Система пилотного бурения

Cистема Pathfinder:

когда качество выходит на первый план

Интервью главного редактора журнала «РОБТ» с коммерческим директором ООО «КапСтройТраст» Л.Г. Прокубовским

Лев Григорьевич, первый во­прос очевиден: где и при каких обстоятельствах состоялся де­бют системы Pathfinder компании Barbco в России?

Первым российским предприяти­ем, пополнившим технический ар­сенал приобретением машины шнекового горизонтального бурения Barbco 60/72-1MHС в комплекте с системой пилотного бурения штанг Pathfinder PF-500, стала нижегород­ская компания ООО «Гривна». Со­ответственно, реализация первого проекта состоялась в г.Нижний Нов­город, на объекте, расположенном в одном из бурно развивающихся районов города.

Наряду с достижением основной цели – сооружением прокола с применением технологии шнекового горизонтального бурения, на объек­те проводилось обучение рабочего и инженерно-технического персона­ла компании ООО «Гривна».

С этой целью в конце лета 2011 г. прибыла представительная аме­риканская делегация во главе с ру­ководителем компании Barbco Тони Барбера.

Кстати, выполнение данного проекта с применением техноло­гии Barbco вызвало достаточно большой общественный интерес в г. Нижний Новгород и освещалось местной телекомпанией «Вести».

Несколько слов непосред­ственно о проекте.

В рамках данного проекта компании-подрядчику ООО «Грив­на» предстояло выполнить прокол под автомобильной дорогой для прокладки самотечной канализа­ции.

Футляр – трубопровод из сталь­ных труб диаметром 1220 мм про­кладывался на расстояние 60 м.

Глубина заложения трассы вы­брана с учетом установленной глу­биной промерзания грунта в данном регионе: ее значение составило по­рядка 2,2 м от верхней точки свода стального футляра.

Вмещающий грунт в основ­ном, супесь.

Когда речь заходит о прокладке футляра для самотечной канализа­ции, вопрос о необходимости стро­гого соответствия реальной трассы проходки проектным значением и соблюдения требуемого уклона вы­ходит на первое место.

Соответственно, актуальность использования системы пилотного бурения Pathfinder PF-500, стано­вится очевидной.

Предлагаю перейти к техниче­ским особенностям применяемой технологии.

Принцип работы системы Pathfinder хорошо известен. Он на­шел широкое применение в миро­вой практике шнекового бурения. При задавливании полых пилотных штанг направление бурения кон­тролируется за счет сопоставления положения компактной TV-камеры (лазерного теодолита) с положе­нием   мишени,   расположенной   в буровой головки, с дальнейшим выводом результа­тов на дисплей в режиме реального времени.

В дальнейшем, по окончании прокладки пилотных штанг, шнеко-вое бурение осуществляется по на­правлению пилотной скважины, что гарантирует требуемую точность прокладки трубопровода.

Как это выглядит в реальной жизни, непосредственно на рабочем объекте?

На подготовительной стадии ни­каких технологических изменений не требуется. Все происходит, как и в случае обычного использования шнековой машины: сооружается рабочий котлован, тщательно под­готавливается основание, монтиру­ется рельсовый путь для передви­жения машины и т.д.

Далее, впереди машины монти­руется система Pathfinder, которая выставляется в соответствии с за­данным направлением трассы, по­сле чего осуществляется пилотное бурение с использованием мас­сивных полых штанг длинной 1,5 м и внешним диаметром 115 мм. По мере задавливания в грунто­вый массив штанги наращиваются за счет традиционной конической резьбы в хвостовой части. По окончании пилотного бурения (с выходом буровой головки в при­емный котлован) система Pathfinder отсоединяется от буровой машины и демонтируется с выдачей на поверх­ность.

В рабочем котловане став проло­женных пилотных штанг соединяет­ся с буровой головой стартовой сек­ции трубы-футляра с установленной секцией шнека внутри.

По мере задавливания труб фут­ляра пилотные штанги последова­тельно демонтируются в приемном котловане и укладываются в контей­нер, который по завершении работ выдается на поверхность.

Имеются ли своего рода техни­ческие тонкости при выполнении описанного Вами процесса пилот­ного бурения с применением си­стемы Pathfinder?

Отмечу два момента, на которые следует обратить внимание при ис­пользовании системы Pathfinder:

во-первых, связь между мише­нью, находящейся в хвостовой ча­сти буровой головки, и компактной TV-камерой на корпусе системы, должна поддерживаться постоянно и беспрерывно, в равной степени, как контроль за положением самой буровой головки на мониторе. Кор­рекция направления должна про­изводиться вовремя, значительные отклонения от проектных значений трассы недопустимы!

во-вторых, конструкция узла сое­динения буровой головки стартовой секции футляра и колонны пробу­ренных пилотных штанг в рабочем котловане должна предусматривать использование вертлюга, чтобы исключить   вероятность   вращения колонны при работе шнеков и, со­ответственно, деформации стенок пилотной скважины в процессе ве­дения работ.

В каком диапазоне горно­геологических условий может применяться система Pathfinder?

С одной стороны, система Pathfinder обеспечивает бурение пилотной скважины, которая может быть пробурена одинаково успеш­но и в мягких грунтах и в прочной горной породе (скальных грунтах). Необходимо только грамотно подо­брать соответствующий буровой ин­струмент.

С другой – пробуренная пилот­ная скважина на следующем этапе используется как «направляющая» в ходе шнекового бурения и задав-ливания труб футляра.

В скальных грунтах, несмотря на наличие в арсенале компании Barbco соответствующего бурового инструмента, трудно представить возможность отклонения трубопро­вода от заданного направления в случае, когда стартовая секция тру­бы правильно выставлена по отно­шению к оси трассы и соответствую­щим образом забурена.

Нужна ли при этом пилотная скважина? Есть сомнения…

Каково назначение крана-манипулятора в конструкции си­стемы Pathfinder?

Основное назначение – пода­ча пилотных штанг в процессе их соединения в ходе бурения. Также, кран-манипулятор может быть ис­пользован при выполнении вспомо­гательных такелажных работ в со­ответствии со своими техническими характеристиками.

Какие преимущества дает при­менение системы Pathfinder? Име­ются ли другие аспекты повышения эффективности шнекового горизон­тального бурения, помимо обеспе­чения требуемой точности проклад­ки трубопроводов?

Безусловно, основное преиму­щество – возможность точной про­кладки,   и   преференции   следует

рассматривать как своего рода про­изводные такой возможности:

В первую очередь расширяет­ся область применения технологии шнекового бурения за счет реали­зации проектов, требующих мини­мальных отклонений трассы прокла­дываемых трубопроводов.

Это, в свою очередь, актуально с точки зрения инженерных условий применения данного бестраншей­ного метода, например, при работе в городских условиях с высокой насыщенностью окружающего под­земного пространства действую­щими коммуникациями.

Помимо этого, система Pathfinder позволяет гарантированно увели­чить протяженность прокладывае­мых трубопроводов при выполнении проколов с использованием труб среднего и малого диаметра, где ве­роятность отклонения от проектных значений трассы и сами масштабы отклонения являются ограничением применения шнекового бурения в обычном виде.

Весомым преимуществом приме­нения системы Pathfinder является то обстоятельство, что в ходе выпол­нения пилотного бурения осущест­вляется дополнительное детальное уточнение грунтовых условий. До начала производства основных ра­бот по прокладке футляра. Это дает вероятность принятия соответству­ющих решений в случае необходи­мости, значительно снизить риски.

Давайте вернемся к рабочему объекту в Нижнем Новгороде.

Какие технико-экономические показатели были достигнуты?

С моей стороны было бы не со­всем корректно рассуждать о достиг­нутой производительности и сроках завершения данного проекта – здесь проводилось обучение персонала и демонстрация возможностей новой техники. Отмечу лишь, что все про­шло в штатном режиме и на доста­точно высоком уровне (это мнение наших американских коллег).

На основании имеющегося опыта могу сказать, что на выполнение по добных проектов в среднем уходит одна неделя, начиная от доставки материалов и оборудования, и за­канчивая сдачей объекта заказчи­ку.

Непосредственно процесс про­кладки футляра (включая бурение пилотной скважины) занимает око­ло трех рабочих дней.

С учетом того обстоятельства, что система Pathfinger является дополнительной опцией (устрой­ством) в цепочке применяемого на практике оборудования, можно говорить о необходимости при­влечения дополнительных трудо­затрат на её монтаж? Не требует­ся ли увеличение длины рабочего котлована?

Трудозатраты на монтаж мини­мальны: спуск в котлован, стыковка с бурошнековой машиной, подклю­чение к источникам питания.

Увеличения длины котлована также не требуется, ввиду того, что система Pathfinger условно за­нимает место продавливаемого на следующем этапе отрезка стальной трубы.

На машине Barbco 60/72-1МНС, представляющей модельный ряд американского производителя, несложно заметить аббревиатуру r.t.S. на одном из конструктив­ных узлов. Что зашифровано в этом названии?

R.T.S. – Rapid Travel Sestem – система, обеспечивающая опе­ративное возвращение машины в исходное положение для монтажа следующей секции по мере задав-ливания предыдущей.

В отличие от других производите­лей, компания Barbco не использует реечный механизм обратного хода машины, требующий постоянно­го «ухода» – очистки от попадания разработанного грунта на рельсо­вые пути в процессе его транспор­тировки Система R.T.S. представляется более надежным конструктивным решением.

И последний вопрос: за счёт каких мощностей осуществляется питание электрических и гидравли­ческих узлов системы Pathfinder?

Гидравлическая и электрическая схемы системы Pathfinder предусма­тривают питание от буровой маши­ны посредством шлангов высокого давления и кабелей, подключаемых к быстроразъемным соединениям на специальной панели.

А как быть в ситуации, когда машина в силу различных причин не оборудована панелью питания, а обстоятельства требуют приме­нения системы Pathfinder?

Провести требуемое «переосна­щение» буровой машины в таких случаях возможно. Оно не потребу­ет много сил и времени, хотя опре­деленные финансовые затраты при этом неизбежны.