Generator: Adobe Illustrator 19.0.0, SVG Export Plug-In . SVG Version: 6.00 Build 0)
  • rus
  • eng

Бурение методом ГНБ - технология горизонтально-направленного бурения

Время на чтение: 6 минут
676

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) – это метод закрытой прокладки труб без рытья траншей. Он позволяет сохранить целостность транспортной инфраструктуры, поэтому используется там, где участок работ пересекает автомагистраль или железная дорога. Технология ГНБ нашла широкое применение при бурении нефтяных и газовых скважин, а также в строительстве.

Особенности ГНБ

Горизонтально-направленная технология предусматривает постепенное увеличение диаметра скважины. Работы осуществляются буровой установкой, к которой прикреплена гибкая штанга. Последнюю направляют так, чтобы предотвратить контакт механизма с препятствиями, расположенными в толще грунта.

Преимущества ГНБ. Горизонтально-направленное (бестраншейное) бурение имеет ряд существенных плюсов по сравнению со стандартными открытыми способами. В первую очередь это меньшая стоимость работ по сравнению с траншейной технологией. Затраты сокращаются примерно на 10−30 %. Кроме этого, к очевидным преимуществам такого метода относятся:

  • значительное сокращение сроков бурения. При прокладке труб по такой технологии нет необходимости останавливать движение транспорта и перекрывать дороги, уменьшается объем необходимых согласований. Используются инновационные буровые комплексы высокой производительности, что также уменьшает время бурильных работ;
  • меньший ущерб окружающей среде. Прокладка скважин ведется параллельно поверхности земли, в результате чего ландшафт остается практически неизменным, а экосистема не нарушается;
  • выполнение сложных скважин. ГНБ предусматривает обход препятствий по трассе бурения. Это позволяет формировать траекторию любой конфигурации, которую допускает длина и изгиб гибких штанг.

Когда применяется метод ГНБ. Чаще всего такую технологию выбирают, если необходимо проложить трубы под транспортными магистралями. Она позволяет выполнять следующие работы:

  • разработка месторождений полезных ископаемых;
  • прокладка инженерных коммуникаций (канализации, газо- и водоснабжения);
  • проведение кабельных магистралей;
  • монтаж трубопроводов для транспортировки нефти и газа.

Таким методом технологии ГНБ осуществляется прокладка труб под парком, лесом, рекой, дорогой и в других случаях, где нетронутость ландшафта является принципиальным требованием. ГНБ не используется для прокладки скважин в скальных породах и в грунтах с большим количеством валунов.

Применение горизонтально-направленного бурения в нефтедобыче. Технология ГНБ в нефтяной и газовой промышленности применяется в следующих случаях:

  • если требуется обойти сложный участок исследуемого пласта или скальные породы;
  • чтобы направить отвод от основного ствола в сторону горизонтального нефтяного горизонта;
  • при бурении дополнительного ствола при поиске новых продуктивных пластов;
  • для увеличения производительности кустового бурения и снижения затрат;
  • для вскрытия пластов, в которых применение иной технологии невозможно (например, на дне моря).

Отличие от ГНП. Горизонтально-направленная технология предусматривает два способа разработки. Это бурение (ГНБ) и прокол (ГНП). Каждый из них имеет свои особенности.

  • Прокол эффективен на тяжелых грунтах – глинах и суглинках. Для работы не требуется бур: толща земли продавливается так, чтобы в ней было образовано отверстие требуемого диаметра. В отличие от ГНБ, для прокола, например, под дорогой, требуется разработка двух котлованов: входного и выходного. Грунт «прокалывается» строго горизонтально. Полученная скважина имеет ровные и прочные стенки. Максимальный диаметр отверстия – 50 см, длина трассы – до 50 м.
  • ГНБ (бурение). Этот метод выбирают при прокладке протяженных коммуникаций с диаметром отверстия 1 м и более. Он может проводиться на всех видах грунта. Горизонтальное бурение не требует разработки котлованов, как ГНП: оно ведется с поверхности земли. Из-за большего масштаба работ нужно больше техники. Помимо этого, понадобятся устройство дренажных систем (для снижения уровня грунтовых вод) и бетонитовый раствор.

Технология выбирается с учетом особенностей каждого конкретного случая.

Оборудование для ГНБ

Применение технологии горизонтального бурения предусматривает использование целого комплекса определенного оборудования. В его стандартный перечень входит следующее.

Установка ГНБ. Представляет собой самоходную спецтехнику на колесном или гусеничном шасси. На основной раме смонтированы рабочие элементы:

  • дизельный двигатель;
  • бур;
  • гидравлическая система.

В установке имеется место оператора с панелью управления. На раме же находится буровой лафет с тисками, каретка, посредством которой перемещаются штанги, остальные рабочие узлы. Установка выбирается под размеры скважины, требуемое тяговое усилие и крутящий момент. 

Система локации. Позволяет четко направить траекторию и обеспечить выход бура в приемном котловане. Система состоит из двух основных узлов:

  • зонд. Будучи встроен в буровую головку, он постоянно передает информацию о ее движении в грунте и параметры местоположения – угол наклона, поворота, глубину заземления и т. п.;
  • локатор. Принимает и обрабатывает полученную информацию. Полученные данные видят оба оператора – системы локации и установки ГНБ. Взаимодействие между операторами и корректировка бурения осуществляются по радиосвязи.

Система локации позволяет обойти подземные коммуникации, например, трубы канализации, кабельную трассу и другие.

Основные рабочие узлы. Обеспечивают корректное и точное бурение. К главным рабочим узлам относятся:

  • риммер (расширитель). Главная функция – расширить пилотную скважину, увеличить ее диаметр. Представляет собой металлический корпус, к которому приварены зубья с твердосплавными кромками (наплавками). Риммер может быть шнековый, винтовой, шарошечный или иной и подбирается под тип грунта, в котором бурится скважина;
  • бурильная штанга. Передает крутящий момент от установки к буру или риммеру. Надежное соединение – при помощи наружной и внутренней резьбы;
  • насосно-смесительный узел (НСУ). Готовит раствор (бетонит), подает его к форсункам буровой головки, а также очищает использованную жидкость и снова направляет ее в канал.  

Основные методы ГНБ

Различаются по двум параметрам.

По управлению. В горизонтально-направленном бурении используются два способа:

  • управляемый. Во время операции траектория прокладывается по оптимальному пути, с обходом сложных участков, благодаря чему работа ведется с высокой производительностью;
  • неуправляемый. Бурение выполняется в заданном направлении, без отклонений и обхода плотных пород. При этом скорость может существенно снизиться.

По используемым инструментам. Может вестись одним из трех способов:

  • шнековым. Применяется при небольших заглублениях и неплотных грунтах;
  • ударным. Предусматривает наличие стартового котлована как основы под бурение;
  • пилотным. Буровая головка пробуривает скважину, которая последовательно расширяется риммером и укрепляется бетонитом.

Последний вариант является наиболее востребованным.

Как проводится горизонтально-направленное бурение

Технология ГНБ предусматривает несколько этапов работ. От корректного выполнения каждого из них зависит не только точность размеров и местоположения пробуренной скважины, но и безопасность работы.

Инженерная подготовка. Оценивается проектная документация, проводится выезд на объект. Подбирается оптимальная установка ГНБ, проводятся геодезическая разбивка на местности, обустройство ограждений площадки и т. д. Проведение работ согласуется с соответствующими организациями.

Бурение пилотной скважины. Зонд устанавливается в буровую головку, которая оснащена специальной зубчатой лопаткой. Штанга забуривается в грунт по проектной траектории. Контроль ее перемещения под землей осуществляется с помощью локационной системы. После того как буровая головка дошла до точки выхода, ее заменяют расширителем.

Расширение скважины. Штанга с вращающимся расширителем движется в обратном направлении, при этом в пробуренный канал подается буровой (бетонитовый) раствор. На этом этапе происходит формирование скважины. Бетонит выполняет несколько функций:

  • выносит в приемный котлован выбуренный грунт;
  • закрепляет и поддерживает стенки скважины;
  • охлаждает рабочий инструмент.

Расширение ведется поэтапно с помощью расширителей все большего диаметра, отличающегося от предыдущего на 100−150 мм. Отработанный шлам и излишки бетонитового раствора откачиваются и вывозятся в место утилизации. После завершения бурения территория объекта убирается, а бурильная техника перевозится на другой объект или к месту базировки.

Автор: «АКРОС» «АКРОС» является группой компаний, предоставляющей высокотехнологичные сервисные услуги для нефтегазовой промышленности
Оцените материал!
 (1 голос, в среднем: 5 из 5)
* обязательные поля
Установите флажок

Основные направления деятельности

Наши заслуги

Карта


Наверх ↑