ساخت شبکه های زیرزمینی برق با استفاده از روش های بدون ترانشه. ساخت خطوط لوله با استفاده از روش های بدون ترانشه

کاربرد: تعویض و تعمیر خطوط لوله زیرزمینی. ماهیت اختراع: در هنگام جایگزینی بدون ترانشه یک خط لوله با یک کوپلینگ تعمیری، خط لوله قدیمی با استفاده از مکانیزم ضربه از چاه نصب خارج می شود، با تخریب آن و تشکیل چاهی با قطر بیش از قطر خارجی قدیمی. خط لوله دومی در قطعات به کوپلینگ تعمیر از دو چاه نصب مخالف برداشته می شود. برداشتن قسمت باقی مانده از خط لوله قدیمی و کوبیدن کوپلینگ به یک چاه آزاد با کشیدن یک خط لوله جدید ترکیب می شود. 3 بیمار

اختراع مربوط به صنعت ساخت و سازو می تواند برای جایگزینی بدون ترانشه خطوط لوله قدیمی زیرزمینی، برای تعمیر و بازسازی زیرزمینی استفاده شود ارتباطات مهندسی. روشی شناخته شده برای جایگزینی بدون ترانشه ارتباطات زیرزمینی (اختراع RF N 2003911 C1) وجود دارد که شامل شکستن خط لوله در حال تعویض، فشار دادن قطعات آن به داخل توده خاک برای تشکیل یک چاه و کشیدن خط لوله جدید به داخل آن با استفاده از ضربه پنوماتیک است. سازوکار. نقطه ضعف این روش جایگزینی نیاز به انجام کارهای حفاری اضافی در صورت قرار دادن کوپلینگ فلزی تعمیری در سطح خارجی خط لوله قدیمی است که نیاز به تلاش های انرژی زیادی برای حذف آن دارد. مکانیسم ضربه پنوماتیک همیشه قادر به بریدن آن نیست. همچنین در روش تعویض خط لوله زیرزمینی (اختراع RF N 2003909) که شامل بریدن شیارهای طولی روی خط لوله قدیمی و اعمال نیروهای تخریبی متمرکز به دیواره های آن با استفاده از دنده های برش واقع بر روی بدنه ابزار ضربه پنوماتیکی است. یک کوپلینگ فلزی تعمیری در خط لوله قدیمی، یک ابزار گیر کرده به دلیل ساختار کوپلینگ تمام فلزی. در عمل در این مواقع خاک را در محل کوپلینگ کنده می کنند و خارج می کنند و سپس کار تعویض ادامه می یابد. این منجر به تلفات زمانی و هزینه های زیادی می شود. کار فیزیکی. نزدیکترین به ماهیت فنیروشی برای جایگزینی بدون ترانشه یک خط لوله زیرزمینی است (اختراع RF N 2003918) که شامل برداشتن خط لوله قدیمی است که تحت تأثیر بار ضربه ای جایگزین شده و قطعات آن در زمین فشرده می شود و به دنبال آن یک خط لوله جدید جمع می شود. عیب این روش جایگزینی این است که اگر مکانیزم ضربه با کوپلینگ فلزی تعمیری مطابقت داشته باشد و بار ضربه ای قابل توجهی وارد شود، ممکن است مکانیسم ضربه در لحظه تماس با کوپلینگ تعمیری فلزی مجبور به توقف شود که منجر به نیاز به حفاری باز و کند کردن روند جایگزینی. مشکل فنی حل شده توسط این اختراع، سرعت بخشیدن به روش جایگزینی خط لوله است. روش جایگزینی پیشنهادی که شامل برداشتن خط لوله قدیمی و کشیدن خط لوله جدید از چاه های تاسیسات است، به این صورت است که برداشتن خط لوله قدیمی تا کوپلینگ تعمیری از هر یک از چاه ها انجام می شود و سپس کوپلینگ از بین می رود. به یکی از چاه های نصب. هنگام برداشتن خط لوله قدیمی از سمت چاهی که کوپلینگ در آن شکسته شده است، توصیه می شود چاهی با قطر بزرگتر از قطر کوپلینگ تشکیل شود. تعویض خط لوله با استفاده از این روش به طور قابل توجهی زمان تعویض را تسریع می کند، زیرا نیاز به حفاری بخشی از مسیر در محل کوپلینگ و حذف آن با استفاده از کار فیزیکی را از بین می برد. در شکل شکل 1 یک بخش طولی از خط لوله را نشان می دهد که با یکی از آنها جایگزین شده است گزینه های ممکندستگاه هایی برای اجرای روش پیشنهادی ماهیت روش پیشنهادی با استفاده از یک مثال خاص نشان داده شده است. دستگاهی که این روش را اجرا می کند در داخل خط لوله قدیمی 1 در حال تعویض از چاه نصب 2 قرار دارد و از مکانیزم ضربه 3، به عنوان مثال، پانچ پنوماتیک تشکیل شده است. در قسمت سر مکانیزم ضربه 3 یک منبسط کننده 4 با مقطع مخروطی وجود دارد که قطر آن بزرگتر از قطر داخلی خط لوله قدیمی 1 و بزرگتر از قطر خارجی خط لوله جدید 5 است. یک کابل 6 به قسمت جلوی محفظه مکانیزم ضربه 3، از داخل خط لوله قدیمی 1 می گذرد و به مکانیزم کشش 7 (به عنوان مثال، یک وینچ) واقع در چاه مقابل 8 متصل می شود. در سطح بیرونی خط لوله قدیمی 1 یک کوپلینگ تعمیری 9 وجود دارد. برای اجرای این روش، دستگاه در چاه نصب قرار می گیرد که نزدیکترین کوپلینگ تعمیری 9 واقع در خط لوله 1 است. روش اجرا به شرح زیر است. تحت اثر ضربه های شوک مکانیزم (مگنه پنوماتیک) 3 و نیروی مکانیزم کشش (وینچ) 7 که توسط کابل کشش 6 منتقل می شود، دستگاه در امتداد خط لوله قدیمی 1 به کوپلینگ تعمیر 9 حرکت می کند و باعث شکستن دستگاه می شود. خط لوله قدیمی 1 با گسترش دهنده 4، با فشار دادن قطعات آن به زمین. پس از حفاری این بخش از مسیر، دستگاه و مکانیزم کششی 7 برچیده شده و با خط لوله جدیدی که از چاه نصب 8 به کوپلینگ تعمیری 9 به آن متصل شده است، به همان روش نفوذ انجام می شود (شکل 2). پس از تماس با کوپلینگ، نفوذ ادامه می یابد تا زمانی که کوپلینگ تعمیری 9 به داخل چاه 2 هل داده شود و تعویض کاملخط لوله قدیمی در کل بخش (شکل 3). حفاری این بخش آسان است، زیرا قطر کوپلینگ کوچکتر از قطر چاه کنار چاه اول است. سپس با توجه به اینکه قطر چاه در مقایسه با قطر خط لوله قدیمی 1 و کوپلینگ 9 بیشتر است، دومی به راحتی در چاه نصب 2 کوبیده می شود.

6.1. حفاری جهت دار

رایج ترین روش های ترانشه برای ساخت گذرگاه های خط لوله زیر آب، همراه با مزایای آنها، دارای تعدادی معایب قابل توجه است و به طور کامل الزامات مدرن - سطح مورد نیاز از قابلیت اطمینان سازه و حفاظت از محیط زیست را برآورده نمی کند. معایب اصلی روش ترانشه، حجم زیاد حفاری و کار غواصی پر زحمت، نیاز به بارهای حجیم، سنگین یا وسایل دیگر برای نگه داشتن خط لوله در موقعیت طراحی در ترانشه غرقاب است. توسعه مکانیزه لایه های پایین ترخاک بخش های ساحلی و بستر رودخانه ها به ویژه در ترکیب با انفجار، به وضعیت اکولوژیکی مخازن آسیب می زند. خسارات قابل توجهی در طول ساخت گذرگاه های خطوط لوله اصلی از طریق رودخانه های بزرگ ایجاد می شود.

پس از اتمام ساخت گذرگاه ها، بستر رودخانه ها اغلب بازسازی نمی شود، دشت سیلابی باتلاق می شود، سواحل فرو می ریزند و رژیم هیدرولوژیکی مختل می شود. در این میان رودخانه های بزرگ نقش زیادی دارند. اینها مکان های تخم ریزی، مکان های تغذیه ماهی و مسیرهای کشتیرانی هستند.

با در نظر گرفتن همه این عوامل، یکی از وظایف اصلی و فزاینده ای که پیش روی سازندگان خطوط لوله اصلی در 20 سال گذشته قرار دارد، ایجاد روش ها و فناوری هایی شده است که کمترین اختلال در محیط زیست را تضمین کند، شدت کار را کاهش دهد. ، و زمان لازم برای تکمیل آنها را کاهش دهید. چنین روش هایی شامل حفاری جهت دار و ریزتونل سازی می باشد.

در روسیه، ایده روش حفاری شیبدار در دهه 30 بوجود آمد

سال های قرن بیستم این در هنگام گذاشتن ارتباطات در زیر جاده ها اجرا شد.

روشی برای ساخت خطوط لوله اصلی که نیازهای مدرن را برآورده می کند در ایالات متحده آمریکا توسعه و اجرا شد.بنیانگذار این روش مهندس آمریکایی مارتین چرینگتون است (عکس 7، 8 در قسمت رنگی).

در سال 1971، زیر رودخانه. پژیرو در کالیفرنیا با استفاده از روش حفاری شیبدار، شرکت Cherrington خط لوله ای به قطر 115.3 میلی متر و طول 231.6 متر ایجاد کرد و پس از آن راه برای معرفی گسترده این روش در عمل باز شد. تا سال 1992، 2400 گذرگاه هایی ساخته شده بود، قطر آنها به 1200 میلی متر افزایش یافت، حداکثر طول گذرگاه به 1800 متر رسید و طول کل گذرگاه های ساخته شده از 800 کیلومتر فراتر رفت. .

در روسیه، سازندگان خطوط لوله گاز اولین کسانی بودند که از این فناوری استفاده کردند و آن را حفاری جهت دار (DND) نامیدند.

در سال 1996، Transneft AK با استفاده از روش غیرمستمر، یک گذرگاه از روی رودخانه ساخت. Korzhenets بیش از 400 متر طول و 1020 میلی متر قطر دارد.

مزایای روش NNB:

ایمنی زیست محیطی، حفظ کف، سواحل رودخانه و رژیم آبی رودخانه به دلیل محرومیت از حفاری زیر آب و ساحلی، حفاری و انفجار، حفاظت از سواحل و کارهای دیگر.

عدم تداخل در حمل و نقل؛ حداقل حجم خاک حفاری شده؛ کاهش قابل توجه زمان ساخت؛ کاهش هزینه های عملیاتی؛ دوام؛

محافظت قابل اعتماد در برابر آسیب های مکانیکی خارجی، از جمله ضربه یخ و لنگر کشتی در نتیجه تخمگذار عمیق تر خط لوله.

هیچ خطری برای قرار گرفتن خط لوله به دلیل فرسایش بستر رودخانه وجود ندارد.

امکان ساخت: در دمای منفی،

در مناطق محدود آمناطق ساخت و ساز آد بهآه، در شرایط تنگ،

در زیر سازه های هیدرولیک و ارتباطات عمیق، در یخ های دائمی.

معایب روش NNB که استفاده از آن را محدود می کند عبارتند از:

هزینه های یک بار مصرف زیاد برای خرید تجهیزات؛

نیاز به حفاری عمیق (تا 40 متر از پایین) ژئوتکنیکی و بررسی های هیدروژئولوژیکی؛

دشواری حفاری در خاک های سنگریزه، تخته سنگ، سیلتی و کارست؛

افزایش الزامات برای پایداری دامنه های ساحلی.

با وجود تمام کاستی ها، روش NNB یکی از پیشرفته ترین روش ها در ساخت گذرگاه های زیر آب است.

برای ارزیابی امکان و امکان سنجی استفاده از NNB، عوامل زیر در نظر گرفته شده است:

نتایج بررسی های مهندسی که شامل بررسی های ژئودتیکی، زمین شناسی، هیدروژئولوژیکی، هیدرومتری، آب و هواشناسی، زمین شناسی، بررسی های زیست محیطی، ارزیابی وضعیت پس زمینه مغناطیسی می شود.

وجود و ویژگی های زیرساخت های اقتصادی در منطقه ای که انتقال در آن قرار دارد، شرایط و شرایط عملیاتی سازه های هیدرولیک، شرایط تأثیر متقابل سازه های مختلف در طول عملیات آنها. ویژگی های بارز منطقه

برای احداث خطوط لوله به روش HDD، مساعدترین رودخانه ها (با عرض و زمین شناسی کانال و سواحل قابل دسترسی) دارای انواع روبانی-رجتی، جانبی و پیچ خوردگی محدود فرآیند کانال و همچنین کانال چندشاخه هستند که کانال فرآیندها در شاخه ها بر اساس همان نوع توسعه می یابند. مشکلاتی در ارتباط با استفاده از NNB در رودخانه‌هایی وجود دارد که دارای انواع فرآیند کانال به شکل پیچ‌خوردگی آزاد، پیچ‌خوردگی ناقص و چند شاخه شدن دشت سیلابی هستند. این شرایط با تغییر شکل‌های برنامه‌ریزی‌شده بزرگ و دشوار، دشت‌های سیلابی گسترده و کم، و ارتفاعات مختلف شیب‌های ساحلی مشخص می‌شوند که مشکلات زیادی را برای ساخت و ساز غیرمتعارف ایجاد می‌کنند. در این شرایط استفاده از تورهای ایمنی غیر متعارف تنها در مواردی با پارامترهای ناچیز بستر رودخانه‌های این رودخانه‌ها (عرض، ارتفاع، وضعیت سواحل، میزان فرسایش آنها و ...) با پیش‌بینی بعدی شرایط مجاز است. برای توسعه بیشتر آنها و توسعه اقدامات اضافی برای تثبیت آنها و جلوگیری از فرآیندهای خطرناک بستر رودخانه.

استفاده از NNB همچنین در بخش‌هایی از رودخانه‌هایی که بستر و سواحل آن‌ها از سنگ‌های بالاتر از رده مقاومتی IV یا خاک‌هایی با محتوای بالای سنگریزه (بیش از 30٪) با اندازه ذرات 5-10 میلی متر و تخته سنگ تشکیل شده است، محدود است.

محدودیت های دیگری نیز وجود دارد که باید هنگام تصمیم گیری در مورد استفاده از DNB در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، وجود کارست ها، ماسه های غرقاب، سیلت و رانش زمین در خاک در طول مسیر خط لوله.

ساخت گذرگاه‌های خط لوله زیر آب به روش HDD بسته به ویژگی‌های موانع آب، نوع دکل حفاری مورد استفاده، فناوری حفاری، پارامترهای طراحی تجهیزات حفاری و خط لوله در حال کشیدن (طول بخش منحنی، قطر و غیره). ) بر اساس موارد مختلف انجام می شود طرح های فناورانهبا تفاوت های خاص

ماهیت روش این است که یک چاه در امتداد نقطه عبور زیر بستر رودخانه حفر می شود که در امتداد آن یک خط لوله از بانکی به ساحل کشیده می شود.

آنچه در همه طرح های فناورانه مشترک است این است:

حفر چاه پایلوت؛

گسترش چاه در یک یا چند مرحله در جهات مختلف - جلو و عقب.

کشیدن خط لوله به داخل چاه توسعه یافته

سر مته دکل NNB به گونه ای کج می شود که چرخش ثابت میله مته همراه با فشار، سوراخی مستقیم ایجاد می کند. نتیجه چاهی با انحنای معین است. فشار دادن بدون چرخش باعث انحراف میله از جهت مشخص شده می شود.

هنگام حفاری در سنگ، چرخش و فشار را می توان با ضربه چکش ترکیب کرد. انرژی هیدرولیک جت های پالسی فشار بالا که توسط یک موتور چاله ای تولید می شود برای استخراج سنگ و دیگر سازندهای جامد استفاده می شود.

واحدهای حفاری جهت دار وجود دارند که برای کار کردن نیازی به سیال حفاری ندارند و همین امر باعث می شود که در مواقعی که فضای کاری محدود است جذابیت بیشتری داشته باشند.

دستگاه کنترل فرآیند حفاری در پشت مته رشته مته قرار دارد. هنگام حرکت در چاه، اطلاعات به دست آمده با کمک آن به شما امکان می دهد مسیر و جهت حفاری را نظارت کنید. این اطلاعات به طور مداوم توسط یک سیستم کامپیوتری زمینی ثبت می شود. در مرحله دوم، در جهت معکوس یا رو به جلو، چاه پایلوت با حفاری منبسط می شود. انبساط به تعداد دفعات لازم انجام می شود تا چاه تا قطر لوله گذاشته شود. در مورد ریمور مستقیم، لوله مته هم در جلو و هم در پشت ریمر متصل می شود. منبسط کننده از داخل کشیده می شود و برخی از دستگاه ها (تراکتور، لوله کش) کشش را در سمت خروجی حفظ می کنند در حالی که گشتاور و چرخش در سمت ورودی اعمال می شود. عنصر ریمینگ برای حفاری جت در جلوی عنصر حفاری قرار می گیرد و به چاه اجازه می دهد تا برای گردش سیال حفاری باز بماند. برای باز کردن یک سوراخ پایلوت به قطر بزرگ، یک تثبیت کننده غیر چرخشی در پشت ریمر قرار داده می شود تا لوله مته را به درستی در سوراخ قرار دهد. لوله های مته به طور متناوب در طول فرآیند حفاری کشیده می شوند و کالسکه ماشین حرکت انتقالی و چرخشی را به رشته مته ارائه می دهد. یک چرخش به انتهای خروجی رشته مته متصل است. لازم است کشش فراهم شود. در مورد ریمینگ معکوس، دکل حفاری ریمر را در جهت ورودی چاه می کشد و نیروی کششی و چرخشی اعمال می کند.

قبل از کشیدن خط لوله، در صورت لزوم، چاه با استفاده از یک منبسط کننده استوانه ای کالیبره (تمیز کردن و تقویت دیوارها) انجام می شود. قطر نهایی چاه آماده شده باید حداقل 25 درصد بیشتر از قطر خط لوله در حال کشیدن باشد. خط لوله به داخل ترانشه آماده شده کشیده می شود. با دیوارهای چاه پایدار، مرحله کشش را می توان با آخرین مرحله انبساط ترکیب کرد. دوکر در انتهای خروجی چاه مونتاژ شده و به یک واحد جوش داده می شود. یک سر مخصوص به سیفون متصل می شود و سپس به رشته مته متصل می شود. رشته مته با کمک دکل حفاری به عقب کشیده می شود و با کشیده شدن سیفون لوله های مته برداشته می شود.

پارامترهای اصلی مکانیسم تغذیه دکل حفاری که کارایی آن را مشخص می کند، نیروی تغذیه رو به جلو و عقب است. اصل کار دکل حفاری چرخش و حرکت رفت و برگشتی رشته حفاری است.

روی میز 10 پارامترهای برخی از تاسیسات ساخته شده در ایالات متحده را نشان می دهد

تا سال 1979، تاسیسات نسل اول وجود داشت. تفاوت های اصلی بین فناوری های نسل اول و دوم NCD به شرح زیر است.

فناوری نسل اول شامل یک سری فرآیندهای دائماً در حال تکامل است که در مجموع به نام فناوری دو مرحله ای - "تکنولوژی رشته حفاری و شستشو 1"، بر اساس استفاده از دو رشته: یک مته و رشته شستشو. یک رشته مته با قطر کوچک (73 میلی‌متر) با یک مته توربو کوچک، رشته مته را تا حداکثر فاصله ممکن یا تا جایی که امکان دادن جهت لازم به مته توربو غیرممکن می‌شود، سرعت نفوذ کاهش می‌یابد. در این مرحله، روکش یا رشته فلاشینگ به داخل چاه اطراف رشته مته فشار داده می شود. ستون شستشو به توربودریل فشار داده می شود. سپس پیشروی رشته مته از سر گرفته شده و نفوذ توسط تغذیه تلسکوپی انجام می شود.

فلاشینگ یا پوشش برای کاهش بار روی رشته مته، از بین بردن احتمال گیر کردن رشته مته و جلوگیری از خم شدن رشته تحت تأثیر فشار محوری استفاده می شود. بعداً از ستون فلاشینگ برای گسترش چاه و کشیدن خط لوله استفاده شد.

استفاده از توربودریل های قدرتمند با قطر زیاد به دلیل ریزش سنگ های دیواره چاه در اثر ارتعاش غیرممکن است.

فن آوری نسل دوم اساساً مبتنی بر استفاده از یک رشته مته اصلاح شده است و فناوری رشته کار نامیده می شود. در این مورد، حفاری در یک مرحله انجام می شود. نیاز به دو ستون را برطرف می کند.

Cherrington Corporation یک رشته کار گردشی خارجی ایجاد کرده است که امکان حفاری در فواصل طولانی (بیش از 1200 متر) را بدون استفاده از رشته گردشی فراهم می کند. این توصیف خوبی از رشته مته است.

برای غلبه بر مشکلات ریزش دیواره گمانه، یک بخش راهنما (30 متر اول رشته مته) ساخته شده از یک آلیاژ ضد مغناطیسی با استحکام بالا ساخته شد. مشکل ارتعاش ناشی از توربودریل با جایگزینی آن با یک بیت هیدرولیک حل شد که سنگ جلوی آن را از بین می برد و حرکت ابزار کار را بدون چرخش به جلو تضمین می کند. علاوه بر این، پیکربندی و قرارگیری نازل ها بر روی بیت تغییر کرد که امکان دستیابی به حداکثر تخریب سنگ را با استفاده از حداقل مقدار سیال حفاری فراهم کرد. مته های توربو هنوز استفاده می شوند، اما فقط در سنگ های سخت، جایی که خاک می تواند مته های توربو با قطر بزرگ را که گشتاور بالایی را منتقل می کنند، با وزن مرده 450 کیلوگرم تحمل کند.

این تکنولوژی جدیدمنجر به پیشرفت های جدیدی شد، از جمله این واقعیت که اکنون می توان از حفاری جهت دار در سنگ های مختلف مانند شن، سنگ خرد شده، سنگ آهک و گرانیت با سختی تا 150000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع استفاده کرد.

فرآیند حفاری با نصب غیر حفاری شامل چهار مرحله است (عکس 9):

حفر چاه پایلوت؛ گسترش چاه به جلو یا عقب؛ کالیبراسیون چاه؛ کشیدن سیفون به سمت عقب

در مرحله اول یک چاه راهنما حفر می شود که قطر آن کمتر از قطر سیفون است.

قطر چاه پایلوت از 20 سانتی متر بیشتر نمی شود، حفاری را می توان با استفاده از مثلا جت کاتر انجام داد که از انرژی هیدرولیکی سیال حفاری برای فرسایش سنگ ها استفاده می کند. در حین حفاری آزمایشی، از سیستم های ناوبری مختلف برای هدایت چاه در طول مسیر معین از ورودی تا خروجی آن استفاده می شود.

مرحله دوم گسترش چاه به اندازه مورد نیاز است. قطر چاه باید 30 تا 50 درصد بزرگتر از قطر خط لوله باشد. در حین حفاری نباید شرایطی پیش بیاید که قطر هر وسیله ای که از چاه عبور می کند برابر با قطر چاه باشد. اندازه این دستگاه ها باید به طور قابل توجهی کوچکتر از قطر چاه باشد. گسترش به دو صورت انجام می شود:

1) گسترش رو به جلو. با این روش، حفاری با استفاده از رشته حفاری از ورودی چاه به سمت خروجی آن رانده می شود. منبسط کننده، واقع در سمت ورودی، در طول چرخش خود، سنگ ها را برش می دهد و قطر چاه و عمود بودن آن را به صفحه سطح افزایش می دهد.

2) انبساط به عقب. با این روش منبسط کننده با استفاده از دکل حفاری از خروجی به ورودی دیگر منتقل می شود.

مرحله سوم حفاری کالیبراسیون است. هنگامی که چاه به قطر مورد نیاز بزرگ شد، یک درام ریمینگ با قطری مشابه خط لوله از طریق چاه کشیده می شود. سپس چاه کالیبره شده و از هرگونه تداخلی که ممکن است در چاه منبسط شده وجود داشته باشد پاک می شود. برش‌هایی در دو سر دستگاه وجود دارد که به دستگاه امکان برش و حذف فوران‌هایی را می‌دهد که ممکن است حرکت ریمر را از طریق چاه دشوار کند.

مرحله چهارم کشیدن خط لوله است. سر دراگر به لوله‌های حفاری متصل است که از چاه به سمت دکل حفاری می‌رود. بدنه دراگ دارای یک رابط چرخان است که به سر خم می شود تا خط لوله بتواند به داخل چاه عبور کند. علاوه بر این، دراگر به یک سر برش در قسمت جلو مجهز شده است، به طوری که در هنگام برخورد با هر مانعی در داخل چاه منبسط شده، می توان لوله های مته را چرخاند و سر برش می تواند مانع را برداشته و راه را برای کشیدن خط لوله از طریق چاه باز کند. خوب.

سیستم هل دادن خط لوله شامل یک گیره کولت، یک دستگاه لنگر، یک سیستم پشتیبانی خط لوله، یک سیستم قرقره و یک وینچ است. این سیستم در سمت خروجی چاه قرار دارد و برای تسهیل عملکرد دکل حفاری در هنگام فشار دادن خط لوله از طریق چاه طراحی شده است. سیستم هل می تواند برای قطرهای مختلف لوله استفاده شود.

یک محلول بنتونیت به عنوان یک مخلوط حفاری استفاده می شود که ذرات سنگ توسعه یافته را به شکل یک سوسپانسیون حذف می کند، که می تواند متعاقباً در یک سیستم احیا فیلتر شود. محلول بنتونیت وظایف زیر را انجام می دهد:

فرسایش خاک و حذف از چاه؛ خنک کاری و روانکاری ابزارهای برش؛ تقویت دیواره های چاه در حین انجام کار؛ کاهش اصطکاک خط لوله کار در برابر دیواره های چاه و هنگام کشیدن آن؛

کاهش خطر آسیب احتمالی به پوشش عایق روی خط لوله هنگام کشیدن آن.

برای تهیه مایع حفاری از بنتونیت استفاده می شود - سنگی متشکل از مواد رسی. برای استفاده در NNB، خاک رس با ساختار لایه ای و کریستالی مورد نیاز است. این شرایط به بهترین وجه توسط مونتموریلونیت سدیم (بنتونیت) برطرف می شود. این ماده به این دلیل استفاده می شود که توانایی منحصر به فرد جذب آب تا 5 برابر جرم خود و متورم شدن به 12 برابر حجم اولیه خود را دارد. برای استفاده در حفاری، بنتونیت باید الزامات کیفی خاصی را داشته باشد که با پردازش و تمیز کردن مناسب به دست می آید.

برای حفظ یکپارچگی چاه و بهبود لغزش هنگام حفاری و کشیدن، انجام سه کار ساده اما بسیار ضروری است. قوانین مهم: کنترل آب مصرفی کنترل ویسکوزیته؛ کنترل از دست دادن مایعات؛ کنترل ویسکوزیته سیال حفاری

آب مورد استفاده برای تهیه سیال حفاری باید دارای مقدار pH در محدوده 8.0 تا 8.5 باشد.

در تمام مراحل سخت شدن، حفظ ویسکوزیته لازم برای تقویت موثر خاک و حفظ گمانه از تخریب ضروری است.

هدر رفتن بیش از حد آب از سیال حفاری علت بسیاری از مشکلات در حفر چاه است. هر چه تلفات آب بیشتر باشد، خطر ضعیف شدن خاک تا از بین رفتن آن و تشکیل پلاگین (گرفتگی چاه) بیشتر می شود.

نتیجه بهینه استفاده از بنتونیت در سیال حفاری با مخلوط کردن کامل آن با آب به دست می آید که دارای pH 8.0 -8.5، محتوای کلسیم کم و دمای حداقل 4 درجه سانتیگراد است. برای دستیابی به خواص مورد نیاز از کربنات کلسیم و افزودنی های پلیمری استفاده می شود. میزان سیال حفاری و افزودنی های پلیمری بسته به نوع خاک و نوع تجهیزات حفاری تنظیم می شود.

افزودنی های پلیمری برای: افزایش بازده محلول استفاده می شود. تثبیت فرآیند حفاری؛ ایجاد کیک فیلتر؛ بهبود خواص روانکاری؛ کاهش مقاومت؛ افزایش قدرت؛

دستیابی به سطح مورد نیاز ویسکوزیته؛ دستیابی به یک سطح کنترل شده از فیلتراسیون؛ دستیابی به تعلیق هنگام حفاری در شن و ماسه سنگین.

افزایش طول حفاری رو به جلو و معکوس. طیف دکل های حفاری ارائه شده توسط تولید کنندگان بسیار گسترده است: از دستگاه های فشرده طراحی شده برای حفاری چاه های با قطر کوچک در فواصل کوتاه تا دکل هایی که قادر به نصب لوله هایی با قطر قابل توجه در فواصل چند صد متری هستند.

طیف وسیعی از سیستم های کنترل، سر مته ها، ریمرها و ابزارها و دستگاه های مرتبط مختلف ارائه می شود.

انتخاب نوع دکل حفاری بر اساس پارامترهای فنی توسط سازمان طراحی و با در نظر گرفتن شرایط ساخت یک گذرگاه زیر آبی خاص انجام می شود: طول بخش منحنی، قطر و ضخامت دیواره لوله، زمین شناسی. شرایط در محل عبور، مقدار نیروهای کششی مورد نیاز برای کشیدن خط لوله به داخل چاه و سایر شرایط.

تجهیزات حفاری (شکل 24) بر اساس شرایط انتخاب می شود: اطمینان از حفاری یک چاه پایلوت و گسترش آن در خاک های مختلف (از جمله سنگی).

امکان استفاده مجدد از مایع حفاری به دلیل تصفیه و بازسازی آن؛

استفاده از تجهیزاتی که امکان عملکرد بدون مشکل و ذخیره سازی باز در سایت هایی را در شرایط آب و هوایی خاص فراهم می کند.

مجموعه تجهیزات حفاری جهت دار شامل:

دکل حفاری؛ پمپ گل; واحد قدرت؛ بلوک کنترل؛

سیستم آماده سازی و بازسازی سیال حفاری؛ رشته حفاری؛

ابزار پایین چاله;

فشار دهنده لوله;

تجهیزات سیستم ناوبری

اساس دکل حفاری چارچوب و کالسکه مته است. قاب با کالسکه حفاری اغلب جدا از واحد نیرو ساخته می شود که امکان استفاده از دکل حفاری را در شرایط مختلف ساخت و ساز گسترش می دهد.

گیره های هیدرولیک به شما امکان می دهند لوله های مته را در حین اتصال و جداسازی آنها تعمیر کنید. کالسکه مته دارای موتورهایی است که حرکت تغذیه کالسکه مته را به جلو و عقب هدایت می کند. مکانیزمی حاوی یک قفسه و پینیون به واگن مته اجازه می دهد تا به سمت بالا و پایین حرکت کند تا نیروی تغذیه مورد نیاز ایجاد شود. زاویه شیب بستر هنگام حفر چاه را می توان از 0 درجه (موقعیت افقی) تا حداکثر مقداردر 20 درجه

دکل حفاری باید از حرکات روی زمین در طول فرآیند حفاری هنگام تغذیه به جلو یا عقب محافظت شود. برای این منظور از سیستم لنگر استفاده می شود که در قسمت زیرین آن بر روی دکل حفاری نصب می شود.

به منظور افزایش نیروی کشش، یک دستگاه تغذیه معکوس اضافی را می توان به دکل حفاری متصل کرد.

پمپ گل بخشی از نصب ODU سمت ورودی است. انرژی هیدرولیکی را برای فرآیند حفاری فراهم می کند، سنگ را با یک جت مته فرسایش می دهد، یا در هنگام استفاده از بیت تریکن برای سنگ سخت، محصولات برش را شسته می کند. پمپ گل فشار و جریان سیال حفاری را در طول فرآیند حفاری بهینه می کند. قابلیت شستشوی محصولات حفاری از پایین به سطح به شما این امکان را می دهد که چاه را تمیز نگه دارید.

به عنوان یک قاعده، یک موتور دیزل به عنوان موتور اصلی یک دکل حفاری استفاده می شود که آن و تجهیزات کمکی را با انرژی الکتریکی و هیدرولیکی تامین می کند.

واحد کنترل به گونه ای طراحی شده است که نمای کلی فضای حفاری را در اختیار مته قرار دهد. کابین دارای یک پنجره بزرگ و یک سقف برای محافظت از آن در برابر باران است. امکان مشاهده قاب با کالسکه مته و مکانیزم اتصال و بازکردن لوله های مته وجود دارد. واحد کنترل تاسیسات بزرگ فضایی را برای تولید یک متخصص فراهم می کند جعبهبررسی و محاسبات آن از مسیر چاه حفاری.

INIC r zf

g 4

لوله های g U

خط لوله، ذخیره سازی

b>I]VEIiسطوح

فرآیند حفاری جهت دار از چندین پیکربندی رشته مته مختلف استفاده می کند. در میان آنها، سه پیکربندی اصلی وجود دارد: "چاه خلبان 1"، "انبساط"، "کشیدن سیفون". ترکیب قطعات مختلف برای پیکربندی رشته مته مورد استفاده به عوامل مختلفی بستگی دارد: نوع سنگ حفاری. قطر و طول سیفون؛ انبساط مستقیم یا معکوس؛

نیاز به پیش تمیز کردن چاه؛ نوع اتصال سیفون برای کشیدن.

هر سه پیکربندی اصلی از اجزای یکسانی استفاده می کنند. با این حال، هر یک از پیکربندی ها دارای ویژگی های خاصی است که برای یک عملیات خاص منحصر به فرد است.

بسته به خواص و ساختار خاک از ابزارهای زیر به عنوان ابزار چاله استفاده می شود:

برای حفاری خاک های سست (لوم شنی، لوم، خاک رس، شن و ماسه) - نازل های آبشستگی هیدرولیک از نوع اجکتوری (توربو مته)، که سوراخ پایین را با مایع حفاری تحت فشار 4 مگاپاسکال یا بیشتر ایجاد می کند.

برای حفاری در خاک های متوسط ​​​​سخت - مته های مختلف.

برای حفاری در خاک های سخت سنگی - بیت های چند مخروطی.

برای کنترل جهت حفر چاه پایلوت، یک سیستم ناوبری یا واحد کنترل وجود دارد. این سیستم شامل: یک کاوشگر سوراخ، یک کامپیوتر، ابزاری که موقعیت را در چاه نشان می دهد، در برخی از تاسیسات یک کابل وجود دارد که ابزار سوراخ را به کامپیوتر سطحی متصل می کند. این بلوک در داخل رشته مته در یک محفظه انتقال غیر مغناطیسی قرار می گیرد.

در مواردی که خطوط لوله فولادی، شمع ها یا سایر اجسام فلزی که باعث اعوجاج میدان مغناطیسی زمین می شوند از نزدیکی نقاط ورود و خروج چاه عبور کنند، استفاده از آن غیرممکن می شود. در این موارد از مداری استفاده می شود که در امتداد مسیر چاه قرار می گیرد تا میدان مغناطیسی مصنوعی ایجاد کند که توسط مغناطیس سنج حساس به اندازه گیری می شود. میدان مغناطیسی، و اگر موقعیت دقیق کانتور را بدانید، می توانید موقعیت واحد اندازه گیری را در چاه نسبت به کانتور دقیقاً تعیین کنید.

اطلاعات خروجی تولید شده توسط واحد کنترل جهت، آزیموت را نشان می دهد که زاویه بین محور چاه و جهت به نصف النهار مغناطیسی، موقعیت شلاق در سوراخ مته نسبت به عمودی، و زاویه تمایل جهت را تعیین می کند. میدان مغناطیسی زمین نسبت به عمودی. این سیستم قدرت میدان مغناطیسی زمین را اندازه گیری می کند و زمان، تاریخ و دمای عنصر حسگر را در چاه نمایش می دهد. این اطلاعات را می توان از راه دور بر روی صفحه نمایش نمایش داد.

عملکردهای اصلی سیستم آماده سازی و بازسازی سیال حفاری:

مایع حفاری را برای استفاده مجدد در آینده بازیابی می کند.

ویژگی های مورد نیاز سیال حفاری را حفظ می کند.

وظایف تهیه، ذخیره و تمیز کردن مایع حفاری را انجام می دهد.

ذخیره سیال حفاری را در مواقع اضطراری زمانی که نیاز به تامین مقدار زیادی سیال حفاری به چاه است فراهم می کند.

این سیستم محیط زیست را آلوده نمی کند زیرا تمام سیالات مورد استفاده در حفاری در مخازن ذخیره می شوند. کلیه تجهیزات کمکی برای حمل و نقل آسان در داخل بدنه مخزن گل قرار گرفته است.

تجهیزات آماده سازی و احیای سیال حفاری شامل پمپ ها، مخازن سیال حفاری، ژنراتوری است که انرژی پمپ های پمپاژ سیال حفاری را از طریق سیستم، فیلترها و سیستم صفحه های ارتعاشی تامین می کند.

سیستم بازسازی به شرح زیر عمل می کند: مایع حفاری که از چاه می آید از یک صفحه ارتعاشی عبور می کند که در نتیجه ذرات بزرگ حذف می شوند. سپس سیال حفاری از فیلترهای درشت و ریز عبور می کند که اکثر ریزترین ذرات را از سیال حفاری خارج می کند و پس از آن سیال حفاری دوباره وارد مخزن آماده سازی گل می شود.

مخزن تهیه محلول مجهز به همزن، قیف جت و پمپ می باشد.

هنگام ساخت خطوط لوله با استفاده از روش HDD ویژگی هایی وجود دارد.

قبل از شروع کار بر روی یک پروژه پیچیده در یک منطقه مشکل خاص، باید برای برنامه ریزی مناسب و آماده سازی اقدامات پیشگیرانه گران قیمت زمان گذاشت. سه قانون ساده اما اغلب نادیده گرفته می شود که به حفظ یکپارچگی چاه و بهبود لغزش هنگام حفاری و کشیدن خط لوله کمک می کند:

1) کنترل آب مصرفی؛

2) کنترل ویسکوزیته سیال حفاری؛

3) کنترل از دست دادن آب از سیال حفاری.

از دست دادن پایداری شکل یک خط لوله کشیده می تواند به دلیل ترکیبی از تنش کششی ناشی از بار محوری، تنش خمشی ناشی از انحنای چاه و تنش ناشی از فشار مایع یا گاز منتقل شده از طریق خط لوله رخ دهد. در نتیجه، راه راه ها تشکیل می شوند یا حتی سطح مقطع را صاف می کنند که منجر به تخریب خط لوله می شود. هنگام طراحی خطوط لوله که با حفاری جهت دار ساخته می شوند، باید مطالعاتی در مورد از دست دادن احتمالی پایداری شکل، انتخاب ویژگی های فیزیکی و مکانیکی لوله ها و محاسبه نیروها و تنش ها در حین کشیدن و عملیات بعدی انجام شود.

برای بالاست کردن خط لوله در یک چاه، لوله کشیده شده با آب پر می شود. این لوله با خط لوله حرکت نمی کند، به نظر می رسد از آن خارج می شود. پر کردن فقط در لوله های با قطر زیاد انجام می شود، اما به گونه ای که خط لوله خیلی سنگین نمی شود. گاهی اوقات یک لوله پلی اتیلن در خط لوله قرار می گیرد که با آب پر شده و به تدریج در آن حرکت می کند. در صورت نیاز به اعمال نیروی اضافی از دستگاه لوله کشی به نام قاب A استفاده می شود. هنگام کار با یک قاب A، شروع کشیدن باید از دکل حفاری باشد.

اپراتور دکل حفاری نیروی اولیه مورد نیاز را اعمال می کند، آن را برای مدتی ثابت نگه می دارد (50٪ از حداکثر نیروی نامی)، سپس سیگنالی را از طریق رادیو به قاب A ارسال می کند. کشیدن شروع می شود و پس از حرکت لوله، سیگنالی به دکل حفاری داده می شود. در این مورد، نیروی وارد بر دکل حفاری افزایش نمی یابد، زیرا لوله باید به طور مساوی حرکت کند. این نیز برای اطمینان از اینکه جزء عمودی نیروی کشش لوله را به شدت به بالای چاه بلند نمی کند انجام می شود.

هنگام کار با بسط دهنده ها در هر دو بانک، باید همزمانی در کار رعایت شود. دستگاه کشش (تراکتور، نصب، وینچ) فقط باید زمانی کار کند که لوله در حال چرخش باشد. هر چرخه کاری باید در یک نقطه مناسب به پایان برسد. برای مثال، این می تواند مسافتی برابر با طول میله مته (9 متر) باشد.

گشتاور واکنش در لوله رخ می دهد و بر خلاف جهت چرخش لوله هدایت می شود. زمانی که اپراتور دکل بخواهد جهت حفاری را به سرعت تغییر دهد، یک لحظه بحرانی اتفاق می افتد. هنگامی که اپراتور از قبل چرخش خود را متوقف کرده است، لوله همچنان به دلیل نیروهای پیچشی در حال چرخش است. هنگام کار با لوله در انتهای مخالف، افراد باید مشخص کنند که آیا کل لوله باز شده است یا خیر. این توسط دستگاه اپراتور حفاری ثبت می شود. حتی با گشتاور کم، تصادفات ممکن است رخ دهد. اپراتور دو راه برای حذف گشتاور راکتیو دارد: 1 - چرخاندن لوله به عقب 1-2

حجم معاملات؛ 2- لوله را به صورت تدریجی به داخل چاه پیش ببرید.

باز کردن پیچ مخصوصاً هنگام کار با معاون در طرف مقابل (که دسته های بلند آن می تواند باعث آسیب شود) خطرناک است.

هرچه سنگ ها نرم تر باشند، توقف های کمتری باید وجود داشته باشد. اغلب هنگام کشیدن از طریق باید توقف کنید تا قسمت بعدی را جوش دهید. در حین خاموش شدن (در زمان خاموش شدن)، تمام قرائت های ابزار ثبت می شود - در حالی که یک چاه پایلوت حفر می شود و آن را گسترش می دهد.

شکست حفاری ممکن است به دلایل مختلفی رخ دهد. معمولی ترین آنها:

مقدار pH نادرست؛

ویسکوزیته نادرست سیال حفاری؛ سیال حفاری در هر دو فرآیند استفاده نمی شود - حفاری یک سوراخ آزمایشی و عقب کشیدن.

افزودن پلیمر به آب قبل از افزودن بنتونیت؛

تزریق محلول قبل از مصرف کامل؛

مخلوط کردن و پمپاژ محلول "در حال پرواز"، یعنی. قبل از اینکه کاملا آماده شود؛

عقب کشیدن خیلی سریع؛ راه حل از چاه بیرون نمی آید، یعنی. بدون گردش؛

خم شدن بیش از حد لوله مته؛

مسیر حفاری بیش از حد ناهموار با خم ها و پیچ های زیاد که اصطکاک ایجاد می کند.

استفاده از یک گسترش دهنده با قطر بسیار کوچک؛

استفاده از منبسط کننده برای خاک های متراکم در خاک های سست.

گذرگاه های زیر آب که با روش HDD ساخته شده اند تا 50 سال عمر مفید دارند. بنابراین پوشش عایق لوله هایی که به روش HDB گذاشته می شود باید از نوع تقویت شده باشد. شرایط کشیدن هم این را می طلبد. طراحی پوشش (ضخامت، مواد) با در نظر گرفتن ویژگی های خاک، هدف خط لوله، و شرایطی که در آن عایق در معرض نیروهای اصطکاک قرار می گیرد، هنگام کشیدن از چاه انتخاب می شود.

حفاظت خطوط لوله در برابر خوردگی، بر اساس تغییرات احتمالی در شرایط خوردگی در طول عمر طولانی خطوط لوله نفت، باید به طور جامع انجام شود: پوشش های محافظ و عایق و وسایل حفاظت الکتروشیمیایی.

خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش عایق (مقاومت در برابر ضربه، پوسته شدن و برش، استحکام کششی و غیره) پس از اعمال آن بر روی لوله های کارخانه و عایق کاری اتصالات جوشی رشته ها در مزرعه باید مطابق با الزامات GOST باشد. R51164-98.

در کنار محافظت از خط لوله در برابر خوردگی با استفاده از یک پوشش عایق، حفاظت الکتروشیمیایی نیز استفاده می شود.

برای طراحی و ساخت گذرگاه های زیر آب به روش HDD مطالعه جامع شرایط طبیعی محوطه ساخت و ساز به منظور دستیابی به مصالح لازم و کافی ضروری است.

بررسی های مهندسی در حین ساخت و یا تعمیرات اساسی گذرگاه های زیر آب با استفاده از روش HDD شامل: بررسی های ژئودتیکی، زمین شناسی، هیدرولوژیکی، هیدرومتری، آب و هواشناسی، زمین شناسی، بررسی های زیست محیطی و پردازش میزی داده های به دست آمده است.

موادی که در نتیجه بررسی‌های مهندسی به‌دست می‌آیند و پردازش می‌شوند باید برای سازمان طراحی کافی باشد تا گزینه ساخت یک تقاطع خط لوله با استفاده از روش HDD را انتخاب کند.

باید به مناطقی که شرایط زمین شناسی نامطلوب دارند توجه ویژه ای شود. چنین شرایطی عبارتند از: ناپیوستگی و گسیختگی لایه‌ها، وجود سنگ‌ها یا مقادیر زیاد شن، وجود سنگ‌های کارستی و رانش زمین، تغییر شکل‌های شدید کانال و ساحل، وجود کانال‌ها و جزایر متعدد. در چنین مناطقی و همچنین در مقاطع منحنی انتقال پیشنهادی، چاه های اکتشافی باید در فاصله حداکثر 100 متر از یکدیگر حفر شوند.

مهم نیست که هر چند وقت یکبار چاه های اکتشافی حفر می شوند، خطر "عدم توجه" به موانعی مانند تخته سنگ ها، حفره ها، گسل ها، گسل ها یا لایه های خاک با آلودگی شیمیایی وجود دارد.

فن آوری های بررسی وجود دارد که تصویری از شرایط زیرزمینی را در طول کل مسیر نمایش می دهد.

راندمان چاه‌های اکتشافی زمانی افزایش می‌یابد که ابزارهای ژئوفیزیک در آنها قرار داده شود و مطالعات فضای زیرزمینی بین چاه‌ها با استفاده از روش‌های مختلف ژئوفیزیکی انجام شود.

روش‌های لرزه‌ای و الکترومغناطیسی به منابع ارتعاش با فرکانس بالا و ابزارهایی نیاز دارند که رزونانس، بازتاب و شکست امواج را در خاک ثبت کنند. بررسی موج منعکس شده به شما امکان می دهد موانع را شناسایی کنید. عیب روش‌ها این است که تداخل صوتی با منشأ انسانی و جذب بالای انرژی لرزه‌ای روی گسل‌ها، گسل‌ها و محیط‌های چند فضایی وجود دارد.

نقشه برداری مغناطیسی روشی آسان و غیرقابل نفوذ برای جستجوی اجسام زیرزمینی است که دارای ویژگی مغناطیسی هستند.

اندازه گیری مقاومت خاک به شما امکان می دهد اشیاء و حفره های زیرزمینی را شناسایی کنید.

هنگام آزمایش ژئوفیزیک گازهای زیرزمینی، نمونه‌گرهای گاز به ترتیب خاصی روی سطح قرار می‌گیرند. اگر خاک آلوده در توده وجود داشته باشد، گازهایی که آزاد می کند به سرعت به سطح می رسد و مرز انتشار آنها کاملاً با مساحت خاک آلوده مطابقت دارد. تفاوت در ترکیب شیمیایی گازها امکان تعیین نوع آلودگی را فراهم می کند.

انجام بررسی های زمین شناسی با استفاده از ابزارهای ژئوفیزیکی که در یک چاه افقی از پیش حفاری شده یا در یک خط لوله موجود واقع در منطقه مورد نظر قرار گرفته اند امکان پذیر است.

هنگام انتخاب اولیه گزینه ها برای مکان بخش های انتقال، عوامل زیر باید در نظر گرفته شود:

موقعیت مکانی در نزدیکی شهرک ها، شرکت های صنعتی، ساختمان ها و سازه های فردی، راه آهن و بزرگراه ها و سایر اشیاء ذکر شده در مواد.

الزامات دپارتمان در مورد حداقل فاصله از سازه تا خط لوله نفت؛

ماهیت خطوط ساحلی مانع آب؛ طول مورد انتظار انتقال؛ وضعیت پس زمینه مغناطیسی؛ داده های نظرسنجی مهندسی

انتخاب نهایی محل عبور توسط کمیسیون ایجاد شده توسط مشتری انجام می شود. در این مورد عوامل زیر در نظر گرفته شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد:

توپوگرافی، محیط ساخته شده و چشم انداز توسعه منطقه و منطقه آبی مجاور گذرگاه؛

ویژگی های زمین شناسی بر اساس گزینه هایی برای مقاطع عبوری گردآوری شده است.

پارامترهای سد آبی، شرایط و پیش بینی توسعه کانال و فرآیندهای ساحلی در محل عبور. قابلیت اطمینان ساختاری انتقال؛

امکان سنجی فنی و مجاز زیست محیطی ساخت گذرگاه در سایت مورد نظر؛

شاخص های فنی و اقتصادی ساخت گذرگاه.

6.2. ریزتونلینگ

ریزتونل دومین روش متداول ساخت خط لوله بدون ترانشه است. این روش بر اساس ساخت یک تونل با استفاده از یک سپر تونل کنترل از راه دور است (شکل 25).

یک سپر تونل زنی به شکل یک سر کار مخروطی، مجهز به سیستمی از دندان ها، مشت ها و برآمدگی های خرد کننده، خاک را به صورت مکانیکی پردازش می کند و بنابراین سوراخی ایجاد می کند که از طریق آن سوراخ می شود. جهنم هاخط لوله باز خواهد شد. همانطور که سپر به جلو حرکت می کند، خاک در قسمت جلویی باز جمع می شود، جایی که محافظ مخروطی سنگ شکن آن را خرد می کند و با شستشوی دکل حفاری به داخل محفظه اختلاط حرکت می دهد. حمل و نقل خاک زباله در قالب یک مخلوط شستشو از طریق خطوط لوله فن آوری به شفت کار انجام می شود. قسمت جلویی سپر به صورت لولایی به واحد حذف خاک زائد متصل است و سیلندرهای برقی که هر دو قسمت را به هم متصل می کنند، امکان هدایت نصب را در هر جهتی فراهم می کنند. کنترل مسیر و جهت حفاری با استفاده از لیزر انجام می شود که به طور مداوم توسط کامپیوتر کنترل می شود. نصب همراه با لوله های گذاشته شده از طریق کشیده می شود

برنج. 25. طرح اجرای خط لوله به روش میکروتونل زنی:

t - حفر چاه پایلوت، 6 - گسترش تدریجی چاه؛

V - کشیدن یک رشته خط لوله کار؛ 1- دکل حفاری

2 - ستون مته میله های فلاشینگ، 3 - میله های پیلوت، 4 - مسیر سوراخ پیلوت، 5 - سر مته، 6 - چرخان، 7، 8، 9، 10 - ریمرهای با قطرهای مختلف، 11 - خط لوله، 12 - سر برای کشیدن 13 - پشتیبانی غلتکی، آ -زاویه حفاری 6 درجه، (3 - زاویه خروج 5 درجه

این توسط یک بلوک از سیلندرهای قدرت نصب شده در محور کار با پیشرفت حفاری تولید می شود. عملکرد سیلندرهای قدرت و سرعت حرکت آنها با پردازش خاک توسط سر مته همزمان است. نظارت مستمر توسط اپراتور فشار زمین، گشتاور سر مته و پارامترهای حرکت سیال حفاری امکان نظارت مداوم بر فرآیند تخمگذار خط لوله را فراهم می کند. سر مته دارای سیستمی از نازل های پرفشار است که با شستشوی هیدرولیکی خاک با مایع حفاری، از فرآیند حفاری پشتیبانی می کند.

سپر تونل زنی از یک محور شروع از پیش آماده شده در یک جهت مستقیم یا منحنی معین عمل می کند. سپر از شفت گیرنده برداشته می شود.

میکروتونل را می توان تحت هر شرایط خاکی و هر درجه ای از محتوای آب خاک استفاده کرد.

فرآیند ساخت میکروتونل از یک کابین واقع در سطح کنترل می شود. محل و جهت گیری سپر با استفاده از سیستم لیزری کنترل می شود.

ماشین‌های میکروتونل عمدتاً در ساخت تونل‌های کوتاه (100 تا 300 متر) استفاده می‌شوند، اما در عمل ساخت گذرگاه‌های زیر آبی خطوط لوله مختلف، پروژه‌هایی اجرا شده است که طول تونل حدود 3000 متر بوده است. پارامتر اصلی در ساخت تونل. قطر است. تولید کنندگان مدرن نصب هایی با قطر 200 میلی متر تا 14 متر ارائه می دهند.

برای حفاری میکروتونل ها از سپرهایی با اندازه ها و طرح های مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال می توان نیروگاه را در داخل سپر یا روی سطح زمین قرار داد. علاوه بر این، بسته به دسته خاک، نوع و سختی لبه های برش بدنه کار تغییر می کند. روش های مختلفی نیز برای انتقال سنگ از تونل به سطح استفاده می شود. اگر خاک غرقابی نباشد، می توان از یک سپر با دستگاه مارپیچ برای انتقال ضایعات سنگ معدن به سطح استفاده کرد. اگر خاک ها غرقابی هستند یا ممکن است در طول فرآیند کار غرقاب شوند، از یک سپر با بار هیدرولیکی استفاده کنید. در این روش، محلول آب بنتونیت از طریق خطوط لوله پمپ می شود و سنگ معدن مصرف شده را به سطح می آورد.

تونل ساخته شده به این روش می تواند به عنوان فاضلاب، مجرای آب و یا یک خط لوله فولادی برای انتقال نفت، گاز یا هر محصول دیگری در آن قرار گیرد.

درست مانند DNB، با میکروتونل کردن حجم کار حفاری فقط برای ساخت شفت های شروع و نهایی ناچیز است. در صورت لزوم بچرخانید آد بهو یک بخش طولانی یا منحنی از خط لوله، شفت های میانی ساخته می شود. مزایای میکروتونل زنی مانند حفاری جهت دار است.

هنگام استفاده از میکروتونل، شرایط ژئوتکنیکی و هیدرولوژیکی باید در نظر گرفته شود. تجهیزات بسته به این شرایط و

قطر خط لوله به عنوان مثال، خاک هایی مانند ماسه ها و رس های با تراکم متوسط ​​به راحتی پردازش می شوند و نیازی به سپرهای حفاری (سر) خاصی ندارند. گل و لای موجود در محل به شکل پلاستیک جامد مشکلی ایجاد نمی کند، فقط نیاز به استفاده از افزودنی های ویژه در سیال حفاری دارد. اگر در محل ساخت و ساز با یک سنگ همگن مواجه شد، سختی آن بر اساس مقیاس Mohs تعیین می شود، چگالی و ارزیابی کلی از کیفیت سنگ در محل نمونه ها ارائه می شود. تعداد چاه های نظارتی حفر شده به طول مورد انتظار تونل و پیچیدگی ساختار زمین شناسی بستگی دارد. اگر طول حفاری باید حدود 100 متر باشد، معمولاً حفاری یک چاه در ابتدا و انتهای بخش کافی است. اگر نتایج آزمایش حفاری اکتشافی نشان دهد که ساختار خاک یکنواخت در دو انتها وجود دارد، در این صورت نیازی به بررسی بیشتر نیست. در صورت بروز هرگونه انحراف، ناپیوستگی لایه های زمین شناسی، وجود سنگ یا تجمع زیاد قلوه سنگ، انجام حفاری اکتشافی تکمیلی ضروری است.

تاسیسات میکروتونل مجموعه ای از واحدهایی است که در طول ساخت یک میکروتونل با هم تعامل دارند. نصب شامل واحدهای زیر است:

سر حفاری متشکل از یک سپر حفاری، یک سنگ شکن مخروطی و یک محفظه اختلاط. هد شامل: یک موتور الکتریکی، یک پمپ هیدرولیک، یک موتور هیدرولیک برای به حرکت درآوردن حفاری حفاری، سه سیلندر قدرت کنترل، یک تابلوی کنترل، سیم های برق، سیم های کنترل، یک خط لوله برق و یک لوله تورفتگی، یک پمپ شستشو که خاک را پمپ می کند. از سر به شفت شروع؛

ایستگاه اصلی پرس، که از یک قاب و دو سیلندر قدرت هیدرولیک تشکیل شده است.

واحد هیدرولیک که نیروگاه های پرس اصلی و میانی را تامین می کند.

صفحه 4

مبحث شماره 4. ساخت شبکه های مهندسی زیرزمینی

روش های بدون سنگر

1. احداث خطوط لوله به روش سوراخکاری خاک.
2. نصب خطوط لوله با استفاده از روش فشار.
3. نصب خطوط لوله با استفاده از حفاری افقی.
4. ساخت تونل با استفاده از تونل سپر.
5. روش های امیدوار کننده برای اجرای شبکه های زیرزمینی.

1 ساخت خطوط لوله با روش سوراخ کردن خاک

در خیابان ها و میادین با ترافیک سنگین حمل و نقل شهری، در تقاطع مسیرهای تراموا، خودرو و راه آهن، و همچنین در مناطق توسعه نیافته شهر با اعماق بزرگ(بیش از 5 متر)، روش های بسته (بدون ترانشه) برای تخمگذار خطوط لوله باید استفاده شود.

در حال حاضر از چهار روش نصب بدون ترانشه شبکه های زیرزمینی استفاده می شود. بسته به روش انجام کار، آنها متمایز می شوند: نفوذ با سپر، پانچ، سوراخ، حفاری افقی.

کار بر روی روش بدون ترانشه گذاری شبکه های زیرزمینی با بررسی های زمین شناسی و ژئودزیکی و همچنین توسعه برآوردهای طراحی و طرح دقیق افقی و عمودی در محل مطابق با پروژه مصوب انجام شده است.

سوراخ کردن روشی برای نفوذ است که در آن سوراخی برای لوله به دلیل فشرده شدن شعاعی خاک بدون توسعه آن ایجاد می شود.

با استفاده از روش پنچری می توان لوله هایی با قطر تا 500 میلی متر در خاک هایی که قابلیت تراکم پذیری دارند (رس، لوم) گذاشت. طول نفوذ 30-40 متر است و برای لوله های با قطر کوچک (150-200 میلی متر) با در نظر گرفتن خمش طولی لوله ها - 20-25 متر سرعت نفوذ هنگام استفاده از جک های هیدرولیک قدرتمند 2-3 متر در ساعت است. .

سوراخ کردن را می توان با استفاده از جک ها، وینچ ها، تراکتورها، اهرم ها و مکانیسم های دیگری که قادر به ایجاد نیرو از 25 تا 300 تن است انجام داد.

نیرو از طریق اتصالات فشار از طریق انتهای عقب به لوله منتقل می شود. لوله های تحت فشار بخش های لوله ای با طولی برابر با کورس میله جک هستند. فلنج ها به انتهای خود با استفاده از گاست ها جوش داده می شوند. جک، از طریق لوله فشار و آستر، مستقیماً به انتهای لوله فشار می آورد. پس از فشار دادن لوله به زمین برای طول کورس میله جک (مثلاً 1 متر)، میله به حالت اولیه خود باز می گردد و لوله دیگری با طول دو برابر در فضای حاصل وارد می شود. بدین ترتیب با استفاده از ترکیب لوله های تحت فشار به طول 1 و 2 متر، اولین پیوند لوله فشرده می شود. سپس پیوند لوله دوم گذاشته شده و به لوله قبلی جوش داده می شود. در مرحله بعد، فرآیندها تکرار می شوند تا نفوذ به طول طراحی شده برسد.

برای نصب مکانیزم های سوراخ کننده در مسیر، گودالی به عرض 1.2-2.5 متر ایجاد می شود که طول گود به گونه ای تعیین می شود که پیوند لوله های در حال ریختن، واشر پشتیبانی، جک و استاپ به راحتی بر روی آن قرار گیرد. فضای آزاد 0.8-1 متر نیز در نظر گرفته شده است، بنابراین طول کل گودال حدود 10 متر است (با طول پیوند 6 متر). عمق گودال بسته به محل خط لوله تعیین می شود.

یک استاپ به دیواره عقب گودال نصب شده است. با نیروهای سوراخ کننده کم، می توان استاپ را از چوب ساخت. برای تلاش‌های زیاد، توصیه می‌شود یک استاپ موجودی فلزی نصب کنید.

برای کاهش مقاومت لوله (نیروهای اصطکاک) هنگام سوراخ کردن خاک، از نوک مخروطی شکل استفاده می شود که قطر پایه آن 25-35 میلی متر بزرگتر از قطر بیرونی لوله است. افزایش پایه نوک مخروطی باعث کاهش نیروی اصطکاک سطح جانبی لوله ها بر روی زمین می شود.

2 ساخت خطوط لوله با روش فشار

پانچ کردن روشی برای چیدمان بدون ترانشه شبکه‌های تاسیساتی است که در آن پیوندهای مجزای لوله به طور متوالی به زمین فشرده می‌شوند و در حین جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند، با ایجاد یک صفحه در داخل لوله و حذف خاک از طریق لوله‌گذاری. این روش می تواند لوله هایی با قطر 200 تا 3600 میلی متر یا بیشتر را فشار دهد.

گسترده ترینبرای فشار دادن لوله ها، تاسیسات با جک های هیدرولیک با ضربه بزرگ میله و سرعت بالافشار دادن فشار با استفاده از لوله های تحت فشار با طولی برابر با کورس میله جک یا دو برابر طول میله به لوله منتقل می شود.

پانچ با گودبرداری دستی و روش های مکانیزه امکان پذیر است.

هنگام حفاری دستی خاک (برای لوله‌های با قطر بیش از 800 میلی‌متر)، کارگران داخل لوله هستند و با استفاده از بیل‌هایی با دسته‌های کوتاه، خاک را در گاری بار می‌کنند که توسط کابل از لوله بیرون کشیده می‌شود. به سطح برآمد. برای لوله‌های با قطر تا 700 میلی‌متر، خاکبرداری از گودال کار با استفاده از بایل‌ها انجام می‌شود که با افزایش طول نفوذ، دستگیره‌های آنها افزایش می‌یابد.

با روش مکانیزه می توان از تاسیساتی با حفاری استوانه ای خاک با استفاده از شاتل استفاده کرد. برای لوله های فولادی (مورد) با قطر 529 تا 1420 میلی متر استفاده می شود.

3 ساخت خطوط لوله به روش حفاری افقی

روش حفاری افقی برای لوله گذاری بدون ترانشه لوله هایی با قطر 325 تا 1220 میلی متر تا طول 60-40 متر استفاده می شود و برای توسعه سنگ های خاکی سخت استفاده می شود.

می توان از واحدهای حفاری افقی از نوع UGB استفاده کرد. در همان زمان، یک پیوند از لوله که با سر برش و مارپیچ ها گذاشته شده است در گودال کار روی تکیه گاه های غلتکی قرار می گیرد. دستگاهی به شفت مارپیچ متصل شده است که در حین نصب و کار بر روی قلاب لوله‌گذار آویزان می‌شود. در گودال کار در ابتدای چاه، یک تیر رانش با بلوک های قرقره تقویت می شود. لوله با استفاده از یک وینچ به جلو حرکت می کند که کابل قرقره را می پیچد. در حین کار، هنگامی که لوله به جلو حرکت می کند، لایه بردار لوله در همان جهت حرکت می کند و دستگاه را پشتیبانی می کند. برش بر روی سر برش نصب می شود. سر برش مجهز به تیغه های تاشو است که به شما امکان می دهد قطر چاه را 30-40 میلی متر بزرگتر از قطر لوله در حال گذاشتن افزایش دهید. مارپیچ ها را بردارید و با تا کردن تیغه ها و چرخاندن سر در جهت مخالف، از لوله عبور کنید.

4 ساخت تونل با حفاری سپر

حفاری تونل تونل زنی زیرزمینی است که در آن حفاری خاک و ساخت دیواره های تونل تحت حفاظت پوسته استوانه ای سپر انجام می شود.

حفاری با استفاده از سپر به ترتیب زیر انجام می شود. سپر وارد شده به صورت در جهت افقی (در امتداد محور تونل) با استفاده از جک ها به زمین فشرده می شود.

هنگام فشار دادن خاک وارد قسمت برش می شود که شکل یک گوه استوانه ای دارد. خاک فشرده شده در داخل سپر به صورت دستی یا مکانیزه حفاری می شود و روی گاری هایی که در امتداد تونل نورد می شوند بارگیری می شود. در قسمت جلوی سپر یک گیره بیرون زده وجود دارد که از ریزش خاک به داخل سپر جلوگیری می کند (در صورت وجود خاک های ضعیف). پس از اینکه خاک فشرده شده در سپر کاملاً توسعه یافت و برداشته شد، سپر دوباره به جلو حرکت می کند.

سپر با وارد کردن قسمت برش آن به زمین با استفاده از جک های هیدرولیک واقع در امتداد محیط سپر به جلو حرکت می کند. پوشش بلوک حفاری به عنوان تکیه گاه برای جک ها عمل می کند. پس از حرکت سپر به جلو و حذف خاک در قسمت دم سپر، بلوک های آستر در امتداد محیط آن تحت حفاظت پوسته دم سپر گذاشته می شود.

برای ساخت آستر تونل ها از بلوک های سرامیکی، بتنی و بتن مسلح استفاده می شود.

خاک را می توان به صورت دستی با استفاده از کلنگ، خراط و بیل سرنیزه و همچنین مکانیزه توسعه داد. خاک حفاری شده در ترولی بارگیری شده و به خارج از تونل منتقل می شود.

نفوذ پانل برای شبکه های آبرسانی و فاضلاب با پانل هایی با قطر بیرونی از 2.1 تا 5.63 متر ساخته می شود.

04/09/2013 به طور فزاینده ای در سراسر جهان محبوب می شود ساخت خط لولهبا استفاده از روش بدون ترانشه، در هنگام باز کردن خاک اصلاً مورد نیاز نیست. این روش حفاری اجازه می دهد تا بخش عمده ای از کار به صورت زیرزمینی انجام شود که تعدادی از عواقب مانند نیاز به ترمیم جاده، مشکلات ارتباطات موجود، مسدود شدن راه، اختلالات خاک، آسیب های زیست محیطی و غیره را از بین می برد.

روش های حفاری سنتی تقریباً سه برابر کمتر از روش های بدون ترانشه مقرون به صرفه هستند، زیرا ترمیم جاده و ساخت ترانشه طول می کشد. سهم شیربودجه اختصاص یافته برای ساخت خط لوله با استفاده از روش ترانشه. روش بدون سنگر به تعداد کمی پرسنل و دوره های کاری کوتاه نیاز دارد.

روش های اساسی ساخت خط لوله بدون ترانشه

در میان تمام روش های ساخت خط لوله، سوراخ کاری و حفاری افقی باید برجسته شود.

روش حفاری جهت دار افقی اولین بار در دهه 70 در کالیفرنیا مورد استفاده قرار گرفت و بلافاصله محبوبیت پیدا کرد. امروزه در کشورهای متمدن به سختی می توانید آسفالت بدون روکش را در جایی ببینید، زیرا اگر وجود داشته باشد روش های مدرن، حفر خندق از قبل به عنوان بربریت تلقی می شود.

اصل این فناوری بسیار ساده است - در یک انتهای خط لوله پیشنهادی، تجهیزات ویژه ای نصب شده است که یک چاه خلبانی را در امتداد مسیر مورد نظر با دقت بالا حفاری می کند. سپس با استفاده از ریمر، چاه به قطر مورد نیاز منبسط می شود. در این فرآیند از یک مایع حفاری مخصوص برای روانکاری سر مته و تقویت دیواره های چاه استفاده می شود.

با این رویکرد، ساخت خط لولهیک سری مزایای دارد. به ویژه، حفاری ارتباطات در طول مسیر را لمس نمی کند، که به شما امکان می دهد از حوادث در مقیاس بزرگ و هزینه های غیر ضروری جلوگیری کنید. علاوه بر این، مؤلفه زیست محیطی فرآیند بالا باقی می ماند، زیرا فضاهای سبز به هیچ وجه تحت تأثیر قرار نمی گیرند و لایه حاصلخیز خاک مختل نمی شود. بیش از چهار نفر در کار شرکت نمی کنند.

روشی مانند سوراخ کردن فقط در مواردی استفاده می شود که قطر لوله ها از 150 میلی متر بیشتر نباشد. روند به شرح زیر است: یک مخروط روی لوله ای که برای سوراخ کردن در نظر گرفته شده است قرار می گیرد. برای هل دادن لوله از نیروی ماشین های ضربه ارتعاشی یا ضربه ای پنوماتیک و همچنین بولدوزر و حتی تراکتور استفاده می شود. هنگام هل دادن لوله، خاک به کمک یک مخروط از هم جدا شده و فشرده می شود و لوله بیشتر حرکت می کند.

هنگامی که با چالش های پیچیده ساخت خط لوله مواجه می شوید، انتخاب روش های بدون ترانشه باعث صرفه جویی قابل توجهی در زمان و هزینه شما می شود.

در طول بهره برداری از خطوط لوله ارتباطی، به مرور زمان لحظاتی به وجود می آید که خط استحکام خود را از دست می دهد، در معرض سایش قرار می گیرد و نیاز به تعمیر یا بازسازی دارد. قبلاً چنین کاری مشکل ساز بود، زیرا لازم بود خاک را کنده، لوله ها را بردارید، آنها را تعمیر و دوباره دفن کنید. حجم کار ساخت و ساز و نصب منجر به ازدحام در خیابان های شهر، محل های دفن زباله پراکنده و از نظر پولی بسیار پرهزینه بود. اکنون می توان از همه اینها اجتناب کرد زیرا فناوری های بدون سنگر به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

خطوط لوله بیشتر در خاک قرار دارند. در آنجا آنها مانعی برای زندگی شهری ایجاد نمی کنند، محافظت می شوند و نیازی به عایق حرارتی اضافی ندارند. با این حال، دسترسی به چنین لوله هایی دشوار است و تعمیر یا بازسازی به یک مشکل جدی تبدیل می شود. امروزه گزینه هایی برای بررسی سفتی اتصالات خط لوله مانند نشت یاب هلیوم وجود دارد.

BTها همچنین امکان انجام کارهای ساخت و ساز و نصب را از یک گودال یا مستقیماً از یک چاه بدون تهیه ترانشه در کل مسیر می دهند. این باعث صرفه جویی در منابع فنی، صرفه جویی در بودجه و امکان انجام کار در زمان کوتاه تری می شود.

بسیاری از گزینه های پیاده سازی فناوری در بخش BT توسعه یافته اند. انتخاب بستگی به درجه سایش، بودجه، ویژگی های فنی ارتباطات دارد. برجسته:

- روش سفت کردن یک آستین پلیمری انعطاف پذیر؛

روش اعمال پوشش CPP;

Relining;

انفجار;

روش اجرای پوشش های موضعی (مارپیچ، ورق، نقطه ای، مدرج).

برای لوله هایی که سایش شدید دارند، تکنیک های ترکاندن مناسب است (این روشی است که در آن لوله قدیمی و معیوب از بین می رود و لوله جدید کشیده می شود. ... لوله قدیمی با استفاده از چاقوهای مخرب مخصوص از بین می رود، یک اکسپندر تخصصی کشیده می شود. در داخل آن، که قطعات لوله قدیمی را به زمین فشار می دهد) و ریلینگ (روش بدون ترانشه برای تمیز کردن و ترمیم خطوط لوله، زمانی که یک خط لوله جدید در داخل لوله موجود بدون باز شدن (یا با باز شدن جزئی) گذاشته می شود، و همچنین بدون برچیدن خط لوله قدیمی). یکی از گزینه ها، قرار دادن لوله های جدید در خط لوله قدیمی است. به طور کلی، این 2 روش مشابه هستند. کار مقدماتی آنها هم همینطور است. لوله ها باید تمیز شوند، دسترسی به آنها (حفاری) فراهم شود، باز شود و تجهیزات نصب شود. سپس فرآیند فنی پیشرو می آید که نوع تکنیک را تعیین می کند. هنگام ریلینگ، یک لوله PVP با کالیبر کوچکتر با استفاده از کابل وینچ به لوله در حال تعمیر کشیده می شود. خط لوله اصلی در زمین باقی می ماند، اما اکنون فقط یک عملکرد محافظتی (پوشش) را انجام می دهد. سپس این ماده از طریق لوله PVP منتقل می شود. هنگام ترکیدن، ابتدا لوله قدیمی با استفاده از تجهیزات ویژه از بین می رود. سپس یک لوله PVP در کانال حاصل گذاشته می شود. با کوپلینگ به خط اصلی متصل می شود. در نتیجه بخش آسیب دیده با همان شرایط و با همان کالیبر و تنها با تعویض نوع لوله ترمیم می شود.

هر دو تکنیک را می توان در مورد استفاده قرار داد انواع متفاوتارتباطات این مزایای بزرگی را به همراه دارد. با نگاهی به تکنولوژی می توان گفت که این روش ها ساده و مقرون به صرفه هستند. خط را می توان در کوتاه ترین زمان ممکن به عملکرد کامل بازگرداند. این در محیط های شهری راحت است، زمانی که زمان توقف خدمات برای مصرف کنندگان باید حداقل باشد.