Горизонтально-направленное бурение, часто известное как HDD, представляет собой бестраншейный метод прокладки подземных трубопроводов, труб или кабелей по пологой дуге по заранее заданному маршруту бурения с использованием наземного бурового оборудования с минимальным воздействием на окружающую среду.
Когда рытье траншей или земляных работ непрактично, используется направленное бурение. Оно подходит для различных типов грунта и задач, таких как дороги, переправы через реки и ландшафты. Труба может быть изготовлена из любого материала, который протягивается через просверленное отверстие, включая ПВХ, полиэтилен, сталь, полипропилен и ковкий чугун.
Что именно такое HDD?
Жесткие диски прошли долгий путь с момента своего появления в сфере бестраншейного строительства в 1970-х годах. Они обеспечивают изогнутую траекторию, а не прямолинейные решения от точки к точке. В результате жесткий диск позволил прокладывать трубы в инженерных сетях под дорогами, поездами, реками и в местах массового скопления людей.
Технология жестких дисков все еще развивается, и инновации в рулевом управлении и грязевых системах играют важную роль в расширении применения этого бестраншейного подхода.
Как работает горизонтально-направленное бурение?
Сверля отверстие по желаемой траектории, жесткий диск устанавливал подземные трубопроводы или службы. Обычно тремя необходимыми процессами являются сверление контрольного отверстия, клепка и установка обсадной колонны, а также установка трубы на место. В этот процесс вносятся незначительные изменения в зависимости от потребностей проекта, но именно так выполняется большинство установок жестких дисков.
Необходимое оборудование для горизонтально-направленного бурения
Буровая установка является наиболее важным компонентом устройства для добычи полезных ископаемых на жестких дисках. Пока буровая головка движется по земле, буровые штанги вводятся по одному сегменту за раз. Буровая головка, подсоединенная к передней части бурильной колонны, прорезает грунт и откладывает шлам в туннеле. Существует несколько буровых головок для различных типов грунта.
Большинство проектов по установке жестких дисков зависят от системы бурового раствора. Эта бентонитовая смесь покрывает стенки туннеля и предотвращает их проседание. Он также транспортирует шлам из туннеля, а также смазывает и охлаждает сверлильную головку.
Шаг 1
Первым шагом в проекте жесткого диска общего назначения является просверливание контрольного отверстия. Функция контрольного отверстия заключается в проверке того, что труба следует заданной траектории. Контрольное отверстие относительно неглубокое, и его легко просверлить, что позволяет подрядчикам выявить любые проблемы с состоянием грунта, прежде чем устанавливать трубу на место.
Шаг 2
Вторым шагом является расширение контрольного отверстия и увеличение размера отверстия для размещения продуктопровода. Для расширения может потребоваться несколько проходов, каждый больше предыдущего, пока не будет получен конечный размер. Инструмент для расширения крепится к концу бурильной колонны вместо буровой головки. Буровой раствор необходим для извлечения шлама из туннеля и сохранения устойчивости стенки.
Шаг 3
Третьим этапом установки жестких дисков общего назначения является прокладка труб. В передней части бурильной колонны бурильную головку заменяют тяговая головка и шарнирное соединение. Трубопроводы часто проталкиваются обратно в отверстие из места назначения, что требует много энергии и создает большую нагрузку на трубу. Одна из проблем, которая может возникнуть здесь, — застрявшая труба, поскольку труба отказывается продвигаться дальше по туннелю.
Ограничения горизонтально-направленного бурения
Большинство недостатков жесткого диска связаны с использованием бурового раствора и условиями грунта. В определенных условиях грунт содержит рыхлый гравий или грязь, что затрудняет герметизацию скважины. В этих обстоятельствах предпочтительнее установить кожух, за которым следует трубопровод для продукта.
Из-за сильного давления или неподходящего состава бурового раствора буровой раствор может вырваться из трубы на окружающий грунт. Эта неисправность может привести к просадке грунта и нанесению ущерба окружающей среде, что приведет к задержке проекта на время устранения проблемы.
Преимущества горизонтально-направленного бурения
Для установки жестких дисков не требуются выходные и входные траншеи. Трубопроводы прокладываются под углом к поверхности земли. Этот метод устраняет необходимость в выходных и входных отверстиях, хотя для подвода трубы к скважине все еще может потребоваться значительная площадь.
Способность отслеживать криволинейные траектории является ключевым преимуществом жестких дисков общего назначения. Традиционные технологии бестраншейного строительства, такие как шнековое бурение, могут применяться только по прямой траектории. Изогнутые траектории позволяют трубам опускаться под реку, железнодорожную ветку или дорогу, а затем подниматься на другой стороне. В схеме подачи нет никаких подповерхностных отводов или изменений под прямым углом, о которых стоило бы беспокоиться. Изобретение трубы из полиэтилена высокой плотности также способствовало этому преимуществу, поскольку, в отличие от стальных трубопроводов, она достаточно гибкая, чтобы двигаться по изогнутой траектории.
Вкратце
Жесткий диск — это гибкая и хорошо известная технология бестраншейного строительства. Он особенно подходит для использования на извилистых трассах под реками и другими препятствиями.
Системы бурового раствора имеют решающее значение для успешной установки жестких дисков общего назначения и должны быть тщательно спроектированы в качестве компонента планирования проекта. Усовершенствования в технологии управления жесткими дисками также повышают точность установки жестких дисков по сравнению с вариантами управления, доступными на момент первоначального внедрения этой технологии.