XCMG

О ГНБ – подробно

Мнения специалистов о достоинствах технологии ГНБ и не только

Статистика свидетельствует: рынок оборудования для горизонтально-направленного бурения (ГНБ) в нашей стране растет и развивается, эту технику применяют в разных отраслях экономики и всё шире. Рост популярности ГНБ объясняется целым рядом достоинств этой технологии. О преимуществах, а также о случаях, когда применение этой технологии не является оптимальным, мы побеседовали со многими отечественными специалистами в данной отрасли, а также почитали, что пишут по названному вопросу иностранные эксперты.

Кроме строительной и коммунальной отраслей, востребованность метода ГНБ увеличивается также в связи с глобальным спросом на подключение к интернету и с развитием отрасли добычи нефти и газа.

Напомним, что нормативные требования, относящиеся к ГНБ, изложены в СП 341.1325800.2017 «Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением» (действует с изменениями от 2021 г.).

XCMG

ГНБ – экономичный метод

Специалисты отмечают: благодаря прокладке коммуникаций под землей методом горизонтально-направленного бурения отпадает необходимость копания траншей, т.е. существенно уменьшаются объемы земляных работ и тем самым сокращаются трудозатраты, ведь для прокладки коммуникаций траншейным способом требуется тяжелая землеройная техника в определенном количестве и довольно много рабочей силы, а для ГНБ достаточно одной буровой установки и двух небольших бригад рабочих.

Некоторые из наших собеседников отмечали, что использование технологии ГНБ исключает необходимость устройства водопонижения при высоком уровне грунтовых вод.

Называют даже цифры: за счет отсутствия операций по предварительной подготовке траншей (и значительных затрат времени на это) по уровню расходов и потребности в финансировании прокладка инженерных сетей методом ГНБ обходится приблизительно на 20–30% дешевле в сравнении с традиционным траншейным методом. К тому же при ГНБ исключаются риски аварий при рытье траншей.

XCMG
Государственная китайская компания XCMG выпускает широкую линейку установок горизонтально-направленного бурения XZ на своей новой производственной площадке в г. Сюйчжоу провинции Шаньдун, введенной в эксплуатацию в 2023 г. Серия XZ включает 24 базовые модели массой от 5 до 135 т, развивающих усилие от 130 до 13600 кН. Причем показатели установок новой серии E значительно улучшены в отношении эргономики рабочего места, безопасности и защиты окружающей среды.

Все установки серии XZ отличаются сниженной массой, компактными размерами и высокой производительностью. Современные интеллектуальные системы управления обеспечивают мониторинг всего рабочего процесса, защиту машины от перегрузок и возможность настройки оператором рабочих параметров с высокой точностью. Установки оснащают двигателями мощностью от 81 до 459 кВт китайского производства, а также краноманипуляторными установками собственного производства XCMG.

Операции управляются джойстиком с рабочего места, многие функции автоматизированы. Компактные модели XZ120E-XZ150E с тяговым усилием 130 и 165 кН оснащены открытым рабочим местом, на более крупных моделях устанавливают кабину с остеклением, обеспечивающим хороший обзор рабочей зоны, а также удобный, безопасный вход. В стандартную комплектацию также входит дистанционное управление.

Благодаря мощному двигателю и гидроприводу, а также пропорциональному электрогидравлическому управлению оборудование эффективно в сложных грунтовых условиях. Техника выполняет горизонтальное бурение с максимальным расширением до 1,3 м на расстояние до километра.

Возможна поставка установок ГНБ в различных конфигурациях, например, с автоматическим/ полуавтоматическим загрузчиком штанг с интеллектуальным управлением. Установки ГНБ XCMG адаптированы для работы в условиях российского климата.

На российский рынок ГНБ XCMG поставляет официальный дистрибьютор компания «СюйГун Ру», которая также обеспечивает заказчиков сервисом и запасными частями через дилерскую и сервисную сеть по всей территории РФ.

XCMG

Минимальное воздействие на наземную инфраструктуру. При применении технологий ГНБ в дорожном строительстве оказывается минимальное воздействие на наземную инфраструктуру (дороги, тротуары, ландшафтный дизайн и т.д.). Исключаются нарушения в движении транспорта и уменьшаются неудобства для населения. Соответственно сокращается необходимость согласования с надзорными органами и эксплуатирующими эту инфраструктуру субъектами.

Также снижается потребность в восстановлении упомянутых элементов инфраструктуры (ремонт дорожных покрытий и обустройство территории) после завершения буровых работ, а это экономия средств. Прочность грунта при ГНБ не нарушается, это позволяет избежать его проседания в процессе эксплуатации дорог, что является распространенной проблемой при рытье траншей.

Кстати, благодаря отсутствию проседания грунта при ГНБ исключается появление точечных нагрузок в проложенном трубопроводе. Такой трубопровод способен выдерживать большее давление и при прочих равных условиях будет служить дольше проложенного в траншее.

Эксперты утверждают, что и сроки выполнения работ при использовании ГНБ короче в 2–3 раза по сравнению с траншейным способом прокладки (это также отражается в уменьшении производственных затрат).

«Святовит»

СП «Святовит» ООО (г. Минск, Беларусь) производит две модели установок направленного бурения УНБ1550 на гусеничном ходу с гидроприводом и стационарную УНБ8000. Параметры машин: работают при любых погодных условиях, тяговое усилие от 8,2 и до 18,3 т; максимальный крутящий момент вращения буровых штанг 3000 Н.м; масса (полная) 11 и 15,2 т; двигатели мощностью до 60,7 и 136 л.с.; диаметр тела штанги от 55 до 58 мм; длина штанги с резьбовым соединением от 1565 до 3115 мм. Установки способны прокладывать коммуникации диаметром до 350 и 630 мм, длиной 150 и 400 м. Максимальный диаметр расширения – 720 мм; радиус изгиба буровых штанг – 32 м, максимальная глубина прокладки до 25 м.

Установки оснащаются системой позиционирования буровой головки (локационной системой). Подача штанг автоматизирована. Виброзащищенная и шумоизолированная комфортная кабина для улучшения обзора с места оператора может поворачиваться относительно продольной оси установки на угол до 40°, ходовая часть оснащена резиновыми гусеницами.

«Святовит»

Повышение рентабельности нефтегазодобычи. Эксперты нефтегазовой отрасли утверждают, что технология ГНБ дает возможность объединения большего количества устьев скважин в одном месте на поверхности на общей площадке сравнительно небольших размеров, что позволяет сократить количество перемещений буровой установки, уменьшить нарушение верхнего слоя почвы или покрытия площадки, а также упростить и удешевить обустройство скважин и добычу полезных ископаемых.

Например, на нефтяной платформе или морском основании каркасной конструкции можно объединить 40 или более скважин. Скважины будут расходиться веером от платформы к расположенному ниже месторождению/ месторождениям. Эта концепция применяется и к наземным скважинам, позволяя с одной площадки достигать нескольких месторождений или пластов, снижая производственные затраты.

Использование технологий ГНБ может обеспечить повышение начального уровня добычи нефти и газа из скважины и увеличение срока ее службы, т.е. повышение ее экономической отдачи. Так, ГНБ может обеспечить бурение в пласт, где доступ по вертикали затруднен или невозможен, т.е. доступ к запасам нефти, которые труднодоступны при использовании обычных методов вертикального бурения, например, если месторождение под городом, под озером или под труднопроходимым пластом. Горизонтальная ориентация ствола скважины через пласты может обеспечить лучший дренаж нефти: из одной скважины может быть извлечено больше нефти, коэффициент извлечения повысится до максимума.

 

В завершение этого раздела повторим замечания наших собеседников: все указанные преимущества технологии ГНБ относятся к определенным условиям, о которых мы еще скажем далее.

Sany Heavy Industry

Глобальная китайская компания Sany Heavy Industry Co., Ltd среди огромного ассортимента специальной техники производит и линейку машин ГНБ серии SD на гусеничном ходу из более чем семи моделей с тяговым усилием от 180 до 2000 кН, массой от 7,2 до 54 т, с двигателями мощностью от 125 до 2х325 л.с. и максимальным выходным крутящим моментом: от 7,1 до 80,0 кН.м, внешний диаметр буровой трубы – от 60 до 203 мм.

Имеется комфортная шумо­изолированная кабина. Параметры всей установки контролируются интеллектуальной системой управления, которая перераспределяет энергию силового агрегата по системам в зависимости от потребности. Скорость вращения бура изменяется автоматически в зависимости от характеристик грунта. Машины комплектуются гусеничными шасси Caterpillar, гусеницы при работе раздвигают для увеличения устойчивости установки. Гидросистема оснащается независимой системой охлаждения масла, компонентами от Bosch Rexroth и рукавами высокого давления Parker. Установки больших типоразмеров могут опционно оснащаться погрузочным краном.

Sany Heavy Industry

ГНБ – универсальный метод

Благодаря значительным усовершенствованиям этой технологии, произведенным в последние годы, ГНБ позволяет прокладывать коммуникации в труднодоступных местах, там, где это невозможно (либо очень затратно и связано со сложными согласованиями), сделать открытым способом с применением тяжелой землеройной техники: под автомобильными и железными дорогами, водоемами, природоохранными зонами, историческими памятниками, вблизи расположения высоковольтных ЛЭП, нефте- и газопроводов, в районах жилой или промышленной плотной застройки и т.п.

Как выразился один из наших собеседников-экспертов: «ГНБ – универсальная технология. Почти не существует условий, при которых нельзя было бы ее использовать».

Не зависит от погодных условий. Все специалисты сходятся во мнении, что бурение методом ГНБ возможно практически в любых грунтах и в любой сезон вне зависимости от погодных условий. Достаточно защитить навесами от снега и дождя входной приямок, стартовый (рабочий) и приемный котлованы.

MDRILLING
Установки ГНБ марки MDRILLING производятся в Китае на современном заводе, отвечающем всем мировым стандартам ISO 9000, с 2008 г. Начиная с 2011 г. продукция MDRILLING поставляется на российский рынок, где она нашла огромный спрос благодаря развитию бестраншейных технологий в строительстве. Так, например, самую мощную установку с тяговым усилием на 1360 т применяли на строительстве газопровода «Сила Сибири». В Россию MDRILLING поставляет компания-дистрибьютор ООО «МегаТранс» (г. Самара), которая обеспечивает полный спектр услуг, включая продажу, ремонт и поставку запасных частей. На складе в Самаре постоянно поддерживается наличие установок ГНБ, запчастей и бурового инструмента. Техподдержка в других регионах поддерживается благодаря развитой сети сервис-партнеров.

Завод производит более 20 базовых моделей массой от 5 до 135 т, развивающих усилие от 130 до 13600 кН. Установки оснащают оригинальными двигателями Cummins и VOLVO. Сочетание с гидравлическими агрегатами DANFOSS, LINDE, Eaton, INI, Permco и качественная сборка обеспечивают высокую надежность.

MDRILLING

Процесс бурения производится под наклоном от 10 до 22° с использованием штанг диаметром от 52 до 219 мм. Буровые штанги подаются в рабочую зону с помощью автоматической подачи из кассеты или краноманипуляторной установкой. Заниженный буровой лафет и крутой угол его наклона обеспечивает компактность забуривания, что делает MDRILLING удобной в условиях городской застройки. Ряд операций и функций автоматизированы.

Почти все модели оборудованы комфортными кабинами с климатической установкой и монитором, на котором отображаются основные параметры работы установки. Силовая головка управляется одним или двумя джойстиками. Все установки адаптированы для условий эксплуатации в России. Также доступны различные опции под индивидуальные требования заказчика.

MDRILLING

ГНБ – инновационный метод

Шина CAN. Внедрение в конструкцию установок ГНБ последнего десятилетия шины CAN обеспечивает обмен данными компонентов и систем буровой машины между собой и с главным электронным блоком управления с обратной связью. Такая организация управления упрощает обучение операторов приемам управления машиной с помощью джойстиков, сокращает нагрузку на оператора и снижает его утомляемость, повышает производительность труда. Кроме того, повышается удобство обслуживания буровой установки и обеспечиваются возможности расширения его функционала, внедрения автоматических операций и телематических систем. Например, в большинстве современных установок ГНБ обеспечена полуавтоматическая загрузка буровых штанг, что устраняет необходимость в ручной работе. А телематический сбор данных имеет решающее значение для своевременного и качественного технического обслуживания, обеспечивает владельцев информацией о производительности их буровых установок.

Еще одним преимуществом внедрения шины CAN является сокращение объема электропроводки в установке. Напомним, что при традиционном устройстве управления к каждому управляющему переключателю подключаются нескольких проводов. Такое количество проводов, конечно, усложняет поиск неисправностей в проводке. В некоторых современных моделях с шиной CAN уменьшение объема проводки составляет до 30% по сравнению с традиционной электросхемой.

MDRILLING

Габариты, мощность и возможности. Специалисты утверждают, что в последние годы возможности современных установок ГНБ возросли, а их габариты остались прежними. Также осталась практически неизменной и мощность двигателей современных компактных установок ГНБ по сравнению с их предшественниками, что помогает разработчикам контролировать расход топлива машин без ущерба для производительности.

Также в современных моделях установок ГНБ используются передовые технологии, включая системы локации, инструменты точного управления направлением бурения и скважинные датчики (зонды), для точной навигации (трекинга) по сложным геологическим формациям. Трекинг обеспечивает точные траектории бурения скважин, помогает избежать перегрева, поломок и отклонения от заданной траектории бурового оборудования.

Двухштанговые уста­новки. Весьма интересна конструкция двухштанговых установок, предназначенных для работы со скальными породами. С появлением данного метода ГНБ удалось решить проблему бурения в экстремальных условиях. Механическая система состоит из внутренней и внешней штанг. На внутреннюю воздействует рабочий молот, дробящий породу. Внешняя служит защитным кожухом и направляющей для бурового инструмента, разрабатывающего пилотный канал. Через внешнюю штангу также передается крутящий момент расширителю при разбуривании скважины. Двойные штанги эффективно и с хорошей экономичностью бурят каменистые породы. Правда, цена у таких установок выше, чем у обычных, с одинарными штангами.

Установки ГНБ с двойными штангами могут эксплуатироваться на грунтах всех типов – прочных, рыхлых, глинистых, с включениями гальки и щебня. Такая особенность техники позволяет вести бурение в местах с разноструктурной почвой, не меняя при этом оборудования, как при других методах. Кроме того, они позволяют пользователям работать в стесненных условиях, не прибегая к буровым головкам бòльших диаметров, что позволяет разместить установку на рабочей площадке небольшой площади.

Разнообразие инструментов. В современных установках ГНБ используется большое количество разнообразных сменных буровых насадок, поскольку в отрасли появились компетенции и опыт бурения в различных грунтовых условиях.

С помощью гидромониторных долот прокладываются пилотные скважины. В мягких и рыхлых грунтах используются долота с промывочными насадками. Шарошечные долота с гидромониторными насадками используются в грунтах средней плотности и твердости, а при бурении в твердых породах применяют твердосплавный буровой инструмент.

Для расширения скважин в мягких грунтах применяются расширители цилиндрического типа с насадками. Для более твердых грунтов разработаны однозубые фрезы-расширители, а также расширители с так называемыми летучими резцами. Раздвижные буровые расширители с режущей частью из твердосплавных шарошек, смонтированные на центральной бурильной трубе, используются в скальных породах и других твердых формациях грунта.

Также в последние годы на рынке появилось несколько быстродействующих систем присоединения вышеперечисленного бурового инструмента. Операторы просто совмещают геометрические элементы деталей друг с другом и фиксируют штифтом или болтом.

«Экопром»
ООО НПЦ «Экопром» (г. Истра, Московская обл.) разрабатывает и производит оборудование для ГНБ и прокола: линейку установок горизонтально-направленного бурения и прокола серии УНБ из шести моделей, стационарных, на гусеничном и колесном ходу, развивающих тяговое усилие от 30 до 1000 кН; массой от 112 кг до 1,5 т; способных прокладывать трубы диаметром от 63 до 500 мм на расстояние до 300 м как в неуправляемом, так и в управляемом режимах с использованием навигационного оборудования, а также санации (разрушения) старых трубопроводов с одновременным затягиванием новых.

Установки УНБ имеют универсальное назначение и возможности в отличие от узкоспециализированной продукции других брендов. Бурение производится как с поверхности земли, так и с приямка, и как наклонное, так и вертикальное. Машины УНБ имеют блочную разборную конструкцию. Буровые станки могут быть выполнены в виде легкого прицепа, имеющего регистрационные знаки и допущенного к транспортировке по дорогам общего пользования.

 

«Экопром»

ГНБ – экологичный метод

Значительный прогресс достигнут в улучшении механических характеристик современных установок ГНБ. Производители уделяют приоритетное внимание снижению уровня шума в связи с широким использованием буровых установок ГНБ в районах жилой и коммерческой застройки. В результате уменьшается количество жалоб от людей, проживающих или работающих поблизости от места проведения буровых работ.

Одна установка ГНБ позволяет получить доступ к нескольким нефтегазоносным пластам/ месторождениям из одного места. Для работы установки ГНБ требуется меньше площади по сравнению с традиционными установками вертикального бурения, что снижает потребность в обширной наземной инфраструктуре и подъездных путях, сводит к минимуму ущерб окружающей среде и землепользованию.

При прокладке коммуникаций методом ГНБ под водоемами не происходит отложение ила на поверхности дна, не размывается береговая зона и не нарушается экологический баланс.

 

Техники или процессов, одинаково высокоэффективных всегда и везде, человечество пока не создало. Поэтому во второй части статьи мы расскажем, что говорят наши эксперты о ситуациях, когда горизонтально-направленное бурение не является самым оптимальным из возможных методов.