Горизонтальне буріння свердловин. Горизонтально направлене буріння. Технологія горизонтального буріння

Буріння - невід'ємна частина будівництва різного роду споруд, виробничих і житлових будівель. Крім того, ця операція незамінна в тих випадках, коли необхідно налагодити водопостачання окремо розташованої будинку, до якого в осяжному майбутньому не збираються прокладати центральний водопровід. Окремо варто відзначити горизонтальне буріння свердловин, яке все ширше використовується в останні роки.

Що це таке?

Якщо пояснювати в двох словах, то цей метод дозволяє бурити свердловини для якихось комунікацій так, щоб при цьому не утворювалося траншей і відвалів грунту. Для цієї мети застосовують спеціальні установки, які здатні пробити грунт будь-якої твердості, не пошкоджуючи при цьому верхній шар грунту. Тривалість такої траншеї може досягати декількох кілометрів!

Щоб виконати горизонтальне буріння свердловин, застосовують установки УГНБ-4М або УГНБ-3М4, можливості яких дозволяють перетворити «прокол», діаметр якого становить усього кілька міліметрів, в траншею діаметром 450 мм і більше. Після цього в свердловину заводять труби з поліпропілену високого тиску або металу.

Чому горизонтальне буріння таке популярне?

З технічної точки зору горизонтальні свердловини мають величезну кількість переваг перед класичними методами виконання робіт. Величезним плюсом є те, що цей спосіб буріння передбачає руйнування верхнього грунтового шару. Це дає унікальну можливість прокладки свердловин під водоймами і територіями з сипучим грунтом. Крім того, технологія горизонтального буріння передбачає прокладку шурфів під лініями ЛЕП або нафтопроводами.

Потрібно зауважити, що інші способи буріння взагалі неприпустимі в густонаселених районах, а також при необхідності проведення комунікацій під шляхопроводами, мостами та іншими важливими спорудами.

Бюрократична сторона питання

Не дивно, що всі вищенаведені переваги сприяють багаторазовому полегшення отримання всіх необхідних на проведення робіт документів в бюрократичних кулуарах. Багато в чому це пов'язано з тим, що для пробивання горизонтально розташованих шурфів немає необхідності блокувати транспортний рух, що особливо актуально для великих міст, де горизонтальне буріння для прокладки труб використовується повсюдно.

Навіть якщо близько від поверхні землі розташовано дзеркало ґрунтових вод, це не є перешкодою для проведення буріння. Так як сьогодні для цієї мети використовується складне комп'ютерне обладнання, оператор може провести шурф з міліметровими відхиленнями, не зачепивши водоносного шару.

Економічний аспект

Якщо говорити про економічну сторону справи, то і в цьому випадку даний метод має масу переваг. Так, одна установка для горизонтального направленого буріння допомагає в кілька разів скоротити кількість необхідного для проведення робіт персоналу, що дозволяє економити на заробітній платі. Так, у більшості випадків для буріння цілком вистачить бригади з трьох чоловік. Порівняйте це зі звичайною прокладкою шурфу, коли одних тільки підсобних робітників може знадобитися не один десяток!

Так як часу на горизонтальне буріння йде небагато, можна значно скоротити кошторисну вартість. Витрати на інструменти, обладнання та живлення техніків будуть мінімальними. Якщо ви отримаєте всі необхідні погоджувальні документи, заздалегідь дізнаєтеся про всі наявні в землі кабелях, ви будете позбавлені також від необхідності за свій рахунок ремонтувати пошкоджені комунікації, які були прокладені раніше.

Крім того, метод горизонтального буріння допомагає за пару годин прокласти трубу під жвавій магістраллю, не зруйнувавши її покриття.

З яких етапів складається робота?

Щоб робота була виконана максимально якісно, потрібно виконувати всі нижчевикладені етапи в чіткій послідовності.

• Спершу готується вся техніка, але перед цим роблять обов'язковий паркан проби грунту для аналізу.
• Роблять «прокол», інакше званий пілотної свердловиною.
• Діаметр проколу поступово збільшують.
• У вийшла траншею простягають труби.
• На завершальному етапі робіт проводиться перевірка та приймання одержані комунікацій.

Ще раз нагадуємо, що горизонтальне буріння свердловин вимагає чіткого дотримання інструкцій, тому що в противному випадку можливе виникнення проблем. Щоб ви краще розуміли сам принцип такого буріння, зупинимося трохи докладніше на кожному етапі.

Початковий етап буріння

Як ми вже говорили, потрібно обов'язково вивчити властивості ґрунту в тому місці, де ви збираєтеся починати прокладку свердловини. Склад грунту потрібно знати докладно, тому що від цього повністю залежить глибина закладки комунікацій. Щоб з'ясувати ступінь щільності грунтів, фахівці проводять спрямоване зондування. Як тільки з аналізами покінчено, можна отримувати всі необхідні дозволи на роботу в ваших місцевих органах самоврядування. На наступному етапі горизонтальне буріння свердловин передбачає прокладку так званої пілотної свердловини.

Пробний «прокол»

Все, після цього починається прокладка пробної, пілотної свердловини. Як правило, для цього застосовують бурову головку малого діаметру. Її просуванням управляти нескладно: головка сполучена зі штангою, руху якої дозволяють гнучко коригувати прокладку траншеї. Сама штанга - це труба, кожна секція якої може досягати трьох метрів, а діаметр становить 60-80 мм. Так як секції можуть з'єднуватися один з одним, при необхідності їх нарощують.

Так як нерідко доводиться проходити шари дуже твердого грунту з великою кількістю каменів, ми б рекомендували купувати бурові головки з алмазним напиленням і виконані з особливо твердих сплавів. Незважаючи на їх високу вартість, гроші ви швидко повернете, так як звичайні моделі в складних умовах дуже швидко виходять з ладу.

Найскладніше при бурінні максимально точно пройти по прокладеному інженерами маршрутом. Останнім часом найчастіше використовується горизонтально направлене буріння, яке значно полегшує цю непросту задачу.

У чому суть направленого буріння?

Справа в спеціальній бурової голівці: в неї вбудований передавач, сигнал від якого відображається на приймальному обладнанні оператора. Як тільки маршрут відхиляється від запланованого хоча б на кілька міліметрів, на дисплеї тут же відображається попередження. Так як будь-яке буріння пов'язане з ризиком руйнування грунтової породи і обвалення, для захисту від таких неприємних наслідків використовують бентоніт (спеціальний цементуючий розчин).

Зокрема, горизонтальне буріння під дорогою в обов'язковому порядку передбачає його застосування, так як без розчину шурф практично напевно провалиться під вагою дорожнього покриття і від вібрацій проїжджаючих автомобілів.

Як розширюють пробну свердловину?

Ми вже згадували, що після «проколу» пробну свердловину потрібно розширювати до більшого діаметра. Для цього використовують спеціальний розширювач. Важливо! Його простягають у зворотному напрямку, рухаючись від кінця пробуреної свердловини до її початку. Принцип його дії подібний до такого для свердла: при русі інструмент обертається, зрізуючи зайві шари грунту.

Зверніть увагу! Щоб безперешкодно протягнути крізь отриману свердловину трубу, діаметр розширювача повинен перевищувати її розмір приблизно на 30-35%. Крім того, якщо діаметр майбутніх комунікацій занадто великий, не допускається відразу пускати по свердловині інструмент великого діаметру. У цьому випадку через прокол послідовно проштовхують кілька розширювачів, поступово збільшуючи їх діаметр.

Прокладка труб

Практично будь-яке горизонтально направлене буріння закінчується прокладкою через отриману траншею труб. Сам процес цей досить цікавий. Знову з кінця свердловини тягнеться розширювач. До нього підчіплюють захват для труби. Відповідно, за допомогою контролюючого обладнання та оператора трубу починають тягнути по свердловині в потрібному напрямку. Оператор може в будь-який момент провести коригування напрямних штанг, скоригувавши будь-яке відхилення від прокладеного раніше курсу.

Які труби можуть бути використані?

На самому початку статті ми вже відзначали, що найчастіше використовуються полімерні труби. Тому є відразу декілька причин. По-перше, вони набагато довговічніші своїх металевих аналогів. Крім того, поліпропілен здатний чи не десятиліттями зберігати абсолютну хімічну стабільність. Простіше кажучи, такий водопровід не виділятиме в воду ніяких шкідливих речовин.

Втім, існують також випадки, коли бажаніше застосовувати саме металеві різновиди. Мова йде про прокладання комунікацій, за якими будуть проходити рідини високої температури, а також хімічно агресивні склади. Багато пластики в таких умовах довго не витримують, починають кришитися і руйнуватися. На малюнку представлена найпростіша конструкція горизонтальної свердловини.

Заключний етап робіт

Коли всі закладені при початку робіт завдання будуть виконані, настає пора готувати всі необхідні документи і здавати готовий об'єкт на приймання замовнику. Займатися цим мають право тільки кваліфіковані інженери, які можуть призвести технічне обґрунтування всіх проведених заходів. Це вимога пов'язана ще й з тим фактом, що прокладені комунікації обов'язково повинні мати точну прив'язку до місцевості, відображену в поданій до зданого проекту документації.

Які установки використовуються при виконанні робіт?

Потрібно зауважити, що сьогодні існують десятки моделей такого обладнання, яке класифікується за багатьма параметрами. Кром того, в каталогах найбільших промислових компаній ви зможете відшукати сотні різновидів змінних бурових головок з випромінювачами різної потужності, змінні направляючі штанги з твердих сплавів, що володіють підвищеною міцністю і т. Д.

На жаль, але наші компанії зайнялися випуском цього обладнання тільки в середині 2000-х років, коли ринок вже був зайнятий продукцією з Німеччини, США та Франції. Втім, на сьогоднішній день це багато в чому компенсується тією обставиною, що за характеристиками міцності та вартості будь-яка установка для горизонтального буріння російської розробки здатна дати фору своїм зарубіжним аналогам.

Найчастіше будівельні компанії в нашій країні закуповують саме їх. Причина навіть не в підтримці вітчизняних виробників, а у відмінній адаптації російських моделей до вітчизняних умов. Це дуже важливо, тому що в умовах півночі імпортна бурильна техніка нерідко швидше виходить з ладу, ніж її російські аналоги. Враховуючи пристойну різницю в ціні, економія в кінцевому підсумку виходить істотна.

Крім того, для вітчизняної техніки куди простіше і дешевше можна дістати як витратні матеріали, так і запасні частини в разі поломки.

Часто застосовувані моделі

Найбільш перспективними на сьогоднішній день є бурові установки наступних моделей:

• УГБ-2М4, УГБ-2МГ. Відрізняються граничною компактністю і низькою ціною. Ідеально підходять для невеликих будівельних компаній, не вимагають великих витрат на навчання персоналу.
• УГНБ-3М4, УГНБ-4. Ці установки трохи дорожче, але зате вони практично повністю повторюють можливості куди більш дорогих імпортних агрегатів. Важливо ще й те, що вони ідеально пристосовані для суворих кліматичних умов нашої держави.

Зауважимо, що вам в будь-якому випадку готувати операторів буріння, причому підготовка повинна виконуватися на максимально реалістичних і сучасних тренажерах. Враховуючи, що деколи доводиться прокладати шурфи в міліметрах від якихось небезпечних об'єктів (кабелів високої напруги, наприклад), така ретельність не виглядає марною тратою грошей. Це особливо важливо при використанні зарубіжних установок для буріння, так як їх керуючі дисплеї не завжди відрізняються простотою і інтуїтивної зрозумілістю.

Потрібно зауважити, що всі витрати моментально «відбиваються». Уявіть собі, скільки ви економите грошей, коли в найкоротші терміни прокладаєте труби під дорогами або будівлями! У разі коли використовуються класичні методи буріння, на одні тільки узгодження документів деколи йде не один місяць!