Горизонтальное бурение скважин. Горизонтально направленное бурение. Технология горизонтального бурения

Бурение – неотъемлемая часть строительства разного рода сооружений, производственных и жилых зданий. Кроме того, эта операция незаменима в тех случаях, когда необходимо наладить водоснабжение отдельно стоящего дома, к которому в обозримом будущем не собираются прокладывать центральный водопровод. Отдельно стоит отметить горизонтальное бурение скважин, которое все шире используется в последние годы.

Что это такое?

Если объяснять в двух словах, то этот метод позволяет бурить скважины для каких-то коммуникаций так, чтобы при этом не образовывалось траншей и отвалов почвы. Для этой цели применяют специальные установки, которые способны пробить грунт любой твердости, не повреждая при этом верхний слой почвы. Продолжительность такой траншеи может достигать нескольких километров!

Чтобы выполнить горизонтальное бурение скважин, применяют установки УГНБ-4М или УГНБ-3М4, возможности которых позволяют превратить «прокол», диаметр которого составляет всего несколько миллиметров, в траншею диаметром 450 мм и больше. После этого в скважину заводят трубы из полипропилена высокого давления или металла.

Почему горизонтальное бурение столь популярно?

С технической точки зрения горизонтальные скважины имеют огромное количество преимуществ перед классическими методами выполнения работ. Огромным плюсом является то, что этот способ бурения не предполагает разрушения верхнего почвенного слоя. Это дает уникальную возможность прокладки скважин под водоемами и территориями с сыпучим грунтом. Кроме того, технология горизонтального бурения предполагает прокладку шурфов под линиями ЛЭП или нефтепроводами.

Нужно заметить, что другие способы бурения вообще недопустимы в густонаселенных районах, а также при необходимости проведения коммуникаций под путепроводами, мостами и прочими важными сооружениями.

Бюрократическая сторона вопроса

Неудивительно, что все вышеприведенные преимущества способствуют многократному облегчению получения всех необходимых на проведение работ документов в бюрократических кулуарах. Во многом это связано с тем, что для пробивки горизонтально расположенных шурфов нет необходимости блокировать транспортное движение, что особенно актуально для крупных городов, где горизонтальное бурение для прокладки труб используется повсеместно.

Даже если близко от поверхности земли расположено зеркало грунтовых вод, это не является препятствием для проведения бурения. Так как сегодня для этой цели используется сложное компьютерное оборудование, оператор может провести шурф с миллиметровыми отклонениями, не задев водоносного слоя.

Экономический аспект

Если говорить об экономической стороне дела, то и в этом случае данный метод имеет массу преимуществ. Так, одна установка горизонтального направленного бурения помогает в несколько раз сократить количество требуемого для проведения работ персонала, что позволяет экономить на заработной плате. Так, в большинстве случаев для бурения вполне хватит бригады из трех человек. Сравните это с обычной прокладкой шурфа, когда одних только подсобных рабочих может потребоваться не один десяток!

Так как времени на горизонтальное бурение уходит немного, можно значительно сократить сметную стоимость. Затраты на инструменты, оборудование и питание техников будут минимальными. Если вы получите все необходимые согласовательные документы, заранее узнаете обо всех имеющихся в земле кабелях, вы будете избавлены также от необходимости за свой счет ремонтировать поврежденные коммуникации, которые были проложены ранее.

Кроме того, метод горизонтального бурения помогает за пару часов проложить трубу под оживленной магистралью, не разрушив ее покрытие.

Из каких этапов состоит работа?

Чтобы работа была выполнена максимально качественно, требуется выполнять все нижеизложенные этапы в четкой последовательности.

• Сперва готовится вся техника, но перед этим делают обязательный забор пробы грунта для анализа.
• Делают «прокол», иначе называемый пилотной скважиной.
• Диаметр прокола постепенно увеличивают.
• В получившуюся траншею протягивают трубы.
• На завершающем этапе работ проводится проверка и приемка получившихся коммуникаций.

Еще раз напоминаем, что горизонтальное бурение скважин требует четкого соблюдения инструкций, так как в противном случае возможно возникновение проблем. Чтобы вы лучше понимали сам принцип такого бурения, остановимся чуть подробнее на каждом этапе.

Первоначальный этап бурения

Как мы уже и говорили, нужно обязательно изучить свойства грунта в том месте, где вы собираетесь начинать прокладку скважины. Состав почвы нужно знать подробно, так как от этого полностью зависит глубина закладки коммуникаций. Чтобы выяснить степень плотности почв, специалисты проводят направленное зондирование. Как только с анализами покончено, можно получать все необходимые разрешения на работу в ваших местных органах самоуправления. На следующем этапе горизонтальное бурение скважин предполагает прокладку так называемой пилотной скважины.

Видео: Технология горизонтального направленного бурения

Пробный «прокол»

Все, после этого начинается прокладка пробной, пилотной скважины. Как правило, для этого применяют буровую головку малого диаметра. Ее продвижением управлять несложно: головка соединена со штангой, движения которой позволяют гибко корректировать прокладку траншеи. Сама штанга – это труба, каждая секция которой может достигать трех метров, а диаметр составляет 60-80 мм. Так как секции могут соединяться друг с другом, при необходимости их наращивают.

Видео: Горизонтально направленное бурение.ГНБ .Прокол в почве.

Так как нередко приходится проходить слои очень твердого грунта с обилием камней, мы бы рекомендовали приобретать буровые головки с алмазным напылением и выполненные из особо твердых сплавов. Несмотря на их высокую стоимость, деньги вы быстро вернете, так как обычные модели в сложных условиях очень быстро выходят из строя.

Сложнее всего при бурении максимально точно пройти по проложенному инженерами маршруту. В последнее время чаще всего используется горизонтально направленное бурение, которое значительно облегчает эту непростую задачу.

В чем суть направленного бурения?

Дело в специальной буровой головке: в нее встроен передатчик, сигнал от которого отображается на приемном оборудовании оператора. Как только маршрут отклоняется от запланированного хотя бы на несколько миллиметров, на дисплее тут же отображается предупреждение. Так как любое бурение сопряжено с риском разрушения почвенной породы и обрушения, для защиты от столь неприятных последствий используют бентонит (специальный цементирующий раствор).

В частности, горизонтальное бурение под дорогой в обязательном порядке предполагает его применение, так как без раствора шурф практически наверняка провалится под тяжестью дорожного покрытия и от вибраций проезжающих автомобилей.

Как расширяют пробную скважину?

Мы уже упоминали, что после «прокола» пробную скважину требуется расширять до большего диаметра. Для этого используют специальный расширитель. Важно! Его протягивают в обратном направлении, двигаясь от конца пробуренной скважины к ее началу. Принцип его действия подобен таковому для сверла: при движении инструмент вращается, срезая лишние слои грунта.

Обратите внимание! Дабы беспрепятственно протянуть сквозь полученную скважину трубу, диаметр расширителя должен превышать ее размер приблизительно на 30-35%. Кроме того, если диаметр будущих коммуникаций слишком велик, не допускается сразу пускать по скважине инструмент большого диаметра. В этом случае через прокол последовательно проталкивают несколько расширителей, постепенно увеличивая их диаметр.

Прокладка труб

Практически любое горизонтально направленное бурение заканчивается прокладкой через полученную траншею труб. Сам процесс этот довольно интересен. Вновь с конца скважины тянется расширитель. К нему подцепляют захват для трубы. Соответственно, при помощи контролирующего оборудования и оператора трубу начинают тянуть по скважине в нужном направлении. Оператор может в любой момент произвести корректировку направляющих штанг, откорректировав любое отклонение от проложенного ранее курса.

Видео: Самодельная установка горизонтально направленного бурения (ГНБ).

Какие трубы могут быть использованы?

В самом начале статьи мы уже отмечали, что чаще всего используются полимерные трубы. Тому есть сразу несколько причин. Во-первых, они намного долговечнее своих металлических аналогов. Кроме того, полипропилен способен едва ли не десятилетиями сохранять абсолютную химическую стабильность. Проще говоря, такой водопровод не будет выделять в воду никаких вредных веществ.

Впрочем, существуют также случаи, когда желательнее применять именно металлические разновидности. Речь идет о прокладке коммуникаций, по которым будут проходить жидкости высокой температуры, а также химически агрессивные составы. Многие пластики в таких условиях долго не выдерживают, начинают крошиться и разрушаться. На рисунке представлена простейшая конструкция горизонтальной скважины.

Заключительный этап работ

Когда все заложенные при начале работ задачи будут выполнены, настает пора готовить все требуемые документы и сдавать готовый объект на приемку заказчику. Заниматься этим имеют право только квалифицированные инженеры, которые могут произвести техническое обоснование всех проведенных мероприятий. Это требование связано еще и с тем фактом, что проложенные коммуникации обязательно должны иметь точную привязку к местности, отображенную в прилагаемой к сданному проекту документации.

Видео: ГНБ. Технология горизонтально направленного бурения (анимация 2)

Какие установки используются при выполнении работ?

Нужно заметить, что сегодня существуют десятки моделей такого оборудования, которое классифицируется по многим параметрам. Кром того, в каталогах крупнейших промышленных компаний вы сможете отыскать сотни разновидностей сменных буровых головок с излучателями разной мощности, сменные направляющие штанги из твердых сплавов, обладающие повышенной прочностью и т. д.

Увы, но наши компании занялись выпуском этого оборудования только в середине 2000-х годов, когда рынок уже был занят продукцией из Германии, США и Франции. Впрочем, на сегодняшний день это во многом компенсируется тем обстоятельством, что по прочностным характеристикам и стоимости любая установка горизонтального бурения российской разработки способна дать фору своим зарубежным аналогам.

Чаще всего строительные компании в нашей стране закупают именно их. Причина даже не в поддержке отечественных производителей, а в отличной адаптации российских моделей к отечественным условиям. Это очень важно, так как в условиях севера импортная бурильная техника нередко быстрее выходит из строя, нежели ее российские аналоги. Учитывая приличную разницу в цене, экономия в конечном итоге выходит существенная.

Видео: Горизонтально направленное бурение, ГНБ

Кроме того, для отечественной техники куда проще и дешевле можно достать как расходные материалы, так и запасные части в случае поломки.

Часто применяемые модели

Наиболее перспективными на сегодняшний день являются буровые установки следующих моделей:

• УГБ-2М4, УГБ-2МГ. Отличаются предельной компактностью и низкой ценой. Идеально подходят для небольших строительных компаний, не требуют больших затрат на обучение персонала.
• УГНБ-3М4, УГНБ-4. Эти установки несколько дороже, но зато они практически полностью повторяют возможности куда более дорогих импортных агрегатов. Важно еще и то, что они идеально приспособлены для суровых климатических условий нашего государства.

Заметим, что вам в любом случае готовить операторов бурения, причем подготовка должна выполняться на максимально реалистичных и современных тренажерах. Учитывая, что порой приходится прокладывать шурфы в миллиметрах от каких-то опасных объектов (кабелей высокого напряжения, к примеру), такая тщательность не выглядит пустой тратой денег. Это особенно важно при использовании зарубежных установок для бурения, так как их управляющие дисплеи не всегда отличаются простотой и интуитивной понятностью.

Нужно заметить, что все затраты моментально «отбиваются». Представьте себе, сколько вы экономите денег, когда в кратчайшие сроки прокладываете трубы под дорогами или зданиями! В случае когда используются классические методы бурения, на одни только согласования документов порой уходит не один месяц!