Пилотная скважина в ГНБ: Основной этап бестраншейной прокладки
Пилотная скважина является первым и ключевым этапом технологии ГНБ, в рамках которого создается проектный коридор для будущей коммуникации. Этот процесс представляет собой точное пробуривание узкого подземного канала по заданной траектории с помощью буровой головки и штанги. От его качества напрямую зависит успех всех работ по прокладке трубопровода. Данная рубрика полностью посвящена разработке этого комплекса операций.
Роль бурового раствора при бурении пилотной скважины при ГНБ
Качественное бурение пилотной скважины при ГНБ невозможно без применения специального бурового раствора. Его использование решает несколько критически важных задач одновременно:
- Стабилизация стенок: Раствор (на основе бентонитовых глин и полимеров) создает на стенках скважины плотную корку, предотвращая осыпание грунта, особенно в сыпучих и неустойчивых пластах.
- Охлаждение и смазка: Он охлаждает буровую головку и снижает трение буровых штанг и расширителей о грунт, что значительно уменьшает износ оборудования и энергозатраты.
- Транспортировка шлама: Поток раствора выносит частицы разрушенного грунта из зоны бурения, поддерживая пилотную скважину при ГНБ чистой и проходимой.
Грамотный подбор рецептуры бурового раствора под конкретные грунтовые условия — обязательное условие для успешного и безаварийного проведения работ.
Преимущества использования технологии пилотной скважины
Использование технологии, где ключевым элементом является пилотная скважина при ГНБ, предоставляет заказчику и подрядчику ряд неоспоримых преимуществ перед иными методами.
- Высокая точность: Навигационная система позволяет проконтролировать траекторию с отклонением не более 1% от длины прокола, что гарантирует точное попадание в целевую точку.
- Минимизация рисков: Возможность постоянного мониторинга и коррекции пути позволяет безопасно обойти существующие подземные коммуникации, что особенно актуально в условиях плотной городской застройки.
- Универсальность: Метод эффективен на самых разных типах грунта — от мягких суглинков до плотных песчаников и галечниковых отложений.
Таким образом, использование первоначального пилотного ствола — это не просто один из этапов, а фундаментальный принцип, обеспечивающий контролируемость и предсказуемость всего процесса горизонтального бурения.
Сложности и ограничения при проходке пилотной скважины
Несмотря на отработанность технологии, бурение пилотной скважины при ГНБ может столкнуться с рядом сложностей, которые требуют от инженеров и операторов высокого профессионализма.
- Каменистые грунты и валуны: Прохождение таких участков может привести к отклонению буровой головки от заданной траектории («увод») или ее поломке. Для решения этой проблемы применяют усиленные головки, телескопические забойные двигатели и проводят предварительное зондирование грунта.
- Обводненные пласты: В таких условиях возникает риск размыва пилотной скважины при ГНБ и затрудненного формирования бурового канала. Использование большего количества загустителей и стабилизаторов в растворе позволяет нивелировать эту проблему.
Предварительное тщательное инженерно-геологическое изыскание позволяет спрогнозировать эти сложности и заранее выбрать оптимальную стратегию и инструмент для их преодоления.
Технология и оборудование для бурения пилотной скважины
Бурение пилотной скважины — это высокоточная процедура, осуществляемая специальной машиной горизонтального бурения. Основной инструмент на этом этапе — это буровая головка (забойный двигатель), оснащенная навигационным зондом. Зонд в реальном времени передает на пульт оператора данные о положении головки: угол наклона, глубину и азимут. Это позволяет точно выдерживать направление и корректировать траекторию.
Процесс является последовательным: одна за одной секции штанги присоединяются и проталкиваются в землю, формируя буровую колонну. Для управления направлением используются специальные скошенные наконечники или головки с возможностью отклонения. Выбор конкретного способа управления зависит от особенностей грунта и сложности траектории. Успешное бурение пилотной скважины машиной горизонтального бурения требует от оператора глубокого понимания механики взаимодействия инструмента с различными типами пластов.
Ключевые параметры: диаметр пилотной скважины и траектория
Диаметр пилотной скважины является расчетным параметром. Его размер typically составляет от 45 до 100 мм и зависит от двух факторов:
- Диаметра буровой головки и штанги.
- Необходимости оставить пространство для последующих процессов — расширения пилотной скважины.
Диаметр пилотной скважины при ГНБ всегда меньше конечного проектного размера, что является особенностью технологии. Стандартный диаметр для большинства инженерных задач — 75-90 мм.
Траектория пилотной скважины при ГНБ представляет собой плавную криволинейную линию. Она включает точку входа, участок набора глубины, горизонтальный отрезок и участок подъема к точке выхода. Проведение этой траектории с высочайшей точностью — главная задача бурения пилотной скважины при ГНБ. Вся разработка маршрута проводится на стадии проекта, а машина лишь точно воплощает его в грунте.
Процесс расширения пилотной скважины
После успешного завершения прокола, один основной этап сменяет другой. Начинается расширение пилотной скважины. Эта процедура необходима для создания подземной полости, достаточной для безопасного протягивания конечного продукта — трубы или пучка кабелей.
Процесс является последовательным и многоступенчатым. Используется специальный инструмент — риммер (расширитель), который протаскивается назад к буровой установке. Риммер имеет конусообразную форму и режущие элементы, которые снимают грунт со стенок первоначального прокола. Применение находят тандемные риммеры или риммеры обратного действия для сложных условий.
Количество проходов расширителя зависит от размера конечного трубопровода. Например, для прокладки трубы диаметром 315 мм может потребоваться 2-3 последовательных прохода расширителей разного диаметра (например, 200 мм, 250 мм, 350 мм).
Конструктивные особенности: горизонтальная скважина с пилотным стволом
Концепция горизонтальной скважины с пилотным стволом лежит в основе всего метода. Изначально пробуренный пилотный канал служит точным ориентиром, «скелетом» будущей скважины большого диаметра. Этапы работы выглядят так:
- Создание пилотного ствола. Формируется тонкий направляющий канал.
- Расширение ствола. Диаметр канала последовательно увеличивается.
- Протяжка продукта. В подготовленную полость затягивается трубопровод.
Такая последовательность действий обеспечивает высочайшую точность. Пилотная скважина методом ГНБ — это и есть тот самый пилотный ствол, качество которого предопределяет конечный результат. Правильно пробурить его — значит минимизировать риски на всех последующих стадиях.
Завершающий этап: протяжка трубопровода
Финальный, продуктивный этап работ — это протяжка трубопровода. После того как диаметр скважины доведен до проектного, к последнему расширителю присоединяется труба (или футляр). Обратным ходом буровой колонны осуществляется протягивание всей конструкции в подготовленную скважину.
Этот способ прокладки является преимуществом бестраншейного метода, так как труба не подвергается динамическим ударным нагрузкам, а лишь статическому растяжению. Результат — создание надежной и защищенной инженерной коммуникации, готовой к эксплуатации.
Подведем итог
Таким образом, пилотная скважина методом горизонтального направленного бурения — это сложный инженерный процесс, требующий точного оборудования и высокой квалификации персонала. Каждый этап, от подготовительных работ до финальной протяжки, важен для достижения качественного результата. Правильно выполненное бурение пилотной скважины ГНБ гарантирует точность, надежность и долговечность проложенного подземного трубопровода. Успешная разработка и реализация проекта возможны только при глубоком понимании всех нюансов технологии.
