Фирма Тракто-Техник учредила приз за лучший буровой проект, который в этом году получила фирма «Кабель унд Тифбау ГмбХ».
Описание проекта
Фирма «Кабель унд Тифбау ГмбХ» получила заказ от фирмы «Газлайн», проложить трубу ПВХД 250 х 22,7 мм на длину 300 м методом горизонтального управляемого бурения под притоком Рейна.
- Открытый способ не подходил по многим причинам: планирование буровой трассы через охраняемую береговую зону предполагало трудности с получением разрешения;
- Несравнимо более высокие расходы по сравнению с бестраншейным методом из-за отгораживания воды;
- Возможные повреждения дна.
Прокладываемая труба была предназначена для 6 футляров электрических кабелей 50 х 4,6 мм. Заказчик планировал использовать эти линии для контроля за центральными газовыми станциями, а также сдавать резервные линии телефонным станциям.
Предварительный обзор / планирование буровой трассы
Топография местности была необходима. В качестве стартового пункта была выбрана зеленая площадка за 60 м до насыпи. В этой области находились загруженная авто-трасса, а под землей – много посторонних коммуникаций и трубопроводов. Планы залегания ничего не говорили, однако, о глубине местонахождения каждой трубы. Это приходилось узнавать у эксплуататоров трубопроводов, а также на месте, путем личного исследования, что показало следующее:
- Через 30 м от стартового пункта располагалась 1500 мм труба, отводящая воду на глубине 5,50 м, а над ней 500 мм дренажная труба;
- Через 35 м на глубине 2,60 м водопроводная труба 400 мм;
- Через 40 м на глубине 4 м канализационная труба 600 мм;
- Через 45 м на глубине 2 м труба для дождевой воды 200 мм;
- Через 48 м на глубине 1,20 м газовая труба 110 мм.
За насыпью протекал приток Рейна шириной 40 м, потом опять насыпь. За насыпью с другой стороны на глубине 2 м проходила 150 мм газовая труба, потом начиналась территория питомника животных, шириной 100 м. Только за ним располагался конечный котлован.
Результатом этих обширных исследований должна была стать оптимально прямая трасса. При этом нужно было учитывать, что до существующих трубопроводов нужно было сохранять отступ в 1 м и дополнительно к этому – отступ от дна 2 м (глубина реки – 2 м), что являлось требованием газовиков. Все это дало глубину бурения 5 м.
Требования
Трудность данного проекта заключалась в почве. Было сделано исследование почвы. С этой целью были сделаны два отверстия диаметром 194 мм и 18 м глубиной. Сравнительно большой диаметр объяснялся возможным попаданием крупных камней. Под покрывающим слоем примерно 2 м глубиной ожидалась галька с песком и камнями. От 4 до 9 м попадалась крупная галька до 190 мм диаметром. Однако ограниченный диаметр пробного отверстия не исключал нахождения по трассе бурения еще более крупных камней. В заключении стояло дословно следующее: «При оценке размеров каменистых включений нужно учитывать, что исследуемый материал только частично представляет почвенные условия. Нужно рассчитывать на более крупные камни, а также отдельные валуны».
В буровой технике известно, что такая почва очень трудна для локации и ставит большие требования к буровой установке и бригаде.
Буровая установка
Применялась машина Грундодрилл тип 20 S. Интегрированная в машину ударная сила облегчает проведение пилотного бурения в каменистых смешанных почвах благодаря подключению динамичной ударной энергии. Следует отметить, что в однородной галечной почве ударная сила не играет особой роли, т.к. она приводит к нежелательной вибрации, которая только уплотняет гальку и скорее затрудняет пилотное бурение, чем облегчает. Однако структура почвы в этом случае была неоднородна, поэтому ударная сила подключалась в грубых камнях.
Динамически работающая ударная сила имеет большое значение также для направления, т.к. корректировка курса происходит значительно точнее по сравнению со «статичными» буровыми установками без ударной силы. По причине ненадежной почвы такие буровые установки нужно было бы оборудовать специальным оборудованием для бурения в скальных грунтах. Из-за этого значительно возрос бы расход бентонита и, соответственно, его утилизация или переработка. А также необходимо было бы устраивать промежуточный котлован для забора буровой жидкости.
Общая мощность буровой установки с вращающим моментом, тяговой и толкающей силой, ударной силой и буровой жидкостью была более чем достаточной для этого задания. Кроме того большое значение имел опыт буровой команды, чтобы оптимально распределить все возможности машины. При этом основным девизом был: Точность важнее скорости.
Буровая жидкость
Стабильное (необваливающееся) буровое отверстие – всегда желательное условие – было в данном случае невозможно. Из-за гальки оно постоянно осыпалось. На это не могла повлиять даже буровая жидкость. Она проникала в пустоты между галькой, стабилизировала их и уменьшала трение о штанги. В соответствии с этим составлялось соотношение буровой жидкости, а именно 35 кг/м3 Вельдонил С. Смешивание происходило в смешивающей/перерабатывающей установке.
Расход по окончании пилотного бурения составил примерно 50 м3. Общий расход после расширения и затягивания трубы составил примерно 250 м3. Экологически безопасный бентонит по большей части остался в земле. Незначительное количество, выходящее наружу не требовало применения перерабатывающей установки. Все, что выходило наружу в стартовом и конечном котловане, отсасывалось и утилизовывалось.
Пилотное бурение и локационная система
В среду, 14.7.99 началось пилотное бурение. Примерно в 11 часов буровая головка проникла под углом 15 % на нужную глубину 5 м, при учете посторонних трубопроводов.
Применяемая локационная система Диджи-Трэк сохраняет нажатием кнопки все важные данные по каждой штанге, например, число штанг, наклон, глубину, положение буровой головки, температуру, время и другое. Сохраняющий данные модуль по окончанию бурения подсоединяется к компьютеру и буровой протокол может быть распечатан. По желанию, можно также распечатать профиль буровой трассы, включая посторонние трубопроводы (если есть соответствующие данные).
Сохранение результатов измерения значительное упрощает работу. Кроме того, данные обрабатываются упорядоченно и надежно. Неточности или неразборчивость почерка исключаются.
Как и ожидалось, буровое отверстие заняло много времени. На каждую штангу ушло по 15 минут. До позднего вечера удалось преодолеть только 120 м. Потом был сделан перерыв, т.к. батарейки не обладали достаточной мощностью, чтобы обеспечить точные данные. Чтобы заменить батарейки нужно было, чтобы буровая головка вышла на поверхность. На следующий день буровая головка вернулась к пункту последнего измерения, и пилотное бурение продолжилось. В течение всего процесса эту процедуру пришлось повторить еще раз. Около 23 часов конечный пункт был достигнут.
Расширение и затягивание трубы
Чтобы совершить расширение и затягивание трубы по возможности без остановок, руководство стройкой решило продолжить работы в понедельник, 19 июля.
Для расширения был выбран расширитель 355 мм. Благодаря навинченным сзади буровым штангам буровое отверстие поддерживалось. Эти работы заняли 1 рабочий день. Отрезки трубы по 12 м тем временем сваривались и были готовы к затягиванию.
Во вторник, 20.7 в 22 часа все было готово. Ниппель и расширитель были смонтированы. Уже вечером началось затягивание. Около 5 часов утра после 180 м внезапно работа остановилась. По первому предположению, причиной этого могло оказаться повышенное трение на этом участке, что и привело к непроизвольной остановке. Буровая команда решила аккуратно вытащить пару метров трубы с помощью лебедки и промыть буровой канал. Это сработало. Затягивание трубы было продолжено и успешно закончено.
Комментарии 0