Найбільш суттєвою перевагою є те, що при цьому методі наноситься найменшу шкоду навколишньому середовищу в порівнянні з будь-яким іншим методом будівництва. Дана технологія дозволяє забезпечити максимальну глибину проходу під перешкодою, що дуже важливо при подоланні водних перешкод. Витрати за змістом водних переходів зводяться до мінімуму. При застосуванні технології ГНБ вдається скоротити терміни будівництва, оскільки на хід бурітельних робіт не впливає ні погода, ні підйом рівня води.
Технологія ГНБ: роботи починаються з розгортання установки ГНБ на місці майбутніх робіт, потім пробуріваются напрямна (пілотна) свердловина під розрахованим кутом під перешкодою з певним профілем, частини якого є прямими тангенціальними лініями з великими радіальними дугами, тобто плавно без різких вигинів.
Напрямок ГНБ контролюється за допомогою невеликого вигину на буровій колоні відразу ж за ріжучими головками. Бурова колона направляючої свердловини не обертається за винятком тих випадків, коли потрібно орієнтувати вищезгаданий вигин. Наприклад, якщо вигин орієнтований вправо, то і бурова проходка піде вправо з найменшим радіусом вигину. Бурова проходка контролюється за допомогою електронного пристрою, розташованого в бурової колоні поблизу ріжучої головки. Це пристрій визначає положення бурової колони щодо магнітного поля Землі і її нахилу. Отримані дані передаються на поверхню Землі, де автоматично визначається місцезнаходження ріжучої головки. Як тільки напрямна свердловина готова, її необхідно розширити для прокладки по ній робочого трубопроводу. Наприклад, якщо діаметр трубопроводу становить 91,4 см (36 ''), то свердловина повинна бути розширена до 121,92 см (42 ''). Ця операція виконується розширником. Зазвичай розширювач приєднується до бурової колони на протилежному березі і простягається до бурової установки через пілотну свердловину. У міру протягування розширювача в бурильної установки проводиться нарощування бурової труби. В процесі буріння проводиться закачування великого обсягу бурового розчину в свердловину з метою підтримки цілісності свердловини і видалення продуктів буріння. Після розширення, в свердловину затягують робочий трубопровід. Розширювач кріпиться до бурової колони, а потім за допомогою шарніра до головної частини, що простягається трубопроводу. Шарнір необхідний для запобігання передачі обертального руху розширювача в колоні трубопроводу, забезпечуючи тим самим, плавне його протягування через свердловину. Протягування триває до тих пір, поки розширювач і прокладається трубопровід вийдуть на поверхню землі у бурильної установки.
Принцип роботи установок гнб
Перед початком буріння, готується водно-бентонітная суспензія (бурова рідина), з внесенням до неї полімеру. Відносна кількість полімеру, бентоніту і витрата суспензії визначаються складом грунту. Існує така велика кількість різних типів і видів полімерів, що навіть важко собі уявити. Але, в основному, використовується жідкообразний полімер, частково гідролізований поліакриламід. Це неприємне, Слизький, в'язке, липке речовина, яка забезпечує наступне: швидку циркуляцію суспензії, зменшення фракції рідини (тертя), зменшення набухання та налипання бруду. Витрата суспензії на 100 м буріння, розширення отвору до 100 мм і укладанні труби буде не більше 1900 літрів. Вартість витратних матеріалів не перевищує 5% вартості бурильних робіт.
Установка ГНБ закріплюється на вихідній точці вертикальними стійками-упорами (анкерами) і бурова лопатка, прикріплена до першої штанзі,
вращательно-поступальним рухом вводиться в грунт.
Бурова головка для проходки лидерной (пілотної) свердловини в стискується грунтах.
Бурова головка для скельних грунтів (з вбудованим гідрозабойним д
У зону буріння під великим тиском, по внутрішньому каналу бурової штанги і спеціальним отворам в бурильної лопатці (сопел), подається бурова рідина, разжижающая грунт і формує в ньому свердловину. Бурова рідина одночасно є мастилом між грунтом, буровими штангами і комунікаційним засобом, при подальшому його затягуванні в свердловину.
У міру входження бурильної лопатки в грунт, штанги автоматично подаються з касети і з'єднуються між собою за допомогою конічної різьби. Оператор установки ГНБ за допомогою важелів управління може змінювати заштовхувати зусилля і частоту обертання бурильної лопатки. Важливою умовою довговічності роботи бурових штанг, є мастило їх різьблення спеціальними мастильними матеріалами при свинчивании штанг в батіг. Форма бурильної лопатки дозволяє змінювати «кут атаки» при бурінні, тобто виробляти «рулювання» бурильної лопатки.
При цьому зупиняється обертання лопатки в певному положенні, відстежувати на локаторі (див. Рис. 7.5.) І виробляється тільки її вдавлення.
Залежно від того, як розташована лопатка в даний момент часу, вона може змінювати напрямок руху під землею.
Локаційна система (дисплей)
За рахунок пружної деформації штанг на 90 - метровій ділянці буріння можлива зміна напрямку буріння на 90 град.
Оператор локаційної системи під час процесу буріння постійно відстежує стан бурильної лопатки по трьох координатах: пройденого відстані, глибині залягання бурильної лопатки і «куту атаки». Крім того, ці дані оперативно передаються на інформаційний пульт оператора установки ГНБ, з яким оператор локаційної системи також підтримує радіозв'язок. Це дозволяє вводити батіг бурових штанг в грунт і виводити її з грунту в розрахунковому місці з високою точністю позиціонування.
Виниклі під землею по маршруту буріння перешкоди (великі камені, металеві предмети і т.п.), можна обійти, змінюючи "кут атаки" бурильної лопатки. Для цього, необхідно витягнути батіг на одну-дві штанги, виставити бурильну лопатку під певним кутом і знову зробити вдавлення батоги. За рахунок зміни "кута атаки" бурильна лопатка з батогом штанг змінить напрямок руху і обійде перешкоду. Для обходу великогабаритних перешкод вищезгадану операцію, при необхідності, проводять в декілька проходів. Якщо обійти перешкоду вищевказаним способом не представляється можливим, замість бурильної лопатки використовують кулястий бур, яким у перешкоджанні висвердлюється отвір (див. Рис.)
Після виходу батоги штанг на поверхню землі, бурильна лопатка замінюється розширником (Ріммер), який призначений для розширення отвори в грунті при зворотному ході батоги - втягуванні. При цьому бурова рідина формує свердловину, і наявність в водно-бентонітової суміші полімеру, дозволяє їй зберігати форму після проходження Риммер. Форми розширювача залежать від твердості грунту.
Свердловини великого діаметра формуються за кілька проходів. Для м'яких ґрунтів, свердловини діаметром до 500 мм формуються за один прохід. При цьому за Риммер, через спеціальний вертлюг, до батоги приєднується труба, яка затягується в свердловину одночасно з її розширенням.
Діаметр сформованої свердловини, як правило, повинен бути на 30% - 50% більше діаметру затягується в неї поліетиленовою або металевої труби (комунікаційного засобу) без ізоляції і, в два рази більше, при затягуванні в свердловину труби (комунікаційного засобу) в ізоляції. При затягуванні комунікаційного засобу бентоніт заповнює порожнечі, твердне і запобігає просідання грунту. Перевірку цілісності ізоляції після прокладки комунікацій виробляють неруйнівним методом контролю.