Технологии

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.