1 - установка направленного горизонтального бурения, 2 - буровые штанги, 3 - буровая головка, 4 - расширитель, 5 - прокладываемый трубопровод, 6 - стартовый котлован

После проходки пилотной скважины выбирается тип расширителя в зависимости от геологических условий и диаметра трубопровода.

Скважина должна расширяться до диаметра на 20 - 50 % (в зависимости от типа грунта) больше диаметра протягиваемой трубы.

Протаскивание трубопровода за расширителем производится обратным ходом.

Характеристики установок ГНБ приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Характеристики установок ГНБ

Технология ГНБ при проектировании участков бестраншейной прокладки применяется для напорных и самотечных трубопроводов, устройства защитных футляров при прокладке кабелей, теплотрасс и газопроводов. В зависимости от принятого в проекте расчетного диаметра и длины участка бестраншейной прокладки выбирается модель установки ГНБ.

Технологию горизонтального направленного бурения применяют в зависимости от конструкции бурового инструмента в различных грунтовых условиях, от песчаных и глинистых грунтов до скальных.

Трасса проектируемого участка бестраншейной прокладки может быть криволинейного очертания как в плане, так и в профиле в пределах допустимого радиуса изгиба буровых штанг.

Для технологии ГНБ требуется устройство стартовых и приемных приямков расчетной емкости для своевременного отбора илонасосами отработанной буровой суспензии и транспортировки ее на регенерацию.

Установка управляемого прокола (ПУ) состоит из следующих узлов:

- домкратной станции;

- маслостанции с приводом от карбюраторного двигателя;

- набора бурового инструмента (пилотные штанги, пилотные головки, расширители и др.);

- системы беспроводной локации.

Гидродомкрат с полым штоком оснащен передним и задним упорами. Конструктивное решение гидродомкрата позволяют обеспечить перемещение в прямом и обратном направлении штанг и его вращение совместно с пилотной головкой.

При управляемом проколе грунт уплотняется вокруг скважины под действием усилий: при внедрении буровой головки со штангами, а на последующем этапе - конического расширителя.

Диаметр расширителя принимается на 20 - 30 % больше диаметра прокладываемого за ним трубопровода. Применяют расширители следующих типоразмеров: 89, 114, 140, 168, 219, 273 и 324 мм.

Характеристика прокольных установок ПУ, изготавливаемых фирмой «Ditch Witch» (США), приведена в таблице 4.4.

В нашей стране способы горизонтально направленного бурения и управляемого прокола внедряются ОАО Корпорацией «Трансстрой», Тоннельной ассоциацией России, Мосинжстроем, Мосинжпроектом и др.

Технология управляемого прокола применяется при прокладке напорных трубопроводов и футляров для кабелей длиной до 150 м и самотечных трубопроводов диаметром до 400 мм и длиной до 30 м в песках и глинистых грунтах.

Таблица 4.4

Характеристика установок управляемого прокола

Размеры в плане и конструктивно-технологические решения стартовых и приемных котлованов (шахт) принимаются в зависимости от грунтовых условий, глубины заложения, диаметра труб и длин их звеньев. Минимальные размеры в плане стартового котлована (шахты) принимаются 2, 7´ 1, 5 м.