Методы горизонтально-направленного бурения

Содержание

Слайд 2

Семинар по горизонтально-направленному бурению Минск 2016

Семинар по горизонтально-направленному бурению
Минск 2016

Слайд 3

Методы горизонтального (горизонтально направленного) бурения Установки котлованого типа Микротуннелирование Продавливание труб

Методы горизонтального (горизонтально направленного) бурения

Установки котлованого типа


Микротуннелирование

Продавливание труб

Слайд 4

Методы горизонтального (направленного) бурения Пневмопробойники & кроты Шнековое бурение Установка ГНБ

Методы горизонтального (направленного) бурения

Пневмопробойники & кроты

Шнековое бурение

Установка ГНБ

Слайд 5

Установка ГНБ

Установка ГНБ

Слайд 6

Основы «пилотная» скважина от «А» до «Б» Увеличение диаметра бурового канала

Основы

«пилотная» скважина от «А» до «Б»
Увеличение диаметра бурового канала до

нужного размера, который дает возможность проложить трубу от «Б» до «А»
Протаскивание трубы (или др.) от «Б» до «А»
Слайд 7

Основы Не контролируемое состояние превращаем в контролируемые условия ПЕСОК > в

Основы

Не контролируемое состояние превращаем в контролируемые условия
ПЕСОК > в жидкость с

маленьким % песка
Глина > в жидкость с маленьким % глины
Скала > в жидкость с маленьким % скальных частиц
Создание идеального бурового канала для прокладки труб (или др.)
Способом уплотнения грунтов
Техника стабилизации грунтов
Техника транспортировки грунта !!!!
Вынос грунта из канала !!!!
Слайд 8

Компоненты системы Базовый комплект для маленьких и средних установок ГНБ Сама

Компоненты системы

Базовый комплект для маленьких и средних установок ГНБ
Сама установка ГНБ
Смесительные

установки
Буровые штанги
Буровой инструмент
Локационные системы
Слайд 9

Базовый комплект для средних и больших установок ГНБ Установка ГНБ Смесительная

Базовый комплект для средних и больших установок ГНБ

Установка ГНБ
Смесительная система
Установки регенерации
Дополнительные

баки для хранения или приямки для пульпы
Насосы подающие пульпу из котлованов
Бентониты в Бигбэгах
Генераторы
Буровой инструмент
Буровые штанги в боксах
Баки для очищенного раствора
Мастерские
Локационные системы Steering tool
Экскаваторы
Краны
Трубоукладчики
Вакуумные насосы с ёмкостями
Офисы / кладовые
Роликовые опоры
Конструкция опоры установки
Слайд 10

Возможности буровых установок

Возможности буровых установок

Слайд 11

Зависимости Длина = Пилотное бурение в зависимости от силы проталкивания необходимое

Зависимости

Длина = Пилотное бурение в зависимости от силы проталкивания
необходимое

тяговое усилие при протаскивания
Диаметр расширения = крутящий момент машины
Скорость = в зависимости от производительности бентонитового насоса в л/мин
Слайд 12

Смесители, насосы и регенерационные системы

Смесители, насосы и регенерационные системы

Слайд 13

Возможности ГНБ Самое длинное протаскивание 2626 м (current world record *)

Возможности ГНБ

Самое длинное протаскивание 2626 м (current world record *)
Самое длинное

пилотное бурение 2400 м (current world record *)
макс. диаметр трубы 1422 мм (current world record *)
макс. диаметр раширителя 1828 мм (current world record *)
Комбинация макс. Ø 1220 мм сталь / длина 1760 м (current world record *)
протаскивают: - одну трубу – пучек труб - разные
в разных грунтах : болотистые – твердые скальные породы
Слайд 14

Прокладывают Полиэтилен, сталь, сталь с изоляцией, сталь с бетонным покрытием, чугун,

Прокладывают

Полиэтилен, сталь, сталь с изоляцией, сталь с бетонным покрытием, чугун,

ПВХ, дренажные трубы, электрические кабели, чугун лит., бетон, оптиковолокно
Слайд 15

Области применения ГНБ Замена канализационных труб Трубы или кабели под дорогами,

Области применения ГНБ

Замена канализационных труб

Трубы или кабели под дорогами, водными переградами,

ж.д., зданиями и т.д.

Бурение в море

Слайд 16

Области применения ГНБ Канализация, и самотечная Дренажные трубы при очистки загрязненных грунтов Дренажные трубы, геотермальные проекты

Области применения ГНБ

Канализация, и самотечная

Дренажные трубы при очистки загрязненных грунтов

Дренажные трубы,

геотермальные проекты
Слайд 17

Опыт Контроль всех параметров Внимательность и Терпение Знания Немного везения!! Успешное

Опыт

Контроль всех параметров

Внимательность и Терпение

Знания

Немного везения!!

Успешное бурение

Основные факторы для успешного

проекта ГНБ
Слайд 18

Контроль Буровые растворы Пилотное управление буром Организация труда Проверка общей ситуации

Контроль
Буровые растворы
Пилотное управление буром
Организация труда
Проверка общей ситуации на стройке

Знания
Информация о

грунтах
Выбор рецептуры бурового раствора
Характеристики самой бурилки
Вид и характеристики труб
Расчеты

Опыт
адаптироваться к данной ситуацией
Условия грунта
Работа машины – резерв иметь!
Расположение компонентов на стройке

Терпение
Не спешить
Не допускать стреса и паники
Правильное использование времени
Сделать перерывы, ждите, подумайте и пробуйте ещё раз

Слайд 19

3 этапа бурения Пилотное бурение Расширение Протаскивание

3 этапа бурения

Пилотное бурение
Расширение
Протаскивание

Слайд 20

Пилотное бурение A B Проверка пяти параметров: глубина, азимут, уклон, направление, расстояние

Пилотное бурение

A

B

Проверка пяти параметров: глубина, азимут, уклон, направление, расстояние

Слайд 21

Гибкость Рекомендовано бурить по возможности плавную кривую из точки «А» в

Гибкость

Рекомендовано бурить по возможности плавную кривую из точки «А» в точку

«Б».
Пилотка: меньше износа штанг и буровой головки и локации.
Расширение: меньше износа штанг, инструмента и на трубе
В сумме: меньше износа самой машины
Технология дает большую гибкость, но чем меньше мы ее используем, тем лучше!
Слайд 22

Чтобы получить циркуляцию – R - необходимо СОЗДАТЬ жидкость ! Для

Чтобы получить циркуляцию – R - необходимо СОЗДАТЬ жидкость !
Для того

в – R - может находится только определенное количество частиц грунта !
ПРАВИЛО: Обратка (100%) = Буровой раствор (75 %) + Грунт (25%)
В нормальном случае нам необходимо для
одного кубометра грунта / три кубометра бурового раствора
Маленькие частицы грунта легче транспортировать

(Грунт = отдельные частицы )

Что происходит в буровом канале ?

Слайд 23

Пилотное бурение Буровая головка с зондом Резак

Пилотное бурение

Буровая головка с зондом

Резак

Слайд 24

Пилотное Бурение Вращение и продавливание Не меняем направление и уклон Буровая

Пилотное Бурение

Вращение и продавливание
Не меняем направление и уклон

Буровая головка ищет себе

самый легкий путь !!!
Слайд 25

Пилотное бурение Только проталкивание Изменеиние уклона и направления в зависимоси от

Пилотное бурение

Только проталкивание
Изменеиние уклона и направления в зависимоси от положения буровой

головки
Осторожно ! Есть ограничения управления на каждую штангу
Слайд 26

Пилотное бурение вверх 12 часов

Пилотное бурение

вверх

12 часов

Слайд 27

Пилотное бурение направо 3 часа

Пилотное бурение

направо

3 часа

Слайд 28

Пилотное бурение вниз 6 часов

Пилотное бурение

вниз

6 часов

Слайд 29

Пилотное бурение 9 часов налево

Пилотное бурение

9 часов

налево

Слайд 30

Буровые головки Various tools for various conditions

Буровые головки

Various tools for various conditions

Слайд 31

Локационная система типа «walk over» Параметры Глубина Уклон Направление Положение по

Локационная система типа «walk over»

Параметры
Глубина
Уклон
Направление
Положение по часам
Температура
Состояние баттереек
Цель
Ошибки
По глубине ± 5%

- по уклону ±0.1 - 1%
- по часам ± 30°
Помехи
Пассивные (сталь, соленная вода, бетон, и т.д.)
Aктивные (кабели, телефон, и т.д.)
Слайд 32

Предварительное расширение Ступенчатое расширение За расширителем идут буровые штанги Расширение и

Предварительное расширение
Ступенчатое расширение
За расширителем идут буровые штанги
Расширение и Протаскивание трубы

- Комбинация создания канала и протаскивания

Расширение

Слайд 33

Расширители Режущие расширители. Режут маленькие частицы. Хорошо перемешивают с буровым раствором.

Расширители

Режущие расширители.
Режут маленькие частицы.
Хорошо перемешивают с буровым раствором.
Частицы транспортируются в потоке

жидкости.
Объём раствора > ! коэфф. раствора / грунта (3 x объём грунта)

Уплотняющие расширители.
Частицы грунта уплотняются.
Объём раствора = Объёму уплотненного грунта

Слайд 34

Тиксотропные свойства В движении жидкость Стабильно в неподвижном состоянии Транспорт частиц

Тиксотропные свойства
В движении жидкость
Стабильно в неподвижном состоянии
Транспорт частиц (ВЯЗКОСТЬ)
Уменьшение потерь воды

в формацию (фильтрационный пирог)
Нестабильная формация
Меньше воды для транспорта
Стабилизация канала
Удержание частиц в подвешенном состоянии (Прочность Гели)
Изоляция частиц
Уменьшение разбухания частиц

Требования к буровым растворам

Слайд 35

Сможем мы бурить водой ? Не тиксотропные свойства В движении жидкость

Сможем мы бурить водой ?

Не тиксотропные свойства
В движении жидкость
Жидкость и в

неподвижном состоянии
Нет транспорта частиц (нет вязкости)
Потерие воды в формацию (нет фильтрационного пирога)
Разрушение канала
Нет транспорта
Нет стабилизации канала
Нет суспенсии (нет прочности геля)
Нет изоляции частиц
Разбухание продолжается, прилипание к инструменту
Слайд 36

Гидростатическое давление для стабилизации канала Слишком низкий уровень Уровень чем выше, тем лучше

Гидростатическое давление для стабилизации канала

Слишком низкий уровень

Уровень чем выше, тем лучше

Слайд 37

Тюмень 2013

Тюмень 2013

Слайд 38

Тюмень 2013

Тюмень 2013

Слайд 39

Разгрузочный котлован

Разгрузочный котлован

Слайд 40

Расчеты Объемов Коэфф. раствора зависит только от свойств и типа грунтов

Расчеты Объемов

Коэфф. раствора зависит только от свойств и типа грунтов
1 >

3 для не связных грунтов (песок, гравия, щебень)
4 > 10 для связных грунтов (глина, суглинки, мелкий песок)
Слайд 41

«Насосное время»

«Насосное время»

Слайд 42

Параллельное бурение Расстояние между двумя бурениями должен быть минимум 10 х

Параллельное бурение

Расстояние между двумя бурениями должен быть минимум 10 х диаметр

большого канала!!

Based on the biggest size bore

Слайд 43

Глубина бурения Правила, чтобы предовратить деформации поверхности -Минимальная глубина при применении

Глубина бурения

Правила, чтобы предовратить деформации поверхности
-Минимальная глубина при применении уплотняющих расширителей

= 10 x OD.
-Минимальная глубина при применении режущих расширителей = 7 x OD.
Слайд 44

Расширение / диаметры предварительных шагов расширения

Расширение / диаметры предварительных шагов расширения

Слайд 45

Протаскивание & расширение* (* комбинированный метод)

Протаскивание & расширение*

(* комбинированный метод)

Слайд 46

Усилия протаскивания в канале / на поверности Это сумма двух составляющих:

Усилия протаскивания в канале / на поверности

Это сумма двух составляющих:
Усилие, необходимое

чтобы тащить трубу на земле
Усилие, необходимое внутри бурового канала
Слайд 47

Длина бурения: Полотное бурение зависит от силы проталкивания и от штанг

Длина бурения:
Полотное бурение зависит от силы проталкивания и от штанг
Протаскивание зависит

от усилия установки
Диаметр канала пропорционален крутящему моменту установки
Скорость зависит только от производительности бентонитового насоса
Параметры установки и характеристики штанг определяют параметры возможного бурового канала. Не определяют возможные длины определенной трубы с определенным весом!

Установки ГНБ

Слайд 48

Усилие на поверхности На поверхности На роликовых опорах Not applicable when using sectionalized product!

Усилие на поверхности

На поверхности

На роликовых опорах

Not applicable when using sectionalized product!

Слайд 49

Усилия, которые надо учитывать : -Трения (подъёмная сила, в канале, на

Усилия, которые надо учитывать :
-Трения (подъёмная сила, в канале, на поверхности)
-усилия

трубы (от изгиба трубы в канале)
-Гидрокинетические усилия (трение жидкости)

Тяговое усилие

Трение грунта

Подъёмная сила

угол

Трение жидкости

Усилия в буровом канале

Слайд 50

Стабильный канал Циркуляция Фильтрационный пирог для уменьшения потерия воды Гидростатическое давление

Стабильный канал
Циркуляция
Фильтрационный пирог для уменьшения потерия воды
Гидростатическое давление достаточное
Обратка с удельным

весом < 1.4 кг/л (1,25 кг/л!!!!)
Частицы все в суспенсии
Контроль скорости течения в канале и давления на форсунках
Механика грунтов
Минимальная глубина = 5 х диаметр канала
Прочность грунта
Целостность поверхности

Условия в канале & ситуация

Слайд 51

Устаревшие Правила определения ожидаемого необходимого тягового усилия

Устаревшие Правила определения ожидаемого необходимого тягового усилия

Слайд 52

Реакции на трубу в канале Подъёмная сила Сила Архимеда Пропорционально наружному

Реакции на трубу в канале

Подъёмная сила
Сила Архимеда
Пропорционально наружному диаметру и плотности

пульпы
Не зависит от материала трубы
Результирующая !!!
= подъёмная сила минус вес трубы в кг/м
Слайд 53

Архимед If the buoyancy forces are higher/lower then the density (weight)

Архимед

If the buoyancy forces are higher/lower then the density (weight) of

the product
will this cause a in-hole force (“pulling” friction) against ceiling or bottom of the tunnel.
Слайд 54

Расчет подъёмной силы Подъёмная сила пропорциональна плотности пульпы Формула учитывает плотность

Расчет подъёмной силы

Подъёмная сила пропорциональна плотности пульпы
Формула учитывает плотность пульпы 1,25

кг/л !!!!!
Дополнительное расширение приведет к уменьшению плотности и тем самым уменьшает подъёмную силу!
Слайд 55

Пример – одинаковый диаметр ПЭ и сталь

Пример – одинаковый диаметр ПЭ и сталь

Слайд 56

Трубы большого диаметра Трубы большого диаметра заполняют водой или пульпой чтобы

Трубы большого диаметра

Трубы большого диаметра заполняют водой или пульпой чтобы создать

дополнительный вес – компенсация подъёмной силы.
Слайд 57

Пример – труба ПЭ пустая и заполненная водой

Пример – труба ПЭ пустая и заполненная водой

Слайд 58

Ожидаемое тяговое усилие в канале

Ожидаемое тяговое усилие в канале

Слайд 59

Суммарное тяговое усилие Тяга = 1 x тяга на поверхности Тяга

Суммарное тяговое усилие

Тяга = 1 x тяга на поверхности

Тяга =

0.5 x тяга на поверхности + 0.5 x тяга в канале

Тяга = 1 x тяга в канале

Слайд 60

Пример 200м 315 мм труба стальная, без роликовых опор

Пример 200м 315 мм труба стальная, без роликовых опор

Слайд 61

Пример заполнения трубы водой Расчет количество необходимого количества воды на метр

Пример заполнения трубы водой

Расчет количество необходимого количества воды на метр
пример
ПЭ -

315 мм Ø
Внутр. диам. = 277,6 мм Ø
60,7 л/м
1 труба 315мм, 50 м = 3035 л = 3 м3
7 труб 315mm, 50 м = 21,25 m3
и т.д.
Слайд 62

Пример заполнения 50 mtr 100 mtr 150 mtr Нанести маркировки на трубы

Пример заполнения

50 mtr

100 mtr

150 mtr

Нанести маркировки на

трубы
Слайд 63

Пример заполнения водой Точные расчеты

Пример заполнения водой

Точные расчеты

Слайд 64

Пример заполнения водой Longer bores than 100 mtr could be done

Пример заполнения водой

Longer bores than 100 mtr could be done by

blowing a rope inside the pipe
Слайд 65

Пример заполнения водой Pulling the fill pipe inside the product pipe

Пример заполнения водой

Pulling the fill pipe inside the product pipe

Слайд 66

Пример заполнения водой or Filling during the pullback 7 pipes Every 50 mtr’s

Пример заполнения водой

or

Filling during the pullback

7 pipes

Every 50 mtr’s

Слайд 67

Пример для уменьшения трения на поверхности (и создания радиуса входа – over bend)

Пример для уменьшения трения на поверхности

(и создания радиуса входа – over

bend)
Слайд 68

Ролики & Саньки

Ролики & Саньки

Слайд 69

Ролики & Саньки

Ролики & Саньки

Слайд 70

Ролики & Cаньки

Ролики & Cаньки

Слайд 71

Ролики & Cаньки

Ролики & Cаньки

Слайд 72

Пример УИР-701, Одинцово

Пример УИР-701, Одинцово

Слайд 73

Опускание трубы в воду Floating is not always possible, but will

Опускание трубы в воду

Floating is not always possible, but will

lower your surface friction to almost zero.
Слайд 74

Заключение Технические характеристики установки определяют параметры возможного бурового канала. Тяговое усилие

Заключение

Технические характеристики установки определяют параметры возможного бурового канала.
Тяговое усилие требуется для

протаскивания трубы и зависит от трубы и от свойств пульпы.
Баластировка трубы помогает снизить необходимое тяговое усилие!
Слайд 75

Comments from the field

Comments from the field