Основные сведения о машинах горизонтально направленного бурения

Горизонтально направленное бурение (ГНБ) – это уникальная технология, с помощью которой можно проложить коммуникации под землей на расстояние до 2 км. Автомобильные магистрали, реки, озера, железнодорожное полотно – все это не помеха для ГНБ. А сохранение целостности ландшафта делает этот метод прокладки коммуникаций очень востребованным.

Происхождение ГНБ

Установка горизонтального бурения Черрингтона

Первые машины горизонтально направленного бурения появились в Америке в 60х годах прошлого века. Изобретателем оборудования для горизонтального бурения приято считать Мартина Черрингтона (Martin Cherrington).

В 1963 году, работая на прокладках телефонного кабеля в Лос-Анджелесе он обратил внимание на то, что другой подрядчик, приехав на пару недель позже, закончил работу раньше его. Черрингтон заметил, что конкурент использует вертикальную буровую для создания горизонтального кабель-канала. Эти наблюдения натолкнули на идею создания модернизированной буровой установки, которая и была создана в 1964 году.

Новинка не сразу получила признание. На протяжении нескольких лет Мартин Черрингтон и его компания Titan Constractors были одними из многочисленных подрядчиков. Ему приходилось преодолевать скептицизм и конкурировать с зарекомендовавшими себя компаниями, работающими траншейным способом. Пока однажды, в 1971 году, он ухватился за сложный контракт: необходимо было проложить газопровод для газификации одного посёлка в долине Монтерей в Калифорнии. Сложность заключалась в том, что на маршруте имелось препятствие – небольшая река Пахаро (Pajaro River) со сложным береговым рельефом.

После успешного решения данной задачи, был сделан вывод, что с правильным выбором угла бурения и подбором инструмента, даже такие препятствия, как река, преодолимы. С тех пор технология начала активно внедряться не только в США, но и во всём мире. В России первая установка гнб появилась в 1987 г на заводе Уралмаш, а в 1995 г произошла первая прокладка коммуникаций методом ГНБ.

Классификация установок ГНБ

Установка горизонтально направленного бурения в работе

По мере развития и популяризации в установки вносились различные доработки и усовершенствования. В итоге появилось несколько разновидностей технологий по бестраншейной прокладке коммуникаций:

  • горизонтально направленное бурение (ГНБ);
  • прокол;
  • продавливание;
  • микротоннелирование;
  • релайнинг.

Все они подразумевают горизонтальное протягивание трубопровода, но имеют свои преимущества и ограничения. Поэтому, прежде чем купить установку для горизонтально направленного бурения необходимо понимать, какая технология будет применяться.

Одной из важных характеристик буровых машин для ГНБ является тяговое усилие. Чтобы внести определённую ясность в данную ситуацию в 2000 году была разработана единая система. По этому признаку и было решено разделить все буровые установки на четыре класса:

  • мини – компактные устройства весом до 7 т и с тяговой силой до 100 кН. Сфера использования мини-буровых – прокладка полиэтиленовых труб и кабелей;
  • миди – это чаще сего самоходные машины на гусеничной базе весом до 25 т. Тяговое усилие до 400 кН. Используются для городских работ, а также для небольших проколов под водоемами;
  • макси – установки применяются для прокладки труб большого диаметра на дальние расстояния, например, под крупными автомагистралями или водоемами. Максимальная сила макси-буровых составляет 2 500 кН, а вес может достигать 60 т.
  • мега – это самые мощные установки весом более 60 т и тягой более 2 500 кН. Такие установки сконструированы для длинных, сложных переходов под магистралями в странах Европы и Азии.

Общие сведения об установках горизонтального бурения

Установка горизонтально направленного бурения

В зависимости от того, какая технология используется для прокладки коммуникаций бестраншейным способом, оборудование может отличаться. Однако есть основные элементы, характерные для всех типов конструкции:

  • рама;
  • бур;
  • лафет с тисками и кареткой, которые задают угол наклона штанги;
  • двигатель;
  • система гидравлики.

К дополнительному оборудованию стоит отнести систему навигации, подачи бурового раствора, место работы оператора с панель управления установкой. Последнее относится именно к дополнительному оснащению, поскольку на крупных машинах она выделано и представляет собой полноценную кабину оператора. Тогда как на малых – может отсутствовать вовсе, представляя собой несколько рычагов, расположенных непосредственно на гидросистеме.

Установки ГНБ часто оснащены системой локации. Она представляет собой специальный зонд, установленный на буровую штангу. Детектор считывает с него необходимые показатели и корректирует угол наклона, направление и обороты бура. Кроме того, с помощью зонда контролируется температура в рабочей зоне.

Технические характеристики установок

Установка горизонтально направленного бурения на выставочном стенде

Любая машина ГНБ, не зависимо по какой технологии работает, обладает техническими характеристиками. К ним относятся тяговая сила (сила протяжки), крутящий момент и вес оборудования.

Важными параметрами ГНБ оборудования также являются:

  • диаметр скважины – у прокола он достигает 0,5 м, тогда как у направленного бурения – 1,8 метра;
  • длина непрерывно протягиваемого трубопровода – от 100 метров для прокола, до 2 км для бурения.

Горизонтально направленное бурение в России и за рубежом

Установка горизонтально направленного бурения

С начала создания технологии, США остаётся мировым лидером в производстве оборудования для ГНБ. Американские компании Vermeer Corporation, The Charles Machine Works (бренд Ditch Witch), Astec удерживают более половины мирового рынка машин для бестраншейной прокладки путепроводов.

Ввиду плотной застройки бестраншейные технологии HDD (Horizontal Directional Drilling) завоевали популярность в Старом Свете. Ведущим производителем оборудования в Европе считается Tracto-Technik.

Установка горизонтально направленного бурения XCMG на выставке

Активно развивается производство оборудования в Китае. Там технологии чаще всего используются для прокладки газопроводов, трубопроводов и систем канализации в населенных пунктах с плотной застройкой. Среди компаний, чьи установки ГНБ можно увидеть на просторах России и СНГ стоит отметить XCMG.

Активному внедрению технологий ГНБ способствует необходимость замены трубопроводов в старом жилищном фонде, где замену невозможно сделать с поверхности в силу наличия готовых построек. К тому же, растет число автомагистралей, под которыми провести коммуникации можно только с помощью бестраншейных технологий. В последние годы наблюдается рост числа российских подрядчиков, которых в стране насчитывается более 200 компаний.

Отрадно, что в России не только активно применяют технологии бестраншейной прокладки коммуникаций, но и производят установки направленного бурения.

Автор: Геннадий Петров

Поделиться
Подпишись на Я.Н