Направленное бурение, обычно называемое горизонтально направленным бурением или гнб, является методом установки подземных труб и трубопроводов вдоль прописанной дорожки скважины с поверхности, с минимальным влиянием на окружающую местность.
Применение
Процесс применяется для установки телекоммуникаций и каналов кабелей питания, водопроводов, канализаций, газовых трубопроводов, нефтепроводов и продуктопроводов.
Он также используется для скрещенных водных путей, проезжих частей, береговых переходов, перенаселенных местностей, районов с уязвимой природной средой и в любых других местностях, где другие технологии были более затратными.
Направленное бурение используется вместо других методов по следующим причинам:
- Создаётся меньше помех движению
- Метод менее затратный
- Возможна более глубокая установка
- Возможна более длинная установка
- Более быстрое время завершения
- Имеет направляющие характеристики
- Безопаснее для окружающей среды
Процесс начинается, когда машина направленного бурения проталкивает буровую головку, соединённую с полным волноводом в землю под углом. По мере того, как каждая муфта трубы проталкивается в грунт, новая добавляется сзади.
Большинство машин направленного бурения используют буровой раствор, в то время как немногие машины разработаны под использование воздуха или воздуха и пены. Машины под воздух и пену используются для скальных пород. Буровой раствор обычно является смесью бентонитовой глины и воды с добавками для улучшения эксплуатационных данных.
В более мягких почвах используется долото, расположенное под углом, а буровая колонна вращается при необходимости для прямого бурения. Для управления прекращается вращение, а угол долота регулируется под желаемое направление и затем применяется прямая тяга. Насадка для подачи бурового раствора на долото и прямая тяга прорезают новую дорожку.
В скальных породах забойный мотор, который превращает гидравлическое давление бурового раствора в механическое вращение, используется для вращения долота, а буровая труба вращается не постоянно. Управление выполняется при помощи регулирования угла забойного мотора под задаваемое направление.
Буровая труба
В случае условий нестабильного грунта промывочная или обсадная трубы могут проталкиваться в буровую скважину для предотвращения разрушения стенок скважины. Некоторые системы эксклюзивно используют двустороннюю трубу.
При достижении места выхода, долото отделяется на конце буровой трубы и присоединяется к расширителю или к расширителю для изменения размера диаметра скважины (для скальных пород), при условии возможности увеличения скважины. Расширитель оттягивается во время вращения буровой трубы для увеличения скважины с таким количеством последовательных проходов, какое требуется. Буровая труба добавляется сзади расширителя или расширителя для изменения размера диаметра скважины, т.о. всегда присутствуя в скважине.
Если скважина хотя бы на 25% больше, чем устанавливаемая труба, конец буровой трубы соединяется с расширителем, пристроенным к вертлюгу, соединённому с продуктопроводом. Буровой раствор прокачивается вниз скважины для обеспечения смазки, а продуктопровод протягивается во время вращения буровой трубы и расширителя. Вертлюг предотвращает вращение продуктопровода.
Буровая штанга
В случае некоторых проектов по телекоммуникациям или силовым кабелям, сама по себе буровая труба становится обсадной трубой и остается в земле по достижению точки выхода. Данный вид работ называется «пробурить и оставить».
Как только труба установлена, точки входа и выхода выкапываются при необходимости, а соединения совершаются, как и требуется.
Машины направленного бурения
Машины направленного бурения характеризуются силой тяги и отката, а также роторным давлением. Размеры варьируются от маленьких машин с несколькими фунтами тяги и отрыва до очень больших с силой отрыва в более миллиона фунтов. Вращение измеряется в давлении.
Расширение трубы
Один из видов направленного бурения, называемое расширением труб, может использоваться для замены глины, асбестового цемента и ПВХ-ТРУБ. Расширитель протягивается через трубу и разрывает трубу на мелкие кусочки. Куски трубы вымываются из скважины буровым раствором. Новые полиэтиленовая или ПВХ-трубы протягивается за расширителем.
Расширение трубы часто используется вместо разрыва трубы. Преимущества расширения трубы заключаются в более низких затратах, быстрой установке и отсутствии утрамбовки окружающих формаций.
Ограничения
Направленное бурение может использоваться в разных условиях, но не является оптимальным методом для любых условий.
Соображения по разработке
При разработке проекта по горизонтальному бурению важно иметь точные геотехнические данные, достаточное пространство для установки бурения и вспомогательного оборудования, а также достаточное пространство для выкладки трубы на другой стороне.
Затраты
Направленное бурение постоянно развивалось в течение последних 20 лет и сейчас является наиболее предпочитаемым методом из-за низких затрат на него и небольшого влияния на окружающую среду. Процесс обычно стоит дешевле других методов, например таких, как микротоннелирование.
