Технология ГНБ

Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ подходит для прокладки самых разных инженерных сетей и коммуникаций, например, водопровода, газопровода, канализации, электрокабелей или кабелей связи.

Горизонтально-направленное бурение (метод ГНБ) – один из самых безопасных способов бестраншейной прокладки труб. При использовании данного метода поверхность ландшафта остается нетронутой. Трубопровод можно проложить под железной дорогой, автомобильной магистралью, рекой, лесом, парком или оврагом.

Главные отличительные преимущества технологии ГНБ от традиционного, открытого метода
  • Отсутствует необходимость в дорогостоящих креплениях для траншей на большой глубине
    (>2 метров)

  • Понижении уровня грунтовых вод.

Прокол под дорогами
Прокол под водой (реки, водоемы)
Прокол под железными дорогами (ж/д)

До начала буровых работ

Инженерная подготовка объекта ГНБ включает в себя:

Оценка проектной документации: длина прокола, диаметр трубы, типы грунтов по геологическим изысканиям, правильность запроектированной траектории по изгибу штанг, расстояния до пересекаемых коммуникаций, наличие всех необходимых согласований.

Выезд на место производства работ, оценка общей ситуации на местности, выбор оптимального места для размещения бурового комплекса и места для сварки плети трубопровода, наличие подъездных путей для техники, наличие источника воды для приготовления буровой смеси.

Выбор подходящей буровой установки нужной мощности, диаметра и длины штанг, выбор правильных типов и диаметров расширителей, цанговых захватов или оголовков труб, выбор системы локации и зонда-излучателя, подбор бентонита и полимеров для типов грунтов данного объекта.

Геодезическая разбивка начала и конца прокола, вынос и закрепление на местности характерных точек прокола (углы поворотов, пересечение с действующими коммуникациями и т.д.).

Вызов представителей эксплуатирующих организаций, получение разрешений на производство буровых работ в охранной зоне действующих коммуникаций. При необходимости - шурфление существующих сетей, уточнение их местоположения в плане и профиле.

Разработка стартового и приемного котлованов, устройство инвентарных ограждений строительной площадки и перебазировка на точку входа бурового комплекса, на точку выхода - трубы, сварка труб в единую плеть с оголовком.

Оборудование для ГНБ

Для проведения горизонтально-направленного бурения необходимо следующее оборудование.

Установка ГНБ

Самоходная машина на колесном или гусеничном шасси. Основные рабочие элементы агрегата (бур, дизельный двигатель, гидравлика, панель управления, место оператора) смонтированы на раме. На ней же установлен буровой лафет с тисками и каретка, отвечающая за подачу штанг и их поступательное движение. Над лафетом располагается кассета со штангами и механизм подачи штанг на лафет. На раме монтируются опоры и анкерные устройства (до четырех штук), отвечающие за надежную фиксацию буровой установки на грунте.

Буровые установки различают по следующим характеристикам:

  • максимальный диаметр скважины;

  • максимальная длина бурения;

  • тяговое усилие;

  • крутящий момент;

  • высота/длина/ширина установки.

буровая установка Drillto ZT-60D

Система локации

При ГНБ важно обеспечить четкое соблюдение траектории прокладки скважины, а также выход бура в нужном месте в финишном (приемном) котловане. Для этого применяется локационная система, состоящая из двух основных элементов:

  • Зонд. Встроенный в буровую головку, он передает информацию о ее положении в грунте (глубину заземления, угол наклона и поворота), температуре и др.

  • Локатор. Принимает и обрабатывает информацию от зонда. Получаемые от зонда сведения одновременно видит оператор и локационной установки и буровой машины. По радиосвязи, локаторщик может руководить действиями оператора установки ГНБ, например, корректировать направление буровой головки.

К тому же, применение локационной системы позволяет обойти подземные коммуникации (трубопроводы, кабеля, другие препятствия).

система локации Eclipse

Расширитель (ример)

Представляет собой цельнолитой или сварной корпус, к которому приварены зубья с твердосплавными наконечниками. Ведущие кромки расширителя армированы износостойким сплавом.

Применяется для увеличения диаметра пилотной скважины. В зависимости от грунта подбирается оптимальный тип римера: шнековый, колонковый, винтовой, колесообразный, роллерный, шарошечный.

ример для увеличения скважины

Бурильная штанга

Отвечает за передачу крутящего момента от буровой установки к буру или расширителю. Наличие наружной резьбы с одной стороны и внутренней с другой гарантируют надежное штанг с инструментов ГНБ.

Насосно-смесительный узел

Установка НСУ ГНБ отвечает за подготовку бурового раствора (бетонита), его подачу в в рабочую зону (к форсункам буровой головки), последующую очистку от породы и повторной подачи.

Буровой раствор:

  • размывает грунт на заборе скважины;

  • удаляет образующийся буровой шлам;

  • временно усиливает внутренние стенки скважины, предотвращая ее обрушение;

  • охлаждает буровую головку.

НСУ ГНБ для бурового раствора

Аппарат для сварки ПЭ труб

Для сборки трубопровода применяется стыковая сварка. Торцы труб нагреваются и совмещаются под давлением.

Начало пилотного бурения ГНБ

1 этап – бурение пилотной скважины

  • калибровка системы локации с зондом-излучателем;

  • установка зонда в буровую голову. Головка оснащена буровой лопаткой с зубьями для разрушения породы при бурении, при этом лопатка расположена под скосом. Скос лопатки необходим для выполнения руления буровой колонной. При вращении штанг на 360 градусов и одновременном толкании, штанга продвигается по прямой. Для того, чтобы штанга отклонилась в сторону, нужно повернуть головку в определенное положение (на 12-3-6-9 часов или промежуточное значение) и начать задавливать штангу без вращения до тех пор, пока колонна штанг не отклонится от оси бурения до требуемого угла.

  • буровые штанги забуриваются в грунт по проектной траектории до точки выхода. Контроль за положением головки осуществляет локаторщик с помощью системы локации с поверхности земли. После того, как головка вышла в приемный котлован, она снимается, а на ее место устанавливается первый риммер-расширитель.

Калибровка зонда-излучателя, установка в буровую голову и штанги забуриваются в грунт
1

Буровой раствор

2

Буровая штанга

3

Бур

2 этап – расширение скважины

  • на этапе расширения, одновременно с вращением расширителя и подачей в канал буровой смеси, штанги извлекаются из скважины, при этом происходит формирование скважины. Бентонитовый раствор выполняет важнейшие функции: взвешивает и транспортирует в приемный котлован выбуренный грунт, укрепляет и поддерживает стенки скважины, создает фильтрационную корку, охлаждает буровой инструмент.

  • отработанный шлам откачивается илососными машинами и вывозится на свалку.

  • расширение скважины происходит поэтапно, с шагом 100-150мм, за счет применения расширителей большего диаметра. После окончательного расширения скважина калибруется расширителем последнего диаметра. В зависимости от длины прокола, диаметр скважины должен быть на 30-50% больше диаметра трубы.

Формирование скважины: вращение расширителя, подача буровой смеси, извлечени штанг
4

Расширитель

5

Вертлюг

6

Захват

7

Штанга

3 этап – прокладка трубопровода

  • заранее подготовить в точке выхода трубу с приваренным оголовком;

  • присоединить трубу к расширителю через вертлюг - устройство для снятия вращения от расширителя к трубе;

  • поэтапно, извлекая штанги из скважины, протащить трубу в подготовленный буровой канал. Излишки бентонитовой смеси также откачиваются илососными машинами;

  • после протяжки трубы, ее концы обрезаются в котлованах на проектных отметках и глушатся.

3 этап: подготовка трубы к выходу, присоединение к расширителю, извлечение штанги
8

Захват

9

Штанга

4 этап – сдача объекта

  • после окончания работ осуществляется уборка территории объекта и обратная перебазировка техники.

  • выполненные работы предъявляются представителю Заказчика и эксплуатирующей организации, подписывается Акт скрытых работ.

  • геодезисты осуществляют контрольную съемку проложенной трубы, подготавливают исполнительные чертежи. Комплект исполнительной документации с актами выполненных работ передается Заказчику.

Плюсы технологии горизонтально-направленного бурения

Процесс горизонтального бурения не затрагивает ландшафт (можно проводить практически на любой территории).

При прокладке труб методом ГНБ нет необходимости перекрывать движение пешеходам и автомобилям.

Экономия времени минимум на 30%.

Минимум человеческих и материально-технических ресурсов.

Видео о технологии ГНБ