Оборудование для бестраншейной прокладки труб: виды и особенности выбора

Технология применяется при строительстве и реконструкции водопроводов, канализации, газовых сетей, электрических и телекоммуникационных коммуникаций, в том числе на участках под автомобильными дорогами, железнодорожными путями и другими объектами инфраструктуры.

Для выполнения таких работ используется специализированное оборудование для бестраншейной прокладки труб. Его состав зависит от выбранной технологии, диаметра и длины перехода, характеристик грунта, глубины прокладки и особенностей конкретного объекта.

Одним из наиболее универсальных способов является горизонтально-направленное бурение (ГНБ). В этом случае основным элементом комплекса становится установка ГНБ, которая работает совместно с локационной системой, буровым инструментом, буровыми штангами и оборудованием для приготовления и подачи бурового раствора.

Что такое бестраншейная прокладка труб

Бестраншейная прокладка — это способ строительства или замены подземных коммуникаций, при котором поверхность земли не вскрывается по всей длине будущего трубопровода.

Вместо разработки траншеи создается подземная скважина или используется существующий подземный канал. После подготовки трассы в него прокладывается новая труба либо протягивается футляр с коммуникациями.

В зависимости от условий объекта могут использоваться разные методы:

• горизонтально-направленное бурение;
• прокол грунта;
• продавливание труб;
• микротоннелирование;
• разрушение и замена существующего трубопровода;
• санация действующих коммуникаций.

Для каждой технологии требуется свое оборудование. Поэтому перед покупкой техники важно определить не только назначение работ, но и конкретный способ строительства.

Какое оборудование используется для бестраншейной прокладки труб

Для ГНБ применяется комплекс оборудования, который обеспечивает выполнение всех основных операций — от пилотного бурения до расширения скважины и протягивания трубопровода.

Основные элементы комплекса:

1. установка ГНБ;
2. локационная система;
3. буровые штанги;
4. буровые головки;
5. расширители;
6. система приготовления и подачи бурового раствора;
7. буровой инструмент и оснастка;
8. запасные части и комплектующие.

Рассмотрим назначение каждого элемента подробнее.

Установка ГНБ

Установка горизонтально-направленного бурения — основной элемент оборудования для бестраншейной прокладки труб методом ГНБ.

Машина создает необходимое усилие подачи и тяги, вращает буровую колонну и обеспечивает перемещение бурового инструмента в грунте.

При выборе установки необходимо учитывать несколько ключевых характеристик:

• тяговое усилие;
• усилие подачи;
• крутящий момент;
• мощность двигателя;
• скорость вращения;
• параметры буровых штанг;
• максимальный диаметр расширения;
• конструктивные особенности установки.

Чем сложнее и масштабнее объект, тем выше требования к производительности оборудования.

Для небольших коммуникаций могут использоваться компактные установки ГНБ. Для прокладки труб большого диаметра и выполнения длинных переходов применяются более мощные машины.

В линейке MDRILLING, представленной в каталоге МегаТранс, есть установки разных классов — от компактных моделей до тяжелых машин для крупных проектов.

Локационная система для ГНБ

При бестраншейной прокладке труб важно не только пробурить скважину, но и точно выдержать заданное направление.

Для контроля положения буровой головки используется локационная система.

Она позволяет оператору получать данные о расположении инструмента под землей и своевременно корректировать траекторию бурения.

Особенно важна точность при прокладке коммуникаций:

• под автомобильными дорогами;
• под железнодорожными путями;
• в городской застройке;
• рядом с существующими инженерными сетями;
• на большой глубине;
• при сложной пространственной траектории.

В зависимости от оборудования и поставленной задачи применяются различные системы локации. В ассортименте МегаТранс представлены решения SENSE, ERA и MAG (Underground Magnetics).

Буровые штанги

Буровые штанги соединяют буровую установку с рабочим инструментом.

Они передают:

• тяговое усилие;
• усилие подачи;
• вращательный момент;
• буровой раствор к рабочей зоне при соответствующей конструкции системы.

Длина перехода напрямую влияет на количество необходимых штанг.

При выборе штанг важно учитывать их диаметр, длину, соединение и совместимость с конкретной установкой ГНБ. Использование неподходящей оснастки может снизить эффективность бурения и увеличить нагрузку на оборудование.

Буровые головки

Пилотная скважина формируется с помощью буровой головки. Она разрушает грунт и позволяет двигаться по заданной траектории.

Тип буровой головки подбирается с учетом:

• состава грунта;
• его плотности;
• наличия твердых включений;
• требуемого диаметра пилотной скважины;
• параметров буровой установки.

Для мягких и связных грунтов и для более твердых пород могут применяться разные варианты бурового инструмента.

Именно поэтому при комплектации оборудования необходимо учитывать не только характеристики самой установки, но и геологические условия на объекте.

Расширители

После выполнения пилотного бурения диаметр созданного канала может быть недостаточным для размещения трубопровода.

В этом случае выполняется расширение скважины.

Для этого применяются специальные расширители. Их конструкция и размер выбираются в зависимости от типа грунта и требуемого диаметра готового канала.

На крупных объектах расширение может выполняться в несколько проходов с использованием инструмента разного диаметра.

Оборудование для приготовления бурового раствора

При ГНБ большое значение имеет буровой раствор.

Он используется для:

• разрушения и выноса грунта;
• стабилизации стенок скважины;
• уменьшения трения;
• охлаждения и очистки рабочего инструмента;
• облегчения процесса протягивания трубы.

Для приготовления и подачи раствора используются смесительные установки, насосное оборудование и дополнительные системы подготовки бурового раствора.

Правильно подобранное оборудование позволяет обеспечить стабильную подачу раствора на протяжении всего процесса бурения.

Как проходит бестраншейная прокладка труб методом ГНБ

Технологический процесс обычно состоит из нескольких этапов.

1. Подготовка участка

На объекте определяют точки входа и выхода, рабочую зону для размещения установки и вспомогательного оборудования.

Также учитываются существующие коммуникации и проектная глубина прокладки.

2. Пилотное бурение

Буровая головка формирует первоначальную скважину по заданной траектории.

Положение инструмента контролируется с помощью локационной системы.

3. Расширение скважины

После прохождения пилотной трассы диаметр канала увеличивают до значения, необходимого для размещения трубопровода.

Количество проходов зависит от диаметра трубы, грунта и применяемой технологии.

4. Протягивание трубы

После подготовки скважины к буровой колонне подключается трубопровод или специальная оснастка для его протягивания.

Установка ГНБ создает необходимое тяговое усилие и перемещает трубу по подготовленному каналу.

5. Завершение работ

После выхода трубопровода на проектную отметку выполняется отключение оборудования, демонтаж технологической оснастки и восстановление рабочей зоны.

От чего зависит выбор оборудования

Не существует одной установки, одинаково эффективной для всех объектов. Оборудование для бестраншейной прокладки труб необходимо подбирать с учетом технических параметров конкретного перехода.

Диаметр трубы

Чем больше диаметр прокладываемой трубы, тем больше диаметр рабочей скважины.

Это увеличивает требования к:

• тяговому усилию;
• крутящему моменту;
• мощности установки;
• буровому инструменту;
• системе приготовления и подачи раствора.

Поэтому диаметр трубопровода — один из основных параметров при выборе техники.

Длина перехода

Для короткого перехода может быть достаточно компактной установки.

При увеличении длины трассы возрастает нагрузка на буровую колонну и увеличиваются требования к тяговым характеристикам оборудования.

При этом необходимо учитывать не только расстояние между точками входа и выхода, но и профиль трассы.

Геология

Характеристики грунта оказывают непосредственное влияние на выбор бурового инструмента и режимы работы.

Песок, глина, суглинок, гравий, плотные грунты и скальные породы требуют разного подхода.

До начала работ желательно иметь информацию о геологических условиях трассы. Это позволяет правильно подобрать установку, буровую головку, расширители и другие элементы комплекса.

Глубина прокладки

Глубина влияет на условия бурения и возможности контроля траектории.

При сложном профиле особенно важна точная работа локационной системы, которая помогает оператору удерживать инструмент в пределах проектной траектории.

Материал трубы

Оборудование и технология протягивания также зависят от материала будущего трубопровода.

Для полиэтиленовых труб, стальных труб, футляров и других конструкций могут применяться разные варианты соединения с буровой колонной и разные технологические решения.

Какой комплекс оборудования нужен для разных задач

Условно оборудование можно разделить по масштабу объектов.

Конкретная комплектация определяется проектом и геологическими условиями.

Почему выгодно использовать комплексное оборудование

Производительность бестраншейной прокладки зависит не от одного элемента, а от согласованной работы всего комплекса.

Например, мощная установка ГНБ не сможет полностью реализовать свои возможности при неправильно подобранном буровом инструменте. Аналогично, производительная буровая установка требует соответствующих штанг, расширителей, системы локации и оборудования для работы с буровым раствором.

Поэтому при выборе техники стоит оценивать:

• совместимость всех компонентов;
• соответствие оборудования планируемым диаметрам;
• характеристики грунта;
• максимальную длину перехода;
• доступность расходных материалов и запчастей;
• возможности технического обслуживания.

Такой подход позволяет сформировать рабочий комплекс, рассчитанный на реальные условия эксплуатации.

Оборудование MDRILLING для бестраншейной прокладки

МегаТранс предлагает оборудование MDRILLING для выполнения работ методом горизонтально-направленного бурения.

В линейке представлены установки разных классов производительности, которые могут применяться для различных задач бестраншейного строительства — от небольших переходов до крупных объектов.

В каталоге представлены, в частности, модели XZ130F, XZ200, XZ230F, XZ280E, XZ360E, XZ360E PLUS, XZ430E, XZ450F, XZ600F, XZ960E, XZ1000F, XZ1600F, XZ3000F и другие установки.

Кроме буровых установок, для комплексного оснащения объектов доступны локационные системы, смесительные установки, буровой инструмент, комплектующие и запасные части.

Что проверить перед покупкой оборудования

Перед выбором техники рекомендуется сформировать техническое задание и определить основные параметры объекта:

1. Длина перехода — расстояние между точками входа и выхода.
2. Диаметр трубы — определяет требуемый размер скважины и нагрузку на оборудование.
3. Материал трубопровода — влияет на технологию протягивания.
4. Глубина прокладки — определяет профиль бурения.
5. Тип грунта — влияет на выбор бурового инструмента и раствора.
6. Наличие существующих коммуникаций — определяет требования к контролю траектории.
7. Условия на строительной площадке — влияют на размещение установки и вспомогательной техники.
8. Планируемая загрузка оборудования — важна при выборе класса установки.

Если оборудование приобретается для регулярного выполнения подрядных работ, дополнительно стоит оценить универсальность установки и диапазон диаметров и длин переходов, с которыми она сможет работать.

Итог

Оборудование для бестраншейной прокладки труб — это комплекс машин, инструментов и систем, предназначенных для строительства подземных коммуникаций без разработки протяженной траншеи.

При использовании ГНБ основой комплекса является установка горизонтально-направленного бурения. Вместе с ней применяются локационная система, буровые штанги, буровые головки, расширители, оборудование для приготовления и подачи бурового раствора и различные комплектующие.

Главное при выборе — учитывать не только мощность установки, но и длину перехода, диаметр трубопровода, характеристики грунта, глубину прокладки и предполагаемую интенсивность эксплуатации. Правильно подобранный комплекс оборудования позволяет выполнять бестраншейную прокладку коммуникаций с необходимой точностью и производительностью.