В жилом и промышленном строительстве есть много ситуаций, когда требуется не вертикальная, а наклонная или горизонтальная скважина — например, для прокладки трубопроводов, подземного электрокабеля или других коммуникаций. Машина горизонтально-наклонного направленного бурения (ГНБ) позволяет выполнить такие отверстия за короткое время без ущерба для целостности дорожного покрытия или ландшафта участка. Относительно небольшой вес и размеры такой машины дают ей возможность работать в условиях тесной городской среды, в окружении другой техники, зданий, сооружений и т.д.
Назначение и характеристики буровой установки
Буровая установка ГНБ позволяет заменить траншейный (открытый) метод прокладывания коммуникаций на более эстетичный и экономически выгодный бестраншейный. Выполняя прокол грунта на заданной глубине, такая машина оставляет поверхность нетронутой, что особенно важно, если нужно проложить коммуникации под зданием, под дорожным полотном (трассой), ручьем или рекой. В этом случае бестраншейный метод ГНБ будет единственным вариантом.
Таким образом, буровая установка горизонтального бурения будет полезна строительным компаниям, предприятиям ЖКХ, нефтегазовым компаниям и другим организациям, которые занимаются прокладкой трубопроводов или кабельных линий. При грамотном использовании эта техника окупает себя не более чем за три года. Важно лишь выбрать нужный тип машины в зависимости от предполагаемых работ — максимальной длины и диаметра бурения.
Основные характеристики машин ГНБ:
- Тяговое усилие (измеряется в тоннах);
- Протяженность бурения (предельная длина скважины в метрах);
- Максимальный диаметр скважины;
- Изгиб штанги (важен для создания наклонных отверстий);
- Средний расход бентонита.
Из них ключевыми параметрами являются усилие протяжки, а также предельная длина и диаметр штанги. Эти характеристики описывают максимальные возможности машины горизонтального бурения и определяют, сможет ли она справиться с отверстием заданной величины в плотной или даже каменистой почве. Расход бентонитовой смеси является одной из вторичных характеристик, он говорит об экономичности данной модели. Что же касается радиуса изгиба штанги — этот показатель важен при создании скважин, проходящих под углом (т.е. отклоняющихся от горизонтали и вертикали).
Преимущества буровой машины ГНБ:
- В сравнении с траншейным методом прокладки коммуникаций ГНБ снижает стоимость работ в 1,5 – 2 раза и значительно сокращает временные затраты.
- Прокол грунта можно проводить в условиях оживленной стройплощадки или в стесненной среде, буровая машина не требует много свободного пространства.
- Возможна прокладка коммуникаций под трассой без прерывания автомобильного движения, а также под любыми другими преградами.
- Работы наносят минимальный ущерб окружающей среде, практически не разрушают ландшафт и наземное покрытие.
- Горизонтально-наклонное бурение помогает проложить коммуникации там, где по каким-либо причинам запрещено рыть траншеи и/или использовать тяжелую строительную технику.
Устройство и принцип работы машин ГНБ
Буровые установки наклонного бурения в самой простой своей версии состоят из буровой головки, штанги и корпуса с электродвигателем. Такие модели отличаются наиболее компактными размерами и могут использоваться при частном строительстве. Более мощные модели для создания больших протяженных трубопроводов помещаются на платформу с пневмоколесным ходом и способны легко передвигаться в полевых условиях.
По большому счету конструкция машины ГНБ напоминает устройство техники для вертикального бурения скважин. Принципиальным отличием является лишь буровой лафет, способный менять направление движения бура, за счет чего и достигается наклонное или полностью горизонтальное бурение.
Для контроля рабочего процесса важным элементом установки ГНБ является локационная система. Она позволяет оператору отследить направление и местоположение буровой головки, ее температуру (чтобы избежать перегрева), а также узнать о наличии в грунте твердых преград.
Как работает локация ГНБ
В буровую головку машины интегрирован зонд, которые подает специальные сигналы, принимаемые локатором. Приемник обрабатывает эти сигналы и выдает оператору информацию о глубине нахождения бура, его температуре, угле наклона, направлении движения и других параметрах. В зависимости от модели буровой машины данные могут выводиться сразу на два экрана: для оператора локационного устройства и для оператора самой установки бурения. Связь между работниками в этом случае поддерживается с помощью раций.
Локационная система делает подземные проколы полностью безопасной и контролируемой операцией. Она не только позволяет с высокой точностью выйти на заданную глубину и направление, но также информирует о различных преградах. Например, это могут быть старые коммуникации или другие подземные объекты, о которых не было известно до начала работ.
Как происходит бурение
Перед началом работы установку направленного бурения закрепляют на специально подготовленной площадке в стартовой точке. Буровая лопатка, зафиксированная на основной штанге, вбивается в грунт под наклоном до 15 градусов. После этого по каналу внутри штанги в скважину подается бентонитовая смесь, которая играет роль смазки и размягчает почву, облегчая продвижение бура.
В зависимости от глубины и длины скважины к основной штанге может быть пристыковано несколько дополнительных. Также оператор в ходе работ способен менять направление бура, усилие удара и скорость вращения. Для удаления из скважины грунта и жидкости по всей ее длине обустраиваются колодцы — они должны быть выкопаны еще до начала работ, во время разметки трассы. Таким образом, при правильной подготовке площадки и соблюдении технологии можно выполнить подземное отверстие протяженностью в десятки и сотни метров.