Обзор рынка техники для горизонтально-направленного бурения

По статистике, на альтернативные методы ведения работ, такие как строительство переходов с помощью установок ГНБ, приходится всего 10%. Чтобы проложить новый трубопровод или получить доступ к существующему, используя традиционный траншейный способ, необходимо извлечь, свалить в кучу и засыпать обратно тонны материала, что требует большого количества энергии. При этом происходит долговременное нарушение ландшафта, приводящее к замедлению трафика и пробкам. Бестраншейный способ требует меньше оборудования, людей и времени, чем открытый способ, поэтому он намного дешевле для города, который оплачивает эти работы. И это даже без учета долгосрочных факторов, таких как ремонт поврежденных дорог. Кроме того, с бестраншейными технологиями вредные выбросы в атмосферу снижаются на 90% по сравнению с традиционными способами ведения работ.

Несмотря на все преимущества и тот факт, что данный прогрессивный метод существует уже несколько десятилетий, бестраншейные технологии по-прежнему остаются в некотором смысле новаторскими. Тем не менее интенсивность использования горизонтально-направленного бурения набирает силу, и репутация этого направления растет. Учитывая высокую стоимость земляных работ, включая социальные издержки, связанные с нарушением бизнеса и повседневной деятельности, ГНБ – это предпочтительный метод решения коммунальных проблем в городских районах. Производители буровых установок, а также поставщики инструмента, систем локации и бурового раствора значительно усовершенствовали технологии горизонтально-направленного бурения, которые позволяют сейчас делать более длинные, глубокие и точные проходы самых сложных грунтов с большей степенью безопасности для существующей инфраструктуры.

Установки ГНБ предлагаются с широким спектром возможностей. Нижнюю часть модельного ряда занимают компактные мини-установки с усилием прямой/ обратной тяги менее 9 т с размерами, которые обеспечивают незаметную работу в жилых кварталах. Это, например, такие буровые комплексы, как Ditch Witch JT5 и Toro DD2024. С другой стороны спектра находятся установки макси с усилием прямой/обратной тяги более 500 т, способные бурить скважины диаметром, превышающим 1500 мм, такие как American Augers DD-1100RS, Vermeer D1320 x 900, старшие модели Prime Direct и Herrenknecht (устанавливаются на специальных рамах или на гусеничном шасси). По спецификациям изготовителей, некоторые из этих крупных буровых установок могут сформировать скважину длиной более 3 км, но на практике мало кто может похвастаться переходом длиннее 1800 м. В случае, когда требуется сверх­длинная скважина, могут использоваться две установки во встречных направлениях. Таким образом, снижается вероятность неудачного бурения.

В повседневной работе большинство подрядчиков использует миди-комплексы. От 70 до 80% существующих скважин сделаны именно с помощью установок среднего класса, которые используются практически во всех отраслях, будь то строительство инженерных сетей, электроэнергетика, телекоммуникации или транспорт нефти и газа. В то время как продажи компактных и тяжелых буровых установок сильно зависят от циклических колебаний телекоммуникационных и нефтегазовых рынков, спрос на миди-установки демонстрирует больше стабильности. Большинство производителей имеют в своем ассортименте установки этого сегмента. Vermeer предлагает такие модели, как D20x22 S3, D23x30 S3, D24x40 S3, D40x55 S3, D40x55DR S3, D60x90 S3, D100x140 S3, D220x300 S3, D330x500. В линейке Ditch Witch шесть средних моделей: JT20, JT20 XP, T25, JT30 All Terrain, JT40 All Terrain, JT 60 All Terrain, JT 100 All Terrain. American Augers предлагает три модели миди: DD110, DD240, DD440.

Одна из последних разработок компании Vermeer в этом классе – установка горизонтального направленного бурения D40x55DR S3 Navigator, которую можно использовать для различных типов грунтов: от твердых, средних и мягких скальных пород до глинистых почв. Для бурения скальных пород используется технология сдвоенной буровой штанги, при которой внутренняя штанга передает вращательное движение буровой головке, а внешняя штанга задает направление и обеспечивает крутящий момент для расширителя. Такая конструкция предоставляет возможность выполнять прокладку коммуникаций в различных условиях с использованием одной и той же единицы техники. По заявлению производителя, буровые установки со сдвоенной штангой намного проще в использовании, чем другие решения, и обеспечивают бóльшую гибкость, когда в одной скважине залегают грунты различной плотности.

С применением новой сдвоенной конструкции бурильной колонны, за счет простого и быстрого внутреннего и внешнего соединения время и объем работ, необходимые для монтажа или демонтажа штанг на D40x55DR S3, сократились на 30% по сравнению с предыдущими моделями Vermeer. Полая внутренняя штанга увеличивает поток воздуха и бурового раствора к буровой головке на пилотных скважинах и к расширителю при обратном проходе. Это означает, что подрядчикам становится доступен более широкий набор оборудования, начиная от шарошечного конического долота до пневмомолота, а также появляется возможность использовать расширители большего диаметра. Vermeer D40x55DR S3 с силой прямой/ обратной тяги 18 т приводится в действие дизельным двигателем John Deere мощностью 140 л.с. Установка может нести на борту до 150 м буровых штанг. Скорость каретки на максимальных оборотах двигателя достигает 35 м/мин.

Аналогичный принцип бурения c механической передачей энергии на буровое долото используется в установках Ditch Witch All Terrain. Установки этой серии используют сдвоенные штанги, при этом наружная штанга направляет буровую колонну при бурении пилотной скважины, а внутренняя постоянно вращает долото. Наружная штанга или медленно вращается для поддержания прямолинейного движения, или остается неподвижной во время подачи для корректировки направления бурения. Внешние штанги имеют коническую резьбу для соединения, а внутренние соединяются с помощью шестигранных муфт. Расход бентонита не превышает необходимого для обычного бурения объема. Одна из новинок этой серии – это установка Ditch Witch's JT40 All Terrain со 160-сильным двигателем Cummins, которая обеспечивает крутящий момент 8184 Н.м, что на 33% выше, чем у конкурентов в аналогичном классе. Конструкция с внутренней штангой улучшает управление инструментом в условиях твердой породы.

Компания Herrenknecht поставляет установки ГНБ с усилием тяги от 60 до 600 т, в четырех стандартных конфигурациях (на раме, на трейлере, на гусеницах и в модульном исполнении) с отдельной кабиной управления оператора. Автономная гидростанция установки работает от дизельного двигателя, расположенного в отдельном контейнере, мощность которого может варьироваться в диапазоне от 330 до 1440 кВт в зависимости от требований заказчика. Для ввода в эксплуатацию установки, смонтированной на трейлере, не требуется кран. Версия на гусеничном ходу обладает значительными преимуществами в условиях бездорожья. Модульные установки могут быть разделены на две или три части для перевозки в стандартных контейнерах. В качестве опции предлагается гусеничное шасси с дистанционным управлением.

Важную роль при выполнении работ по технологии ГНБ играет высококачественный буровой инструмент. Главной новостью в этом сегменте стало приобретение компанией Sandvik ведущего поставщика инструментов для горизонтально-направленного бурения Inrock. Эта сделка будет способствовать дальнейшему расширению портфеля продуктов для ГНБ, которые предлагаются клиентам Sandvik. Особое внимание при этом компания будет уделять сегменту установок класса миди и ускорению глобального развития своего бизнеса.

Китайские бренды не остаются в стороне и уверенно догоняют лидеров. Китайские установки горизонтально-направленного бурения под маркой XCMG хорошо знакомы российским специалистам. Показатели новой серии E были значительно улучшены в отношении эргономики рабочего места, безопасности, защиты окружающей среды, информационного обеспечения, оптимизации системы управления и дизайна. Инженеры XCMG смотрят вперед и стараются уловить тенденции, которые будут на рынке через 3–5 лет. Значительные инвестиции в исследования и разработки позволяют получить качественный портфель продуктов в широком диапазоне. Комплексы серии E работают эффективнее предшественников на 20% и при этом потребляют на 10% меньше топлива. Благодаря применению автоматической системы замены буровых штанг появилась возможность сократить количество обслуживающего персонала. Отвечая на растущие требования пользователей по всему миру, компания не только постоянно расширяет модельный ряд установок ГНБ, но и добавляет специальные опции, рассчитанные на конкретных заказчиков. Например, буровые установки могут снабжаться сдвоенными буровыми штангами для твердых пород, которые подойдут для работы в ограниченном пространстве. С разбросом усилия тяги от 16 до 660 т, продукты XCMG способны удовлетворить требования практически всех потенциальных заказчиков в любых отраслях. Кроме того, в качестве основного гидронасоса может быть установлен аксиально-поршневой насос для повышения скорости вращения ведущего вала с сохранением тягового усилия. Одна из самых популярных в серии, установка XZ360E, обеспечивает крутящий момент 13 200 Н.м и максимальное тяговое усилие 37 т. Насос бурового раствора с расходом 400 л/мин создает максимальное давление 8 МПа.

Парк буровых комплексов в России на 99% состоит из импортной техники. Доля ведущих производителей Vermeer, Ditch Witch и Universe составляет более 50% рынка. Китайские бренды не остаются в стороне и уверенно догоняют лидеров. Доля импортных расходных материалов и инструмента достигает 80%. Таким образом, импортозамещение на данной отрасли пока не отразилось. Надо отметить, что объем ввоза оборудования для ГНБ с 2013 г. сократился не в разы, а в десятки раз. Но несмотря на экономические трудности, можно уверенно говорить о том, что направление ГНБ в России состоялось как самостоятельная отрасль строительного комплекса.

С формированием цивилизованного рынка ГНБ закончилась эпоха увлечения «новой темой», когда многие пробовали свои силы в этом нелегком ремесле, прикупив установку ГНБ и осваивая ее на ходу. Те, кто остался на плаву, пусть и немногочисленные, но профессионалы своего дела. Результатом деятельности ведущих игроков этого рынка за последние годы стало формирование законодательной базы, регламентирующей ценообразование и правила игры, а также подготовка высококвалифицированного кадрового потенциала. Окончательная редакция Свода правил 341.1325800.2017 «Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением» была утверждена Минстроем России и введена в действие в мае 2018 г. Этот документ востребован у проектировщиков, заказчиков и подрядчиков. Он распространяется на проектирование, производство, контроль качества и приемку работ по прокладке закрытых переходов при строительстве и реконструкции сетей водоснабжения, тепловых сетей, кабельных линий электроснабжения, связи и телекоммуникаций, сетей газораспределения, а также пересечениях коммуникациями искусственных и естественных преград.

По оценкам специалистов, наиболее перспективны в России проекты со средней и большой длиной скважин и с диаметрами выше среднего. При этом география подобных заказов смещается на север и восток страны. Кроме того, в последнее время растет интерес к добыче сверхвязкой нефти, которую нефтяные компании намерены добывать по максимуму. Один из возможных методов ее извлечения – парогравитационный дренаж (SAGD), который требует применения горизонтально-направленного бурения.

Таким образом, рынок ГНБ не стоит на месте. Дальнейшее его развитие связано с внедреним технологий ГНБ в новые виды работ, что предполагает масштабную модернизацию парка буровых комплексов, инструмента и вспомогательного оборудования.