Горизонтально-направленное бурение (Horizontal Boring): основное руководство по бестраншейной укладке коммуникаций

Зачем копать, если можно пробурить?

Установки горизонтально-направленного бурения (HDD) могут толкать, тянуть и вращать буровые стержни под землей с минимальным нарушением ландшафта, тротуаров, дорог. Направленное бурение предпочтительнее траншей при укладке подземных коммуникаций: воды, канализации, газа, телефона, электричества, оптоволокна. Но в частном строительстве это не так популярно — и это ошибка.

Основы бурения

Направленное бурение (иногда называемое бестраншейным бурением) выполняется пробиванием грунта буровой головкой под небольшим углом. Головка вращается и проталкивается через грунт. Стержни добавляют непрерывно для увеличения длины. По достижении нужной глубины конус головки выравнивается, чтобы держать отверстие горизонтальным.

Наведение (Steering)

Помимо агрессивных карбидных зубьев, буровые головки оснащены электроникой, излучающей радиосигнал. Приемник над землей непрерывно определяет позицию головки. Оператор с пультом связывается с машинистом, указывая направление. Некоторые высококлассные машины имеют бортовую систему, позволяющую оператору видеть траекторию самому.

Смена направления

Типичная конфигурация режущей головки — утконос. При вращении она идет прямо. Для смены направления оператор останавливает вращение стержней и просто проталкивает их. Головка меняет направление в зависимости от своей ориентации. Существуют и другие методы: изогнутый конец трубы, направленный высоконапорный водяной луч.

Буровые стержни (Drilling Pipe)

Буровой стержень (drill pipe/rod/shank/string) бывает разной длины и ширины в зависимости от размера машины и требуемого диаметра. Резьбовая труба похожа на стальную гидравлическую, но рассчитана на высокие крутящие моменты. Диаметр 1-36 дюймов и более. Трубы не только крутятся и проталкиваются, но и подают воду/буровой раствор для охлаждения головки и электроники, в некоторых случаях вода помогает наведению. Большинство машин автоматически соединяют и разбирают трубы.

Протяжка (Pulling)

После выхода бура в целевой точке буровую головку снимают и устанавливают «задний расширитель» (rear reamer/expander). Задние расширители бывают разных размеров под трубу, провод или кабель. Трубу/линию/кабель соединяют с задним расширителем и тянут назад к буровой установке.

Варианты машин

Базово два типа: самоходные (standalone) и прицепные (remote units). Прицепные устанавливают на шасси грузовика, прицепа или минипогрузчика. Часто работают от гидравлики отдельного источника. Самоходные популярнее — быстрее наладка, маневренны в тесных пространствах. Многие гусеничные, преодолевают неровный грунт. Установки имеют опоры, вдавливающиеся в грунт, чтобы не отбрасывать назад при проталкивании труб. Некоторые имеют бортовые баки воды для охлаждения головки.

Представьте: клиент отказывается от скважины и подключается к городской воде. Зачем копать и разрушать весь передний двор, возможно, теряя десятилетия старые деревья. Если коммунальный узел в центре дома, направленное бурение еще больше имеет смысл. Можно сделать отверстие 30x30 см в бетонном полу, и хороший оператор попадет точно. Это один сценарий. Подумайте дренаж, подключение 바깥строений к энергии и коммуникациям. В основном, если нужен траншей, а на пути препятствие, горизонтально-направленное бурение сэкономит кучу времени и денег.

Горизонтально-направленное бурение (HDD) подробно

HDD — подвиги, бьющие воображение. Невероятно, как трубопровод можно проложить под реками, железными дорогами, шоссе, экологически чувствительными и городскими зонами без нарушения среды или препятствия трафику/городской жизни для стройки. Что такое HDD и как работает направленное бурение?

Что такое направленное бурение?
Горизонтально-направленное бурение (directional boring) — бестраншейная технология укладки труб под землей без воздействия на территорию над скважиной. Обычно пологая дугообразная или полумесяцевая скважина, через которую после завершения проходят трубопровод, кабель или кабели. Обычно пологая дуга, но направленное бурение может делать повороты в процессе. Это особенно важно в городских условиях, где нужно избегать существующей подземной инфраструктуры: канализации, воды, туннелей.

Буровая машина сверлит пилотную скважину и последовательно расширяет её более крупными реамерами, удаляя грунт буровым раствором. Когда скважина достаточно велика, трубопровод протягивают через неё, и монтаж продолжается стандартными траншейными методами.

ЭТАП 1: ПИЛОТНАЯ СКВАЖИНА
Буровая коронка соединяется с вращающимся буровым стержнем и вдавливается в место пилотной скважины. Её ведут через процесс до выхода по другую сторону проектируемого трасса. Буровой раствор (смесь воды и бентонитовой глины) критически важен. Он ведет коронку, стабилизирует скважину, работает смазкой и охлаждением. Кроме того, раствор выносит грунт и опилки обратно к буровой установке. Раствор отделяют от выемки и возвращают в процесс. Наконец, бур выходит в выходную точку.

ЭТАП 2: РАСШИРЕНИЕ (REAMING)
К буровому стержню крепят реамер и тянут обратно через скважину. Все большие реамеры тянут туда-сюда, пока скважина не станет примерно в 1.5 раза больше диаметра укладываемой трубы. Наконец, протаскивают швабру (swab) для проверки чистоты и готовности к протяжке труб. Швабра больше трубы, но меньше максимального реамера.

ЭТАП 3: УСТАНОВКА ТРУБОПРОВОДА
Трубы довозят к выходной точке, сваркивают, покрывают, рентгенируют, давимтестируют. Участок трубопровода длиннее пробуриной скважины, укладывают на ролики для протяжки. Позиционируют и наклоняют для минимального сопротивления.

После полной сборки, тестов и наладки начинается процесс протяжки. Когда трубопровод прибывает к буровой установке, его инспектируют, испытывают. В конце работы участок восстанавливают в первоначальном состоянии.