Способ наклонно-направленного бурения

Метод направленного бурения разработан и впервые внедрен в 1971 г. в США корпорацией «Cherrington» под р.Педжейро в Калифорнии. Был проложен трубопровод диаметром 115,3 мм протяженностью 231,6 м. В дальнейшем началось широкое внедрение его в практику. К 1992 г. диаметр трубопровода, уложенного методом направленного бурения, увеличился до 1200 мм, максимальная длина перехода превысила 2 км, а суммарная протяженность превысила 800 км. В последнее время отмечается настоящий бум в развитии и внедрении новой технологии строительства. В 1990 г. в одну скважину впервые поместили пучок из трех труб. С каждым годом все более совершенными становятся технология строительства и технические средства, с помощью которых реализуется эта технология. Расширяется круг стран и фирм, успешно реализующих её. При этом трубопроводы прокладывались через крупнейшие реки мира. Только через р.Миссисипи методом направленного бурения проложено около 150 переходов.

В нашей стране интерес к способу направленного бурения появился в 80-е годы, а в начале 90-х гг. была начата и реализована программа по созданию отечественной буровой установки. Три российских фирмы («Подводбур», «СКМ-Гейзер» и «Магистраль») сооружают переходы малых диаметром – до 700 мм установками отечественного производства.

Помимо использования отечественных разработок отечественные предприятия вступают в кооперацию с зарубежными компаниями, опираясь на их опыт и оснащение. Например, солидный опыт строительства имеет российско-германская фирма «ВИС и МОС», построившая ряд переходов различных назначений и диаметров. В 1996 г. ею было впервые успешно осуществлено строительство перехода диаметром 1420 мм через Волго-Донской канал.

Схема 14.9

Схема 14.10

Строительство переходов трубопроводов способом ННБ выполняется по различным технологическим схемам. Наиболее распространенной является технологическая схема, включающая бурение пионерной скважины, ее расширение до необходимого размера и протаскивание в расширенную скважину рабочего трубопровода, смонтированного на берегу.

Величина расширения пионерной скважины зависит от диаметра рабочего трубопровода и грунтовых условий. Площадь поперечного сечения скважины должна не менее чем на 25% превышать диаметр протаскиваемого трубопровода.

Проходка скважины с одновременным протаскиванием трубопровода может производиться при его небольшом диаметра (200-300 мм). При прокладке трубопроводов больших диаметров производится многократное расширение скважины, для чего, в зависимости от грунтовых условий, используются различные конструкции расширителей. Расширение ствола скважины проводится поэтапно с нарастающим увеличением диаметра расширителей.

Рабочий трубопровод должен непрерывно протаскивается в скважину, полностью заполненную буровым раствором, при постоянном вращении буровой колонны и расширителя.

Этот процесс прерывается только на время приварки очередной плети рабочего трубопровода, контроля и изоляции стыка.

При наклонно-направленном бурении (ННБ) перспективным считается изготовление буровых установок в модульном исполнении (Германия, фирма «Herrenknecht AG»).

Каждый модуль помещается в 20-футовый контейнер, что обеспечивает удобную перевозку. Система монтируется без использования мобильных кранов.

Схема 14.11

Стоимость прокладки трубопроводов методом ННБ

Для конкретного перехода такие показатели как длина перехода, диаметр трубопровода, грунт – всегда определяют его стоимость. По данным, полученным от американских специалистов, следует, что бурение и прокладка трубы через большую реку (800-1800 м) составляют от 300 до 3500$ за погонный метр, а через среднюю и малую (200-850 м) – от 150 до 2000$. При этом стоимость погонного метра растет с увеличением диаметра трубы (рассматривались диаметры от 200 до 1200 мм), зависит от типа грунта (для песков и глин она меньше, чем для гальки и скалы) и не зависит от ширины реки. Стоимость самой трубы, включая ее изоляцию, в расчет не принимался [50].

В целом в США стоимость прокладки труб методом ННБ через большие реки значительно меньше, чем траншейным способом. Наоборот, для средних и малых рек затраты на бурение соизмеримы или выше затрат на прокладку труб в траншее.

В 1995 г. АОЗТ «ПИРС» (г. Омск) по заказу ОАО «АК «Транснефть» выполнил сравнительный экономический расчет разных методов прохождения реки (на примере р. Оби у Локосова) магистральными трубопроводами: траншейного, наклонного бурения и шахтного. Соотношение в ценах составили соответственно 1:0.8:1,2.

По сведениям СП «ВИС и МОС» проект прокладки трубопровода через реки, разработанный для способа ННБ, стоит в 1,3 раза дешевле, чем для траншейного способа (расчет «Гипроспецгаз», С.-Петербург).

Схема 14.12