Угол бурения при горизонтально направленном бурении (ГНБ)

Один из частых вопросов проектировщиков - изменение угла бурения при ГНБ. В этой статье попробуем разобраться в специфике и нюансах этой процедуры.

Например, буровая установка Ditch Witch 3020 имеет максимальный угол входа 32%, при необходимости его возможно увеличить до 45%. Однако нужно понимать, целесообразно ли это. С изменением угла установки возникнут сложности с выполнением работ в результате изменения нагрузки на масляный и бетонитный насосы, отвечающие за подачу и смазку штанг. Учитывая это, в момент сверления на склоне агрегат лучше выровнять.

Лафет машины должен быть постоянно опущен, заанкерившись, можно приступать к забуриванию. Забуривания под нужным наклоном недостаточно. Следует учесть, что штанги в момент вкручивания будут выравнивать угол, а расширителем под давлением выроется подходящий канал. Устанавливая 45% изначально, в итоге мы получим 35%, в особенности с предрасширением.

При бурении под коммуникациями нужно в запасе для расширителя иметь расстояние, минимум приравненное к двум его диаметрам. Такое требование целесообразно соблюдать на мягком грунте. При бурении твердого грунта канал будет неизменным, но при прохождении есть вероятность, что сломается вертлюг или короткая штанга.

Для подсчета подходящего угла прохождения предусмотрена специальная программа Drill Site. С целью смягчения угла необходимо выбрать почву, для этого нужно осуществить повторяющееся несколько раз подряд прохождение расширителем трассы затяжки.

Подходящий радиус установки Ditсh Witch 3020 составляет 53-56 метров. Средний радиус загиба трубного элемента из стали в метрах одинаковый с диаметром трубы в миллиметрах.

Проектирование направления бурения

Прежде чем приступить к бурению, необходимо спланировать траекторию. Для этого можно воспользоваться программным пакетом The Ditch Trac management System Plus. Программу удобно применять на открытой территории, предварительно установив ее на ноутбук.

Не пользуясь ПО, траекторию бурения можно обозначить:

  • установив на территории флажки;
  • путем нанесения распыляющейся краской границ;
  • нарисовав схему на бумажке в помощь оператору буровой машины.

Сложные трассы лучше планировать с помощью квалифицированного инженера. Рассчитать трассу поможет геодезическая съемка. Специалисту должны быть известны следующие сведения:

  • угол забуривания min,
  • лимиты по траектории трассы,
  • материал и длина сегментов труб;L
  • имеющиеся подземные коммуникационные системы.

Для трассы попроще достаточно таких данных:

  • рекомендованных ограничений по сгибу;
  • угла забуривания;
  • длины подсвечника min;
  • глубины.

В процессе использования буровых штанг Ditсh Witch изгиб возможен, это способствует выполнению корректировки траектории и простоте выполнения работ. Превышать рекомендованные ограничения по изгибу не следует, в противном случае возникнут повреждения. Дефекты видно не сразу, при их накоплении со временем произойдет разрыв штанги.

Рекомендованные ограничения

Отслеживать соответствие рекомендованным ограничениям нужно при каждом изгибе.

Максимальные проценты изгиба по штангам следующие:

  • для штанги JT – 5,6%;
  • для штанги AT – 5,4%;
  • для гнутой штанги AT – 4,5%.

При превышении рекомендованного изгиба буровая штанга повреждается и в дальнейшем выходит из строя полностью. При изменении угла должно происходить соответствующее изменение на каждом сегменте штанги. При максимальном сдвиге угла, варьирующемся от 300 до 600 миллиметров, возникает опасность повреждения штанги.

Отслеживать угол изгиба каждого сегмента поможет прибор 750 Display. Показатели увидит оператор на пульте управления.

Радиус сгиба

Для буровой штанги JT3020 характерен наименьший проверенный радиус сгиба 53 метра, таким образом изгиб буровой трассы в 90 градусов:

  • будет иметь радиус 53 метра;
  • потребует около 84 метров буровой штанги.

Если превышать рекомендованные значения, штанга повредится и в дальнейшем выйдет из строя.

Уменьшая радиус изгиба, эксплуатационный период штанги для бурения сократится. Увеличивая радиус изгиба, удастся продлить срок службы штанги для бурения.

Для того чтобы избежать превышения угла изгиба необходимо ориентироваться на данные таблицы ниже.

шт
(C)
В верт. плос. (B) В гор. плос. (A) шт
(C)
В верт. плос. (B) В гор. плос. (A)
1 9’ 10” (3.0 м ) 0’ 3.3” (.08 м ) 15 130’ 8.8” (39.9 м ) 58’ 8” (17.9 м )
2 19’ 7.7” (6.0 м ) 1’ 1.3” (.34 м ) 16 137’ .8” (41.8 м ) 66’ 2.4” (20.2 м )
3 29’ 4.7” (9.0 м ) 2’ 5.8” (.76 м ) 17 142’ 11.6” (43.6 м ) 74’ 1” (22.6 м )
4 39’ .5” (11.9 м ) 4’ 4.9” (1.3 м ) 18 148’ 5” (45.2 м ) 82’ 3.3” (25.1 м )
5 48’ 6.8” (14.8 м ) 6’ 10.5” (2.1 м ) 19 153’ 4.7” (46.8 м ) 90’ 9.2” (27.7 м )
6 57’ 11.3” (17.7 м ) 9’ 10.4” (3.0 м ) 20 157’ 10.6” (48.1 м ) 99’ 6.3” (30.3 м )
7 67’ 1.6” (20.5 м ) 13’ 4.7” (4.1 м ) 21 161’ 10.6” (49.3 м ) 108’ 6.2” (33.1 м )
8 76’ 1.3” (23.2 м ) 17’ 5” (5.3 м ) 22 165’ 4.3” (50.4 м ) 117’ 8.7” (35.9 м )
9 84’ 10.2” (25.9 м ) 21’ 11.3” (6.7 м ) 23 168’ 3.8” (51.3 м ) 127’ 1.3” (38.7 м )
10 93’ 3.8” (28.4 м ) 26’ 11.5” (8.2 м ) 24 170’ 8.9” (52 м ) 136’ 7.7” (41.6 м )
11 101’ 5.9” (30.9 м ) 32’ 5.2” (9.9 м ) 25 172’ 7.6” (52.6 м ) 146’ 3.6” (44.6 м )
12 109’ 4.1” (33.3 м ) 38’ 4.4” (11.7 м ) 26 173’ 11.7” (53.0 м ) 156’ .6” (47.6 м )
13 116’ 10.2” (35.6 м ) 44’ 8.8” (13.6 м ) 27 174’ 9.1” (53.3 м ) 165’ 10.3” (50.6 м )
14 123’ 11.9” (37.8 м ) 51’ 6.1” (15.7 м ) 28 175’ (53.3 м ) 175’ (53.3 м )

Угол забуривания

Под углом забуривания подразумевают наклонение машины для бурения относительно наклона к поверхности грунта. Существует несколько способов определения угла забуривания:

  1. Пользуясь передатчиком забуривания. Для этого необходимо:
    • установить на земле устройство и осуществить съем показаний;
    • манипуляции следует повторить на буровой установке;
    • осуществить вычитание величины угла забуривания, полученной на земле, от показателя, полученного на буровой машине.
  2. Измерительным путем:
  3. померить расстояние от земной поверхности к переднему торцу на буровом лафете (Н1);
  4. померить расстояние от земной поверхности к заднему торцу на буровом лафете (Н2);
  5. осуществить вычитание (Н2)-(Н1), зафиксировать полученные сведения;
  6. померить длину основания (С);
  7. делим: (Н2)-(Н1)/(С) и умножаем на 100 в итоге получаем показатель угла забуривания.

При небольшом угле забуривания удастся быстро с минимальным изгибом прийти к горизонтальному направлению.

С увеличением угла удлиняется и углубляется залегание трассы.

Наименьший размер подсвечника

Под длиной подсвечника подразумевают промежуток между точкой забуривания и горизонтальным участком трассы. При чрезмерно малой длине подсвечника допустимый сгиб повысится и штанга повредится.

Наименьшее погружение

Учитывая, что штанга сгибается не сразу, глубина нахождения штанги определяется в соответствии с углом забуривания и лимитом по сгибу. С целью уменьшения минимальной глубины необходимо снизить угол погружения, за счет чего уменьшится длина подсвечника. Для увеличения минимальной глубины, следует увеличить угол погружения, соответственно, увеличится длина подсвечника.

Определение траектории

Вычислять траекторию сверления следует, учитывая нюансы по изгибу, углу забуривания, длине подсвечника и min данных по глубине.

Почитайте другие похожие по тематике статьи


Оставьте заявку на расчёт сметы. Бесплатно!
Оставьте заявку на расчёт сметы. Бесплатно!