Všetko o horizontálnom vŕtaní

Horizontálne vŕtanie je jedným z typov studní. Táto technológia sa rozšírila v stavebníctve, ropnom a plynárenskom priemysle, ako aj pri práci v preplnených mestských podmienkach. Pozrime sa podrobnejšie na to, čo je podstatou metódy a aké fázy sú hlavné pre tento typ vŕtania.

Horizontálne smerové vŕtanie (HDD) je typ bezvýkopového vŕtania, ktorý pomáha zachovať povrch krajiny (napríklad podložie vozovky, prvky terénnej úpravy a pod.). Táto technika sa objavila v 60. rokoch minulého storočia a dnes je populárna. Táto technika umožňuje znížiť náklady na vŕtanie alebo skôr obnovu krajiny po tomto procese.

Jednoducho povedané princíp metódy je redukovaný na vytvorenie 2 vpichov v zemi (jamky) a podzemného "priechodu" medzi nimi pomocou horizontálne nakloneného kladenia potrubia. Táto technológia sa používa aj v prípadoch, keď nie je možné vykopať priekopu (napríklad na historicky cenných objektoch). Technika zahŕňa realizáciu prípravných prác (analýza pôdy, príprava 2 miest - na vstupných a výstupných miestach výkopu), vytvorenie pilotnej studne a jej následné rozšírenie v súlade s priemerom potrubia. V záverečnej fáze práce sa do výsledných zákopov vťahujú rúry a / alebo drôty.

S HDD je možné do výkopu položiť plastové aj oceľové rúry. Prvý môže byť pripevnený pod uhlom, zatiaľ čo druhý môže byť pripevnený iba pozdĺž priamej dráhy. To umožňuje použitie polypropylénových rúr v zákopoch pod vodnými plochami.

Horizontálne vŕtanie je účinné pri riešení nasledujúcich úloh:

• kladenie elektrických káblov, plynovodov a potrubí k objektom;
• získavanie vrtov na ťažbu ropy a ťažbu iných nerastov;
• renovácia komunikácií, ktoré prešli opotrebovaním;
• vytváranie podzemných ciest.

Okrem týchto úspor má táto technika vŕtania ďalšie výhody:

• minimálne zničenie zemského povrchu (vyrobia sa iba 2 vpichy);
• skrátenie pracovného času o 30 %;
• zníženie počtu pracovníkov v brigáde (vyžadujú sa 3-5 ľudí);
• mobilita zariadenia, jednoduchá inštalácia a preprava;
• schopnosť vykonávať prácu na akomkoľvek území (historické centrá, na území prechodu vysokonapäťových vedení) a pôdach;
• schopnosť zachovať pôdu bez poškodenia jej úrodných vrstiev;
• realizácia práce si nevyžaduje zmenu zaužívaného rytmu: prekrývajúci sa pohyb a pod.;
• žiadne poškodenie životného prostredia.

Opísané výhody prispievajú k popularite a širokému prijatiu metódy HDD. Má to však aj nevýhody.

• Pri použití štandardných inštalácií na hlboké vŕtanie je možné položiť rúry s dĺžkou najviac 350-400 metrov. Ak potrebujete položiť dlhšie potrubie, musíte urobiť spoje.
• Ak je potrebné inštalovať dlhšie potrubia pod zem alebo ich viesť vo veľkých hĺbkach, bezvýkopová metóda bude príliš nákladná.

Na realizáciu HDD sa používajú stroje a nástroje, ktoré dokážu prepichnúť vrchné vrstvy pôdy a ísť hlbšie.V závislosti od objemu práce a typu pôdy to môžu byť špeciálne vŕtačky do skál, motorové vŕtačky alebo vŕtačky. Prvé 2 možnosti sa zvyčajne používajú na osobné použitie, zatiaľ čo vŕtačky sa používajú na veľké predmety, pevné a tvrdé pôdy.

Vŕtací stroj alebo HDD súprava je typ priemyselného zariadenia, ktoré pracuje na dieselovom motore. Hlavnými funkčnými prvkami stroja sú hydraulická stanica, vozík, ovládací panel. Ten umožňuje operátorovi ovládať prevádzku a pohyb stroja a vyzerá ako špeciálny ovládací panel. Samotné vytvorenie výkopu je možné vďaka vŕtačke. Počas otáčania sa vrták zahrieva, čo je spojené s jeho rýchlym zlyhaním. Tomu sa dá vyhnúť pravidelným chladením kovovej časti vodou. Na tento účel sa používa hadica na prívod vody - ďalší prvok vŕtačky.

Vŕtacie zariadenie je klasifikované na základe hranice ťažnej sily (meranej v tonách), maximálnej dĺžky vrtáka a priemeru vrtu. Na základe týchto parametrov sa vypočíta výkon vŕtačky. Kompaktnejším analógom vrtnej súpravy je motorová vŕtačka. Jeho hlavným účelom je vykonávať drobné zemné práce. Prepichovacia časť procesu vŕtania sa však v niektorých prípadoch pomerne ľahko a rýchlo vykonáva pomocou motorovej vŕtačky. Pretože motorová vŕtačka funguje ako šnekové zariadenie, často sa nazýva lisovací šnekový stroj. Táto súprava obsahuje vŕtačku, tyč a motor.

Takýto systém je potrebný na presné riadenie trajektórie vŕtacej hlavy a jej výstupu v mieste druhého vpichu. Je to sonda pripevnená k hlave vŕtačky. Polohu sondy sledujú pracovníci pomocou lokátorov.

Tento typ nástrojov sa stáva nevyhnutným v štádiu prepichovania pôdy. Používajú sa tyče, závitové skrutkovacie nástroje, expandéry, čerpadlá. Výber konkrétneho nástroja je určený typom pôdy a fázami práce. Medzi pomocné nástroje patria aj svorky a adaptéry, ktorých hlavnou úlohou je pomôcť pri získaní potrubia požadovanej dĺžky. Expandéry sa používajú na získanie kanála požadovaného priemeru. Jednotka je zásobovaná vodou pomocou systému čerpadla. Generátory zaisťujú nepretržitú prevádzku zariadenia a systém osvetlenia umožňuje vŕtanie aj v tme.

Medzi pomocné nástroje alebo spotrebný materiál patrí medeno-grafitové mazivo. Používa sa na mazanie kĺbov vrtných tyčí. Horizontálne vŕtanie nevyhnutne zahŕňa použitie bentonitu, ktorého kvalita do značnej miery ovplyvňuje rýchlosť práce, spoľahlivosť výkopu a bezpečnosť životného prostredia. Bentonit je viaczložková kompozícia na báze hlinitokremičitanu, vyznačujúca sa zvýšenou disperziou a hydrofilnými vlastnosťami. Ostatné zložky roztoku a ich koncentrácia sa vyberajú na základe pôdneho rozboru. Účelom použitia bentonitu je spevniť steny výkopu, aby sa zabránilo presypávaniu pôdy.

HDD sa vykonáva v niekoľkých fázach a všeobecná schéma práce vyzerá takto:

• príprava projektových dokumentov, ktoré odrážajú všetky potrebné výpočty;
• koordinácia projektu s vlastníkom lokality (ak ide o súkromné ​​územie) a úradmi (ak ide o vykonávanie prác na obecných zariadeniach);
• kopanie jám: jedna na začiatku práce, druhá na mieste výstupu potrubia;
• kladenie potrebného vybavenia pomocou vrtných súprav;
• dokončenie prác: zasypanie jám, v prípade potreby obnova krajiny v mieste jám.

Pred vŕtaním diery do zeme je potrebné dbať na prípravu krajiny. Na inštaláciu univerzálneho vŕtacieho zariadenia je potrebná rovná plocha 10x15 metrov, ktorá sa nachádza priamo nad miestom vpichu. Môžete to urobiť sami alebo pomocou špeciálneho vybavenia. Uistite sa, že na túto lokalitu existujú obchádzkové trasy. Potom prebieha dodávka a montáž vŕtacej techniky.

Okrem HDD stroja bude potrebné zariadenie na prípravu bentonitovej suspenzie. Používa sa na spevnenie stien výkopu a odstránenie pôdy z kanála. Inštalácia pre bentonitovú kašu sa inštaluje vo vzdialenosti 10 metrov od vŕtačky. V blízkosti zamýšľaných bodov vpichu sa v prípade prebytočnej malty vytvoria malé priehlbiny.

Prípravná fáza zahŕňa aj inštaláciu a overenie rádiovej komunikácie medzi pracovníkmi brigády, analýzu pôdy. Na základe tejto analýzy sa vyberie jedna alebo druhá trasa vŕtania. Oblasť vŕtania by mala byť chránená žltou výstražnou páskou. Potom sa nainštaluje vŕtacie zariadenie a pilotná tyč. Je upevnený v mieste, kde vŕtacia hlava vstupuje do zeme.

Po dokončení prípravnej fázy môžete prejsť priamo k vŕtaniu. Najprv sa vytvorí pilotná jamka s úsekom 10 cm, potom sa zariadenie znova odladí a nastaví sa sklon vŕtacej hlavy - mal by mať uhol sklonu 10-20 stupňov vzhľadom na čiaru horizontu. Pilotná studňa je cvičná perforácia, bez ktorej je bezvýkopové vŕtanie neprijateľné. V tomto čase sa kontroluje funkčnosť a prevádzkyschopnosť systémov a hodnotia sa vlastnosti pohybu vrtáka.

Vo fáze vytvárania pilotnej studne je potrebné nastaviť nástroj na uhol sklonu pôdy a tiež skontrolovať polohu vrtnej hlavy vo vzťahu k línii krajiny. Pre každý prípad sa v jamkách tvoria ohyby. Budú užitočné, ak sa podzemné vody alebo bentonitové kvapaliny nachádzajú vo veľkých objemoch. Ten zabráni zrúteniu výkopu a brzdeniu vrtáka v dôsledku priľnavosti pôdy k nej, prehriatiu zariadenia.

Pri príprave je dôležité vykonať presné výpočty, aby sa nepoškodili predtým položené potrubia. Minimálna vzdialenosť od potrubí musí byť 10 metrov. Potom sa začne proces prechodu vrtáka po danej trajektórii a každé 3 metre je potrebné kontrolovať a korigovať smer náradia. Keď vrták dosiahne požadovanú hĺbku, začne sa pohybovať vodorovne alebo v miernom sklone - takto sa položí výkop požadovanej dĺžky. Keď vrták prejde požadovanou dĺžkou, smeruje nahor k východu. Prirodzene, bod druhej jamy je vypočítaný vopred a v tomto bode je miesto predbežne pripravené.

Posledným krokom je vybratie pôvodného nástroja zo zeme a rozšírenie otvoru pomocou výstružníka alebo obrubovača. Inštaluje sa namiesto vŕtačky a umožňuje zväčšiť priemer pilotného kanála. Počas pohybu expandéra je zabezpečená kontrola a v prípade potreby korekcia trajektórie pohybu nástroja každé 3 metre.

Rimmer sa pohybuje po trajektórii proti smeru vŕtania, to znamená od druhého vpichu k prvému. V závislosti od požadovaného priemeru výkopu ním môže výstružník prejsť niekoľkokrát. Priemer kanála závisí od priemeru rúr - v priemere by mal byť o 25% širší ako priemer kladených rúr. Ak hovoríme o tepelne izolačných rúrach, potom by šírka priemeru kanála mala byť o 50% väčšia ako priemer rúr.

Ak sa v kanáli dosiahne veľký tlak pôdy a je zvýšená pravdepodobnosť jeho drobenia, vytvorí sa rovnomerné rozloženie bentonitu. Po vytvrdnutí je vylúčené nielen riziko drobenia, ale aj pokles pôdy. Pre ľahší vstup a prechod nástroja cez pôdu sa používa špeciálna zmäkčovacia vrtná kvapalina. Pri metóde HDD sa veľká pozornosť venuje riziku prepadu pôdy. V tomto ohľade sa dodatočne sleduje pevnosť potrubného spojenia, aby sa nelámali pod váhou drobiacej sa zeminy.

Keď je horizontálna priekopa pripravená, začnú do nej inštalovať rúry. Na tento účel sú k nemu pripevnené konzoly a otočné čapy, pomocou ktorých bude možné utiahnuť potrubie do kanála. Na začiatok potrubia je pripevnená hlava, pre ktorú už bude otočná spojka upevnená. Rúry sa tiež spájajú cez otočný kĺb, pričom samotné vŕtacie zariadenie je vypnuté. Na spájanie sa uchyľujú k použitiu špeciálnych adaptérov.

HDN je vhodný na pokládku ochranných potrubí, ktorými prechádzajú telefónne, optické a silové káble; na inštaláciu potrubia, v ktorom sa pohybuje dažďová a splašková voda, ako aj pitná voda. Nakoniec možno metódou HDN položiť aj vodovodné potrubia a ropovody a plynovody.

Technika sa používa aj v tých prípadoch, keď je potrebné znížiť rozpočet na opravy alebo znížiť počet pracovníkov. Pokles finančných nákladov je spôsobený absenciou potreby obnovy krajiny po vŕtaní, ako aj maximálnou automatizáciou procesu. Optimalizácia veľkosti pracovného tímu je možná vďaka tomu, že pracovníci sú v skutočnosti potrební len na obsluhu stroja.

Táto technika je účinná pri inštalácii potrubí v piesčitých, hlinitých a hlinitých pôdach. Použitie opísanej technológie je opodstatnené, ak priekopa vedie pod diaľnicami, v historicky cenných územiach alebo pod vodou. V druhom prípade sa vstupná punkcia uskutoční cez ústie rieky.

Bezvýkopové vŕtanie je účinné nielen v hustých mestských oblastiach a historických centrách, ale aj v súkromnom dome, pretože umožňuje zachovať výsadbu a budovy. Vodovodné a kanalizačné systémy sú spravidla položené na súkromnom pozemku týmto spôsobom.

Pozrite si ďalšie video o tom, ako funguje horizontálne smerové vŕtanie.