ГНБ - горизонтально-направленное бурение - методы, этапы

Горизонтальное бурение и Горизонтальное направленное бурение (ГНБ или англ. HDD от horizontal directional drilling) — распространенный бестраншейный метод прокладывания подземных коммуникаций, основанный на использовании специальных буровых комплексов (установок).
Длина прокладки путей может быть от нескольких метров до нескольких километров, а диаметр до 1200 мм и более. Для защиты коммуникаций применяются трубы из полиэтилена (ПНД), стали и других материалов.

Технология бестраншейного строительства подземных коммуникаций
Перед началом работ тщательно изучаются свойства и состав грунта, дислокация существующих подземных коммуникаций, оформляются соответствующие разрешения и согласования на производство подземных работ. Осуществляется выборочное зондирование грунтов и, при необходимости, шурфление особо сложных пересечений трассы бурения с существующими коммуникациями. Результаты этих работ имеют определяющее значение для выбора траектории и тактики строительства скважины. Особое внимание уделяется оптимальному расположению бурового оборудования на строительной площадке и обеспечению безопасных условий труда буровой бригады и окружающих людей.

Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтального направленного бурения осуществляется в четыре этапа:
 - бурение пилотной скважины,
 - последовательное расширение скважины,
 - протягивание трубопровода,
 - заключительный этап.

(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5f/Gnb_1.jpg/240px-Gnb_1.jpg)
бурение пилотной скважины

Бурение пилотной скважины — особо ответственный этап работы, от которого во многом зависит конечный результат. Оно осуществляется при помощи породоразрушающего инструмента — буровой головки со скосом в передней части и встроенным излучателем.

Буровая головка соединена посредством полого корпуса с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом строительства пилотной скважины и обходить выявленные на этапе подготовки к бурению подземные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба протягиваемой рабочей нити. Буровая головка имеет отверстия для подачи специального бурового раствора, который закачивается в скважину и образует суспензию с размельченной породой. Буровой раствор уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает породоразрушающий инструмент, разрушает породу и очищает скважину от её обломков, вынося их на поверхность.

Контроль за местоположением буровой головки осуществляется с помощью приёмного устройства локатора, который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика. На мониторе локатора отображается визуальная информация о местоположении, уклоне и азимуте буровой головки. Также эта информация отображается на дисплее оператора буровой установки. Эти данные являются определяющими для контроля соответствия траектории строящегося трубопровода проектной и минимизируют риски излома рабочей нити. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется задавливание буровых штанг без вращения с целью коррекции траектории бурения.

Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.

Буровая штанга (БШ) представляет собой трубу диаметром 50-80 мм и длиной 2-6 метра. На концах БШ нарезаны КОНИЧЕСКИЕ резьбовые соединения с наружной, и на противоположном конце — с внутренней резьбами. БШ имеет один очень важный элемент, без которого изменение направления пилотной скважины было бы невозможным, это — сильфонная вставка (соединение). На каждой БШ есть два таких соединения. В общем-то, технологически, это больше напоминает накатку на трубе, нежели какую-то вваренную в БШ вставку.

В буровой машине БШ вкручиваются, последовательно, одна в другую, по мере продвижения буровой головки. Таким образом, соединённые между собой БШ, похожи на гибкий трос, которым прочищают канализационные трубы.

Принцип изменения направления
Принцип изменения направления движения буровой головки в горизонтальной и вертикальной плоскостях происходит по принципу гибкого троса: если его свободный конец не закреплён (если закреплён, то это уже «гибкий ВАЛ»), то есть он всегда будет немного изогнут.

Оператор на дисплее переносного приёмника «видит» угол поворота буровой головки (то есть «свободного конца троса») и её направление, и, если необходимо «повернуть» направление скважины, выдаёт команду оператору бурильной машины «стоп», а затем «Повернуть на N../градусов» (но только в одном направлении — по направлению закручивания резьб БШ!) так, чтобы буровая головка легла в нужном направлении. Далее, по команде оператора выносного пульта, происходит «вдавливание» буровой головки в грунт на угол нужной траектории, затем оператор бурильной машины включает подачу промывочной жидкости — обычно воды — и продольную подачу с вращением. Подача промывочной жидкости производится под регулируемым давлением через шпиндель бурильной машины в БШ и далее к буровой головке. Буровая головка забуривается в грунт на необходимую траекторию.

Расширение скважины
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9b/Gnb_2.jpg/240px-Gnb_2.jpg)
Расширение скважины осуществляется после завершения пилотного бурения. Буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо неё присоединяется риммер — расширитель обратного действия. Приложением тягового усилия с одновременным вращением риммер протягивается через створ скважины в направлении буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину её диаметр на 50-100 % превышает диаметр трубопровода.

Протягивание трубопровода
(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bc/Gnb_3.jpg/240px-Gnb_3.jpg)
На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая к протягиванию плеть трубопровода. К переднему концу плети крепится оголовок с воспринимающим тяговое усилие вертлюгом и риммеру, и в то же время не передаёт вращательное движение на трубопровод. Таким образом, буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по проектной траектории.

Цементирование
При прокладке трубопровода в сложных геологических условиях затрубное пространство цементируется путем закачки туда под давлением цементирующего раствора специальной машиной.

Заключительный этап
После окончания основных технологических этапов, инженерно-технический персонал сдаёт заказчику исполнительную документацию, на которой указано фактическое положение уложенного трубопровода в различных плоскостях, с обязательным указанием «привязок» к ориентирам на местности.

источник - здесь (https://ru.wikipedia.org/wiki/Горизонтальное_бурение)

(http://gnbs.ru/upload/content/5651dac88b1c9.jpg)

Основные преимущества эксплуатации

Производственно-технический аспект
 - Возможность бестраншейного строительства, ремонта и санации подземных коммуникаций:
     - под реками, оврагами, лесными массивами; в специфических грунтах (скальные породы, плавуны);
     - в охранных зонах высоковольтных воздушных линий электропередач, магистральных газо-, нефте-, продуктопроводов;
     - в условиях плотной жилищной застройки городов при прохождении трассы под автомагистралями, трамвайными путями, автомобильными дорогами, скверами и парками;
 - Сокращение сроков и объёма организационно-технических согласований перед началом работ в связи с отсутствием необходимости остановки движения всех видов наземного транспорта, перекрытия автомобильных и железных дорог;
 - Значительное сокращение сроков производства работ за счёт использования высокотехнологичных буровых комплексов;
 - Значительное сокращение количества привлекаемой для прокладки трубопроводов тяжёлой техники и рабочей силы;
 - Уменьшение риска аварийных ситуаций и, как следствие, гарантия длительной сохранности трубопроводов в рабочем состоянии;
 - Отсутствие необходимости во внешних источниках энергии при производстве работ в связи с полной автономностью установок;
 - Отсутствие необходимости производства работ по водопонижению в условиях высоких грунтовых вод.

Финансово-экономический аспект
 - Уменьшение сметной стоимости строительства трубопроводов за счёт сокращения сроков производства работ, затрат на привлечение дополнительной рабочей силы и тяжёлой землеройной техники;
 - Минимизация затрат на энергообеспечение буровых комплексов вследствие экономичности используемых агрегатов;
 - Отсутствие затрат на восстановление повреждённых участков автомобильных и железных дорог, зелёных насаждений и предметов городской инфраструктуры;
 - Сокращение эксплуатационных расходов на контроль и ремонт трубопроводов в процессе эксплуатации.

Социально-экологический аспект
 - Сохранение природного ландшафта и экологического баланса в местах проведения работ, исключение техногенного воздействия на флору и фауну, размыва берегов и донных отложений водоёмов;
 - Минимизация негативного влияния на условия проживания людей в зоне проведения работ.

источник - здесь (https://ru.wikipedia.org/wiki/Горизонтальное_бурение)

Установки ГНБ

(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/Universal_hdd.jpg/240px-Universal_hdd.jpg)
Установки (машины) ГНБ представляют собой комплексную строительную технику. Типичная машина включает в себя — раму, кузов, ходовую часть (гусеничную или колёсную) энергетическую установку (дизельный двигатель), гидростанцию, устройство подачи штанг, буровой лафет, панель управления (рабочее место оператора).

Установки классифицируются согласно максимальному усилию протяжки, измеряемому в тоннах. Другими важными характеристиками, которые косвенно связаны с ним, являются максимальный диаметр расширения и максимальная длина бурения.

Второстепенные показатели, которые могут характеризовать потребительские качества установки ГНБ — радиус изгиба колонны штанг (показывает, насколько сильно можно изменять траекторию пилотного бурения), а также расход бентонитового раствора (л./мин., показывает, насколько часто необходимо будет пополнять резервуар смесительного устройства для приготовления бурового раствора).

источник - здесь (https://ru.wikipedia.org/wiki/Горизонтальное_бурение)

установки ГНБ Завода Буровой Техники, г. Волгодонск

«Завод Буровой Техники Гидрофоб» - Российский производитель оборудования для горизонтально-направленного бурения.
С 2002 года предприятие выпускает оборудование ГНБ от простого к сложному.

подробнее - здесь (http://zavodgnb.ru/catalog/ustanovki-gnb/)

(http://zavodgnb.ru/storage/photo/resized/xy_325x224/a/ff86ac1bk0rssl4_3f212236.png) (http://zavodgnb.ru/storage/photo/resized/xy_325x224/f/drqoad6q3g52xe0_a4bd9a4f.png) (http://zavodgnb.ru/storage/photo/resized/xy_325x224/b/ajhna2pped40mxm_1297c4f.png) (http://zavodgnb.ru/storage/photo/resized/xy_325x224/b/qh040h2mhu17abr_94f72cd8.png) (http://zavodgnb.ru/storage/photo/resized/xy_325x224/i/v6nmv9bjpg0m8dc_6790c229.png)

устанвки ГНБ от "Прайд", г.Челябинск

История нашего завода начинается в 2011 году, когда была впервые изготовлена малогабаритная буровая установка. Сегодня ПК "Прайд" - надежный производитель качественных буровых установок для вертикального и горизонтального бурения, мини-погрузчиков, мини-экскаваторов, а также дровокольных комплексов и оборудования для завинчивания свай.

подробнее - здесь (https://dsc-pride.ru/katalog/ustanovki-gnb-/)

(https://i.ibb.co/vJCVHSX/image.png)

установки ГНБ от «Инженерные решения»

«Инженерные решения» - завод гидравлического оборудования в России, который занимается производством, разработкой, изготовлением и проведением пуско-наладочных работ гидравлических систем, комплексов и инструмента для выполнения широкой номенклатуры работ в различных отраслях промышленности.

номеклатура установок
УПГМ-20. Многофункциональная модель, позволяющая прокладывать подземные коммуникации, диаметр которых составляет до 325 мм.
УПГ-25У. Дает возможность выполнять прокладку в грунтах I-III категории с дальнейшей протяжкой кабелей и труб (из металла либо ПНД).
УПГК-40У, УПГК-60У Техника, предназначающаяся для прокладки коммуникаций из колодцев.
УПГК-25У. Оборудование, позволяющее прокладывать коммуникации и выполнять ремонт уже существующих трубопроводов.
УНВП-40М. Установка, дающая возможность осуществлять прокол грунта для прокладывания подземных коммуникаций разных типов в грунтах I-III категории.
УНП-40Б. Данную модель можно использовать, чтобы прокладывать коммуникации, диаметр которых составляет 400 мм, на расстояние не более 150 м.

(https://www.e-eng.ru/netcat_files/159/66317cc45f4eaf02d55a8a9f0bbe983b.png) (https://www.e-eng.ru/netcat_files/368/4a78196554dcb7285eb33fbf35acf817.png) (https://www.e-eng.ru/netcat_files/458/b724534f6296df4bd4102636b601d396.png) (https://www.e-eng.ru/netcat_files/158/00397a3ceb653da9ae036ff9259e2a72.png) (https://www.e-eng.ru/netcat_files/369/6f1547b75aa1debd3acbcb9bfc7dad6d.png) (https://www.e-eng.ru/netcat_files/118/215a69f164e3b0cc8ca5741b807b7b9e.png) (https://www.e-eng.ru/netcat_files/575/969c2875c250253bd31d86adf1782876.png) (https://www.e-eng.ru/netcat_files/281/6978b8dbd0af4d95ab66abc573a585e5.png)

Буровые установки VERMEER (США)

Под брендом «Вермеер» выпускаются машины для ГНБ и прокладки инженерных коммуникаций, трубопроводов небольшого диаметра и полноценных трубопроводов. В ассортименте представлена техника трех модельных рядов:
 - мини – модели D6х6 – D20x22;
 - миди – модель D23x30-80x100;
 - макси – модель D100x120 -1320x900.

подробнее - здесь (https://www.ekb.gnbservice.ru/catalog/vermeer-ssha/)

(https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/iblock/a59/a59e396cd8348d71c2458b8ad17bf1d0.jpg) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/cimg_cache/0c7/0c74c2a5bbb3c4aa45757e95e6f0029d/4c8e52aab061ecc84d3d49a9280017a7.jpg) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/iblock/147/1475ae7f702a68bb69307ab8b4530f8f.jpg) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/cimg_cache/fcd/fcdb88468e6e4cf051555efa1098d070/466c6c58d5ad94f0d4572afdb98888f7.jpg) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/cimg_cache/9bd/9bddb0a865e270b453ad991bbcfba6c1/f472617d6a7a1d4638d9d2dcc35d48cc.jpg) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/iblock/90d/90d904e2711daf6fc6d5695042101d28.jpg)

оборудование от “DDW”

Компания стояла у истоков Горизонтального Направленного Бурения (ГНБ). В свое время эта технология сделала революцию в США. Сегодня у компании есть обширная сеть клиентов в десятках регионов России, собственное производство установок ГНБ, комплектующих и сервис по аренде оборудования ГНБ.

подробнее - здесь (https://dwtxs.ru/oborudovanie/ustanovki-gnb/?utm_source=dwtxs-ya-poisk&utm_medium=cpc&utm_campaign=43644578&utm_term=гнб%20буровое%20оборудование&utm_content=7571805530&_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTs0MzY0NDU3ODs3NTcxODA1NTMwO3lhbmRleC5ydTpwcmVtaXVt&yclid=6602981066246749994)

(https://dwtxs.ru/Upload/20-08%205.png) (https://dwtxs.ru/Upload/%D0%A3%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%93%D0%9D%D0%91_ddw_2208-1.png) (https://dwtxs.ru/Upload/oborudovanie/ddw-28-09/%D0%A3%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0-%D0%93%D0%9D%D0%91-DDW-28-09-1.jpg) (https://dwtxs.ru/Upload/36-13%204.png) (https://dwtxs.ru/Upload/oborudovanie/ddw-40-15/1.jpg) (https://dwtxs.ru/Upload/oborudovanie/ddw_55_27/%D0%A3%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%93%D0%9D%D0%91_ddw_5527-1.png) (https://dwtxs.ru/Upload/oborudovanie/ddw-35-12/1.jpg)

установки ГНБ DITCH WITCH (США)

подробнее - здесь (https://www.ekb.gnbservice.ru/catalog/ditch-witch-ssha/)

Ditch Witch JT5
(https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/cimg_cache/46c/46c9e5caa3d2b3bd0096147719fe1a8d/fafaba6eae834f7e05bed7dfb7a1853e.jpg)

Ditch Witch JT922
(https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/iblock/767/76798b427f5ba851777c32daa9e01c02.png)

Ditch Witch JT2020m1
(https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/iblock/ca6/ca661fc2aff7d66dd4b6205c6f9170a6.jpg)

Буровые установки ГНБ HANLYMA (Китай)

подробнее - здесь (https://www.ekb.gnbservice.ru/catalog/hanlyma-kitay/)
(https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/cimg_cache/0da/0da4daf75b17ebe481448832022bce1b/c9f265b762aa234e320f580f84403480.jpg) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/iblock/db8/db84f69797ed81052cb7d4305d3ad041.png) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/cimg_cache/11c/11ccd6de00e95fab5d7e7ad27682c4d3/287ff55267d7588b474705001bbd7676.jpg) (https://www.ekb.gnbservice.ru/upload/cimg_cache/c44/c448868a3996c59ce0e94b651403ba97/7c5ca12ba73effdfbbca911228b37571.jpg)