Кто изобрел горизонтальное бурение

Технология горизонтального бурения является прогрессивной методикой бестраншейного проделывания скважин под искусственными и природными объектами. Благодаря современным технике и оборудованию монтажники получили возможность прокладывать трубопроводы под зданиями и сооружениями, железными и автомобильными дорогами, реками и озерами, болотистыми и заповедными зонами, не нарушая поверхностную инфраструктуру. У строителей часто возникает вопрос: кто изобрел горизонтальное бурение, кому нужно отдать дань уважения за столь полезную и продуктивную технологию?

История ГНБ

Согласно историческим документам, ГНБ изобретено в конце 15 века великим инженером и художником Леонардо да Винчи. Он придумал приспособление, с помощью которого можно было делать скважины в земле под любым углом, в том числе и горизонтально. За свою жизнь великий гений построил 10 буровых установок, которые стали прототипами для создания сначала ручной, а затем и первой полностью автоматической установки.

На протяжении дальнейшей истории технология горизонтального направленного бурения постоянно совершенствовалась, но не была массовой из-за недостаточно развитой промышленной базы. Прорыв наступил в 1971 году во время прокладки трубопровода в Калифорнии (США). Возникла необходимость его проведения через реку Педжеро, ширина которой в узком месте составляла около 200 м.

Данное мероприятие было поручено американскому промышленнику Мартину Черрингтону, который блестяще справился с поставленной задачей. Под рекой была пробурена скважина длиной 231 м и диаметром 115 мм.

В дальнейшем на фоне движения по облагораживанию инфраструктуры населенных пунктов, данная технология становилась все более популярной. Она применялась для прокладки газовых труб, водопроводов, электрических и телефонных кабелей без рытья канав и последующих восстановительных работ. Сегодня метод ГНБ используется во всех отраслях промышленности при обустройстве подземных магистралей местного и государственного значения.

Технология бестраншейного строительства подземных коммуникаций

Процедура строительства коммуникаций под дорогами методом бурения состоит из этапов, каждый из которых имеет большое значение для достижения качественного конечного результата.

Последовательность бестраншейной прокладки водопровода следующая:

  1. Подготовительный этап. Проводится изучение состава грунта, наличия под землей естественных препятствий. Изучается схема прохождения ранее проложенных коммуникаций. Составляются проект и график проведения работ. Осуществляется получение разрешительных документов для пользования землей.
  2. Бурение пилотной скважины. Задачей данного процесса является изготовления канала заданной траектории, по которому будет вестись дальнейшее бурение. Для достижения нужного результата первой проходки используется навигационное оборудование, позволяющее определять местонахождение буровой головки в массиве грунта. Обход препятствий осуществляется путем дистанционного управления колонной с помощью ее изгиба в месте входа. В скважину подается буровой раствор, предотвращающий обрушение ее стенок. Результатом бурения является выход головки в расчетной точке.
  3. Расширение скважины. Применяются вращающиеся насадки, которые меняются после каждого прохода по каналу. Диаметр скважины постепенно увеличивается, пока не превысит на 25% сечение трубопровода.
  4. Протягивание труб. С помощью захватного устройства магистраль затягивается в скважину. Прикрепление новых секций путем сварки производится по мере погружения трубопровода в пробуренный канал.

На заключительном этапе проводится демонтаж оборудования, засыпка котлована, придание местности первозданного вида. Затем объект передается заказчику.

Установки ГНБ

Для проделывания горизонтальных и криволинейных скважин применяются буровые установки российского и иностранного производства. Техника прокладывает трубопроводы во всех типах грунта в любое время года, независимо от погодных условий.

Оборудование направленного бурения ГНБ подразделяется на такие категории:

  1. Легкие. Базируются на гусеничном или колесном шасси. Предназначены для изготовления каналов диаметром до 100 мм и протяженностью до 50 м.
  2. Средние. Устанавливаются на гусеничное шасси, общий вес установок достигает 25 т. Используются для проделывания скважин диаметром до 200 мм и длиной до 100 м.
  3. Крупные. Представляют собой стационарные сооружения. При весе до 60 т способны проделывать скважины с сечением до 50 см и протяженностью до 200 м.
  4. Сверхкрупные. Оборудование модульного типа общим весом до 2000 т. Предназначены для прокладки магистральных трубопроводов. Установки способны делать скважины диаметром до 150 см и длиной 1000-1200 м.

Общее устройство буровых установок такое:

  1. База. Состоит из лафета, вращательного механизма, секций, муфты и пульта управления.
  2. Генератор. В зависимости от размера оборудования развивает мощность до 100 кВт.
  3. Режущий инструмент. Включает насадки различного размера и конфигурации, головки и расширители.
  4. Насосное оборудование. Предназначено для промывки колонны и закачки в трубы буровой жидкости.
  5. Система локации. Предназначена для управления движением колонны в нужном направлении.

В процессе изготовления скважин используются специальные смазки и растворы.

Система локации в ГНБ как инструмент управления

Метод ГНБ позволяет прокладывать подземные инженерные коммуникации с высокой точностью и скоростью. В буровой головке установлен зонд, который по оптическому кабелю, длина которого может составлять до 1500 м, передает информацию на пульт синхронизации о своем местоположении. В нужный момент оператор изменяет угол скоса головки, после чего колонна изменяет направление, обходя естественные или искусственные препятствия.

Буровые растворы при горизонтально направленном бурении

В процессе бестраншейного строительства для обеспечения бесперебойной работы установки ГНБ используются специальные жидкости. Буровой раствор изготавливается из глины, которая при контакте с водой набухает и застывает, образуя твердую корку. Бентонит предназначен для охлаждения буровой головки и укрепления стенок траншеи.