Установка горизонтального направленного бурения

Информация

Горизонтальное направленное бурение (ГНБ) – это метод прокладки/строительства подземных трубопроводов, проводов или кабелей, при котором бурение осуществляется из точки ввода и направляется в заданном направлении, горизонтально или с определенным уклоном. Этот метод применяется там, где традиционные методы прокладки являются непрактичными или невозможными, например, при пересечении препятствий, таких как дороги, реки, здания, сооружения и прочее.

История ГНБ

Горизонтальное направленное бурение (ГНБ) было разработано и впервые применено в США в 1960-х годах. История создания и применения первой установки ГНБ связана с инженером по имени Martin Cherrington.

В 1964 году, работая на компанию Shell Oil Company в США, Cherrington разработал и запатентовал концепцию горизонтального направленного бурения, чтобы преодолеть проблему бурения скважин на месторождениях нефти и газа, где традиционные методы сталкивались с ограничениями или препятствиями, такими как реки, города и другие преграды.

Первая установка ГНБ была создана Черрингтоном в 1971 году. Эта установка была названа "землекопом" (Mole), и она использовала новаторский метод бурения, включающий направляющую систему с применением изгибаемого стержня и магнитного компаса для определения направления и угла наклона.

Метод ГНБ стал коммерчески доступным в 1980-х годах, когда различные компании начали применять и развивать эту технологию для различных инженерных задач в строительстве, нефтяной и газовой промышленности, телекоммуникациях, электроэнергетике и других отраслях.

С течением времени, совершенствование и развитие установок ГНБ позволили расширить возможности этой технологии и улучшить ее эффективность при выполнении сложных задач строительства и прокладки коммуникаций в различных условиях и грунтах.

Преимущества и недостатки установок ГНБ

Преимущества установок ГНБ включают:

  1. Минимальное вмешательство в окружающую среду, так как бурение осуществляется без крупных земляных работ.
  2. Сокращение времени и затрат на строительство, так как не требуется прокладка траншей.
  3. Возможность прокладки трубопроводов и кабелей под углами, а не только прямыми линиями.
  4. Снижение риска повреждений при строительстве рядом с существующими инфраструктурными объектами.

Есть и недостатки:

  1. Высокие требования к квалификации и опыту операторов, так как точность выполнения бурения играет важную роль.
  2. Ограниченные возможности для бурения в некоторых грунтовых условиях, таких как каменистые или очень уплотненные грунты.
  3. Высокая стоимость оборудования и проведения работ.

Российские производители установок ГНБ

В России есть несколько российских производителей установок ГНБ, таких как "Бортех" и "ГНБТехника". Однако, они могут быть менее известными по сравнению с мировыми производителями.

Установки ГНБ "Бортех"

1. Бортех А250:

  • Максимальный крутящий момент: 250 кНм
  • Максимальная тяговая сила: 250 тонн
  • Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 630 мм
  • Максимальная длина прокладываемой трубы: 2000 метров
  • Вес: около 43 тонн

2. Бортех А400:

  • Максимальный крутящий момент: 400 кНм
  • Максимальная тяговая сила: 400 тонн
  • Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 800 мм
  • Максимальная длина прокладываемой трубы: 2500 метров
  • Вес: около 58 тонн

3. Бортех А600:

  • Максимальный крутящий момент: 600 кНм
  • Максимальная тяговая сила: 600 тонн
  • Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 1000 мм
  • Максимальная длина прокладываемой трубы: 3000 метров
  • Вес: около 80 тонн

Установки ГНБ "ГНБТехника"

1. ГНБТехника GT-60:

  • Максимальный крутящий момент: 6000 Нм
  • Максимальная тяговая сила: 60 тонн
  • Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 600 мм
  • Максимальная длина прокладываемой трубы: зависит от модификации
  • Вес: зависит от модификации

2. ГНБТехника GT-100:

  • Максимальный крутящий момент: 10000 Нм
  • Максимальная тяговая сила: 100 тонн
  • Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 1000 мм
  • Максимальная длина прокладываемой трубы: зависит от модификации
  • Вес: зависит от модификации

3. ГНБТехника GT-150:

  • Максимальный крутящий момент: 15000 Нм
  • Максимальная тяговая сила: 150 тонн
  • Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 1200 мм
  • Максимальная длина прокладываемой трубы: зависит от модификации
  • Вес: зависит от модификации

Самые популярные марки и модели установок ГНБ, используемых в России, включают такие марки, как Vermeer, Ditch Witch, American Augers, TT Technologies, Prime Drilling и другие. Они предлагают широкий спектр моделей и конфигураций для различных условий и задач бурения в России.

Монтаж установки ГНБ

Монтаж установки горизонтально направленного бурения (ГНБ) включает несколько шагов. Ниже приведено подробное описание этих шагов, а также некоторые особенности и возможные проблемы, которые могут возникнуть:

1. Подготовка места работы:

  • Очистите рабочую площадку от растительности, камней и других препятствий, так чтобы установка имела достаточно места для развертывания.
  • Подготовьте место для размещения буровой жидкости или системы обработки бурового раствора.

2. Установка станка ГНБ:

  • Разместите установку ГНБ на рабочей площадке согласно требованиям производителя.
  • Убедитесь, что все компоненты и системы установки работают исправно.

3. Подключение буровой трубы:

  • Подсоедините буровую трубу к установке ГНБ с помощью гидравлического зажима.
  • Обратите внимание на правильную фиксацию и герметичность соединений труб.

4. Подготовка бурового раствора:

  • Подготовьте буровой раствор, который будет использоваться в процессе бурения.
  • Убедитесь, что буровой раствор соответствует требованиям проекта и является подходящим для типа грунта.

5. Начало бурения:

  • Запустите систему циркуляции бурового раствора.
  • Постепенно введите буровую трубу в грунт с помощью гидравлической системы установки ГНБ.

6. Управление бурением:

  • Следите за глубиной и углом бурения с помощью системы навигации и контроля.
  • Принимайте меры для поддержания или корректировки направления бурения в соответствии с проектом.

7. Завершение бурения:

  • Достигнув целевой точки, произведите остановку бурения.
  • Извлеките буровую трубу из забоя, сохраняя целостность буреного отверстия.

Возможные проблемы при проведении буровых работ

  • Встреча с твердыми препятствиями, такими как камни или неожиданные связи в грунте, может затруднить или остановить процесс бурения.
  • Проблемы с выравниванием и навигацией могут повлиять на точность и качество бурения.
  • Возможные проблемы с гидравлической системой, электрическим оборудованием или системой контроля работы установки ГНБ могут привести к простою и задержкам.

В любом случае, для успешного монтажа установки ГНБ и преодоления потенциальных проблем, рекомендуется обращаться к производителю или опытным специалистам, которые обладают необходимыми знаниями и опытом в этой области.

Самые популярные установки ГНБ в России

XCMG XZ200

Установка горизонтально направленного бурения (ГНБ) XCMG XZ200 является мощным оборудованием для проведения горизонтальных бурений.

Технические характеристики

1. Двигатель и гидравлика:

  • Мощность двигателя: 133 кВт (180 л.с.).

  • Гидравлическая система с переменным потоком и переменным давлением.

2. Управление и навигация:

  • Система управления и навигации для точной манипуляции и контроля при бурении.

  • Компьютерный контроль процесса бурения с монитором в кабине оператора.

3. Размеры и вес:

  • Габаритные размеры (Д х Ш х В): около 11000 мм x 2500 мм x 3500 мм.

  • Масса: около 12000 кг.

4. Бурение:

  • Максимальный диаметр бурения: 200 мм.

  • Максимальная длина бурения: 120 м.

  • Максимальная сила тяги: 200 кН.

  • Максимальная сила толчка: 200 кН.

5. Подвижность и маневренность:

  • Гусеничный ход для перемещения по сложному рельефу и оперирования на различных типах грунта.

  •  Компактная конструкция для удобства в узких и ограниченных пространствах.

Vermeer D10x15 S3 Navigator

Технические характеристики

1. Двигатель:

  • Мощность: 74 л.с. (55 кВт)

2. Система бурения:

  • Максимальный крутящий момент: 1495 Нм

  • Максимальная тяговая сила: 45,4 кН

  • Максимальная скорость путешествия вперед: 4,5 км/ч

  • Максимальная скорость путешествия назад: 2,2 км/ч

  • Максимальная скорость вращения: 202 об/мин

  • Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 102 мм

  • Максимальная длина прокладываемой трубы: 457 м

  • Максимальная глубина прокладки: 4,5 м

3. Размеры и вес:

  • Длина (без единицы бурения): 4450 мм

  • Ширина: 1650 мм

  • Высота: 1870 мм

  • Вес: около 4313 кг

Vermeer Navigator D24x40

Технические характеристики

1. Двигатель и гидравлика:

  • Мощность двигателя: 125 л.с.

  • Гидравлическая система с переменным потоком и переменным давлением.

2. Управление и навигация:

  • Система управления и навигации DigiTrak®. 

3. Размеры и вес:

  • Габаритные размеры (Д х Ш х В): около 5710 мм x 2270 мм x 2398 мм.

  • Масса: около 7246 кг.

4. Бурение:

  • Максимальный диаметр бурения: 400 мм.

  • Максимальная длина бурения: около 183 м.

  • Максимальная сила тяги: 138 кН.

  • Максимальная сила толчка: 81 кН.

5. Подвижность и маневренность:

  • Гусеничный ход для перемещения по различным типам грунта и сложным условиям.

  • Установка способна маневрировать в узких пространствах и на ограниченных площадках.

Ditch Witch JT4020

Технические характеристики

1. Мощность двигателя: 128 л.с. (95.4 кВт)
2. Максимальный крутящий момент: 3692 Нм
3. Максимальная скорость вращения буровой головки: 220 об/мин
4. Максимальный крутящий момент буровой головки: 5405 Нм
5. Максимальная тяговая сила: 40 000 фунтов (178 000 Н)
6. Максимальная тяговая скорость: 190 футов в минуту (57.9 м/мин)
7. Максимальный диаметр прокладываемой трубы: 20 дюймов (508 мм)
8. Максимальная длина прокладываемой трубы: 650 футов (198.1 м)
9. Вес установки: примерно 12 200 кг

Мини установки ГНБ

Мини-установки ГНБ (горизонтально направленное бурение) представляют собой компактные и мобильные системы, предназначенные для выполнения небольших или ограниченных проектов. Они обычно имеют меньшую габаритную площадь и меньший вес по сравнению с полноразмерными установками ГНБ. Несколько моделей мини-установок ГНБ, которые можно назвать, включают:

1. TT Technologies Grundodrill 4X - компактная установка ГНБ, используемая для установки трубопроводов малого диаметра и прокладки кабелей.

2. Ditch Witch JT5 - еще одна компактная модель установки ГНБ, идеально подходящая для прокладки кабеля и трубопроводов в тесных пространствах.

3. Vermeer D6x6 - мини-установка, которая обладает относительно малыми размерами, но способна преодолеть некоторые сложные грунты и выполнять ряд задач ГНБ.

4. Prime Drilling PD 250/90 RP - компактная установка ГНБ, специально разработанная для работы на ограниченных участках или в условиях с ограниченной пространственной доступностью.

Мини-установки ГНБ применяются для множества задач, включая прокладку трубопроводов, прокладку кабелей, создание горизонтальных скважин для геотермальных систем, установку фиброоптических кабелей и других подобных работ. Они особенно полезны при работе на участках с ограниченным пространством или на участках с требованиями к минимальным повреждениям окружающей среды, таким как городские или застроенные районы.