Войти
Направленное бурение, также называемое горизонтально-направленное бурение (ГНБ ), представляет собой минимальный удар бестраншейный метод прокладки подземных коммуникаций, таких как трубы, кабелепровод или кабели по относительно неглубокой дуге или радиусу вдоль заданного подземного пути с использованием буровая установка буровая наземного запуска. Направленное растачивание / ГНБ предлагает значительные экологические преимущества по сравнению с традиционными установками трубопроводов / инженерных коммуникаций. Этот метод обычно используется, когда обычное рытье траншей или выемка грунта нецелесообразно или когда требуется минимальное нарушение поверхности.
Хотя термины наклонно-направленное бурение и горизонтально-направленное бурение часто используются как синонимы, они отличаются тем, они передают другое ощущение масштаба. Термин «направленное бурение» или «канал ствола» обычно используется для буровых установок малого и среднего размера, отверстий малого диаметра и длины пересечения в сотнях футов. Как правило, термин «горизонтально-направленное бурение» (ГНБ) предназначен для описания буровых установок большого / максимального размера, отверстий большого диаметра и длины пересечения в тысячах футов. Направленное бурение и ГНБ в некоторых отношениях схожи с наклонно-направленным бурением, используемым в нефтяной промышленности, однако равное сравнение не может быть проведено, так как процедуры выполняют существенно разные функции. Направленное растачивание / ГНБ можно использовать с трубами из различных материалов, таких как ПВХ, полиэтилен, полипропилен, высокопрочный чугун и . сталь при условии, что свойства трубы (толщина стенки и прочность материала) позволяют ее как устанавливать, так и эксплуатировать (если применимо) в допустимых пределах напряжения.
Направленное растачивание / ГНБ обычно выполняется в три основных этапа. Сначала просверливается пилотное отверстие малого диаметра по направленной траектории от одной точки поверхности к другой. Затем отверстие, образовавшееся при бурении пилотного отверстия, увеличивают до диаметра, который облегчит установку требуемого трубопровода. Наконец, трубопровод протягивается в увеличенное отверстие, таким образом создавая непрерывный участок трубы под землей, открытый только в двух начальных конечных точках. Направленное бурение / ГНБ можно использовать для преодоления любого количества поверхностных препятствий, включая дороги, железные дороги, водно-болотные угодья и водоемы различного размера / глубины.
Процесс подходит для различных почвенных условий, включая глину, ил, песок и камень. Проблемные почвенные условия включают большое содержание зерна в виде крупного гравия, булыжников и валунов. Другие подземные условия, которые могут повлиять на возможность направленного бурения / ГНБ, включают чрезмерную прочность и абразивность горных пород, плохое качество горных пород и наличие в них признаков карста.
Малая буровая установка с ГНБ 
Буровая установка большого размера 
Типичный максимальный размер буровой установки для ГНБ (приблизительно 50 000 кв. Футов) Оборудование, используемое при направленном бурении / ГНБ, зависит от длины (предлагаемого) пересечения, свойств трубы (устанавливаемого трубопровода) и (ожидаемые) подземные условия.
Для более длительных и сложных переходов могут использоваться буровые установки на тракторном прицепе, способные выдерживать 1320 000 фунтов (тяговое усилие / обратное усилие) и 150 000 фут-фунтов (вращательное усилие) [600 тонн - 204 000 морских миль]. Эти агрегаты используются вместе с устройством для регенерации бурового раствора, насосом или насосами большого объема, экскаватором (или аналогичным оборудованием для управления бурильными трубами), а также с другим вспомогательным оборудованием (например, резервуарами для воды, контейнерами для отходов и т. Д.) Для облегчают выполнение типичных операций.
Для меньшего диаметра доступно более портативное оборудование пропорционально меньшего размера. Эти блоки могут иметь силу тяги / толчка от 5000 до 100000 фунтов и могут использоваться для перехода между подвалом дома и соседней общей водопроводной трубой. Истощение жидкости, связанное с меньшими отверстиями, также пропорционально меньше. Во многих случаях меньшие стволы не требуют использования бурового раствора, только воду, а в еще менее значительных стволах вообще никаких жидкостей.
Инструментальная оснастка, как и механическое оборудование, которое устанавливается на бурильную колонну для проведения операций, доступна в большом количестве различных форм и размеров. Инструмент для направленного бурения / ГНБ включает набор буровых коронок или буровых головок, используемых во время операций пилотного ствола, расширителей и инструментов для открытия отверстий, используемых для увеличения диаметра ствола, а также тампоновых инструментов, которые используются для подготовки ствола и отвода. В инструментах, предназначенных для работы в горных породах или в более твердых породах, могут использоваться сплавы карбида вольфрама или поликристаллический алмаз (PCD). Напротив, инструменты, предназначенные для навигации по мягким грунтам, могут быть ограничены высокоуглеродистой сталью (фрезерованной до желаемой формы и размера). Методология продвижения также несколько различается в зависимости от пересечения грунта и скалы. Продвижение инструментов в рыхлых несцементированных грунтах в основном достигается за счет гидравлических земляных работ. То есть почва разрезается и / или удаляется под действием жидкости под высоким давлением. В горных породах до некоторой степени все еще ведутся гидравлические выемки грунта (удаление грунта), но львиная доля резки и дробления материала приходится на механическую работу, выполняемую самим инструментом.
Направленное бурение используется для прокладки инфраструктуры, такой как телекоммуникации и кабелепроводов для силовых кабелей, водопроводов, канализационных сетей, газопроводов, нефтепроводов, продуктовых трубопроводов и восстановления окружающей среды. оболочки. Он используется для пересечения водных путей, дорог, подходов к берегу, густонаселенных районов, экологически уязвимых районов и районов, где другие методы являются более дорогостоящими или невозможными. Он используется вместо других методов, чтобы обеспечить меньшее нарушение движения, более низкую стоимость, более глубокую и / или более продолжительную установку, отсутствие ямы для доступа, более короткое время завершения, возможности направленности и экологическую безопасность.
Этот метод широко используется в городские районы для развития подземных коммуникаций, так как это помогает избежать обширных открытых траншей. Использование требует, чтобы у оператора была полная информация о существующих коммуникациях, чтобы он мог спланировать выравнивание, чтобы избежать повреждения этих коммуникаций. Поскольку неконтролируемое бурение может привести к повреждению, различные агентства / государственные органы, владеющие городской полосой отвода или коммунальными службами, имеют правила безопасного выполнения работ. Для стандартизации методов различные организации, продвигающие бестраншейные технологии, разработали руководящие принципы для этого метода.
Начальный котлован с пилотным стволом и небольшим количеством бурового раствора в карьере Процесс начинается с приемного отверстия и входных ям. Эти ямы позволят собирать и восстанавливать буровой раствор, чтобы снизить затраты и предотвратить отходы. На первом этапе просверливается пилотное отверстие по заданной траектории, а на втором этапе (развертывание) отверстие увеличивается за счет пропускания более крупного режущего инструмента, известного как. Диаметр расширителя зависит от размера трубы, которую нужно протянуть через просверленное отверстие. Бурильщик увеличивает диаметр в соответствии с внешним диаметром трубы и для достижения оптимальной производительности. На третьем этапе продукт или обсадная труба помещается в увеличенное отверстие через бурильную штангу; он протягивается за расширителем, чтобы обеспечить центрирование трубы на вновь развернутом пути.
Горизонтально-направленное бурение выполняется с помощью вязкой жидкости, известной как буровой раствор. Это смесь воды и, как правило, бентонита или полимера, непрерывно закачиваемая в режущую головку или буровое долото для облегчения удаления стружки, стабилизации ствола скважины, охлаждения режущей головки., и смажьте проход продуктовой трубы. Буровой раствор направляют в машину, называемую регенератором, которая удаляет буровой шлам и поддерживает надлежащую вязкость жидкости. Буровой раствор удерживает шлам во взвешенном состоянии, чтобы предотвратить засорение ствола скважины. Засоренный канал ствола создает обратное давление на режущую головку, замедляя добычу.
История локальных перемещений
В 1984 году горизонтально-направленное бурение навсегда изменится как новое технология и терминология были введены FlowMole Corp из Кента, Вашингтон, США. Ранее строительство ГНБ относилось к сфере больших буровых установок с использованием забойных двигателей и гнутых переводников для обеспечения рулевого управления при пересечении трубопроводов. Тогда не существовало точного рулевого управления, как сегодня. Инструменты и терминология больше соответствовали бурению нефтяных скважин: угол наклона, азимут и возвышение инструмента были общепринятыми. Соучредитель Digital Control Incorporated доктор Джон Мерсер возглавил команду FlowMole, которая разработала первую буровую систему, которая включала наклонную рулевую головку и локатор. Направление наклонной рулевой колонки на передней части корпуса передатчика (корпуса зонда) в заданное положение часов и толкание буровой штанги для достижения заданной команды рулевого управления никогда раньше не выполнялось. Опыт доктора Мерсера в области авиации привел к использованию новых терминов HDD: Pitch, Roll, Yaw, Depth и концепции Terradynamics. Горизонтально-направленные упражнения управляются с использованием информации по тангажу, крену и рысканью в той же усадьбе, что и пилот, управляющий самолетом. Все системы определения местоположения ГНБ используют колеблющиеся магнитные передатчики (зонды, маяки), которые излучают килогерцовые частоты, которые содержат два вида информации: данные о сверлении и данные о глубине сверления. Digital Control Incorporation была первой компанией, которая передавала данные по продольному бурению.
Пустые трубопроводы, проложенные путем направленного бурения Расположение и направление буровой головки являются важной частью операции бурения, поскольку буровая головка находится под землей во время бурения и, в большинстве случаев, не видна с поверхности земли. Неконтролируемое или неуправляемое бурение может привести к значительным разрушениям, которые можно устранить, правильно расположив буровую головку и направив ее.
Существует три типа локационного оборудования для определения местоположения буровой головки: система локации с обходом, проводную локационную систему и буровую установку с гироскопическим управлением, где полная инерциальная навигационная система расположена рядом с буровой головкой.
Все три системы имеют свои достоинства, и конкретная система выбирается в зависимости от требований площадки.
