При возникновении сложностей в процессе горизонтального направленного бурения важна быстрота и профессиональность действий по их устранению. Использование вспомогательной пневмоударной установки - проверенное решение для высвобождения трубы, застрявшей в результате обрушения грунта или обжатия за счет пластового давления. Пневмомолот используют и для высвобождения колонны бурильных штанг. Эта статья создана для описания использования пневмомолота Hammerhead® в качестве вспомогательного инструмента при протяжке трубы методом ГНБ, для доставания трубы, бурового инструмента и штанг и для забивания металлических футляров-труб с последующим устранением грунта.

Вопросник

До того как задействовать это оборудование необходимо полностью уточнить текущую ситуацию на объекте. Начальник буровой бригады должен заполнить вопросник приведенный в приложении для уточнения потенциальных путей решения поставленных задач. Далее данный вопросник может быть передан на завод для подробного изучения и рекомендаций.

Методы использования пневмоударной установки

Использование пневмоударной установки для забивания металлических футляров-труб с последующим устранением грунта (рис. A-1)
Пневмоударные установки Hammerhead® могут помочь начать работу в тяжелых условиях. Стальной футляр забивается в тяжелые грунты до места с которого легче начать работу установкой ГНБ. Это возможность создать канал отведения бурового раствора по которому без трения пройдет труба.

Использование пневмоударной установки в качестве вспомогательного оборудования при обратном разбуривании в горизонтальном направленном бурении (рис. А-2)
Пневмоударные установки Hammerhead® часто используются для высвобождения трубы обжатой водонасыщенными грунтами. В этом случае пневмомолот присоединяют к протягиваемой трубе при обратном разбуривании. Ударная сила пневмомолота помогает буровой установке протащить трубу там, где ее возможностей могло бы не хватить.

Использование пневмоударной установки для доставания застрявшей трубы (рис. А-3)
Используйте Hammerhead® для того, чтобы освободить застрявшую трубу, после чего работа по затяжке трубы может быть выполнена повторно. Если обратное разбуривание остановлено, пневмомолот может быть присоединен к затягиваемой трубе. Ударная сила пневмомолота в сочетании с статической силой установки помогают извлечь застрявшую трубу и работа может быть повторно продолжена.

Использование пневмоударной установки для доставания застрявшей колонны штанг (рис. А-4)
Пневмомолот Hammerhead® можно использовать для того, чтобы освободить застрявшие дорогостоящие штанги буровой установки. Пневмоударная установка присоединяется к штангам через специально изготовленный адаптер. Ударная сила установки Hammerhead® в сочетании с усилием установки горизонтально направленного бурения помогают высвободить застрявшие штанги.

Основные правила при организации совместной работы установокГНБ и пневмоударных установок Hammerhead®

Важнейшие факторы успеха

Следующие пункты дают представление о возможности использования пневмомолота как вспомогательного оборудования при горизонтальном бурении. Использование оборудования Hammerhead® не гарантирует успешное выполнение задач по протяжки трубы методом горизонтально направленного бурения или вынимания трубы/штанг из земли, но существенно увеличивает шансы на успех.

Для выбора правильного пневмомолота воспользуйтесь таблицей

Установка пневмоударного оборудования
Правильное присоединение пневмомолота к трубе важно для эффективной передачи ударной энергии от установки к трубе. Убедитесь что все соединения имеют существенный запас по прочности для совокупной силы тяги и пользуйтесь правилами организации работы представленными здесь.

Установка промывочного футляра
Стальная труба/футляр устанавливается на специализированную подушку или на устойчивый грунт с тем же углом захода, что выходят штанги ГНБ. Как только футляр установлен грунт удаляется с помощью шнека.
Футляр позволяет добиться снижения трения в начальной точке бурения и дает место для циркуляции бурового раствора. Кроме того уменьшается загрязнение поверхности так как излишки бурового раствора собираются в футляре.

Присоединение пневмомолота к трубе

Присоединение к стальной трубе

• при обратном разбуривании;
• при извлечении застрявшей трубы.

Молот должен быть установлен на расстоянии 11 метров от приемного котлована. Если молот установлен на конце длинной трубы, энергия удара будет поглощаться через грунт. После начала движения трубы возможно добавление более длинных участков с последующем пере присоединением молота.

Сила обратной тяги установки ГНБ
Установка должна работать с силой обратной тяги, не превышающей предел деформации укладываемой трубы. Буровая установка не должна развивать максимальное усилие при совместной работе с пневмомолотом. Компания, производящая работы с помощью совмещения данных технологий, должна быть проинформирована, что высокая сила тяги установки ГНБ в сочетании с эффектом пневмоудара могут повысить износ бурового инструмента и штанг. Протяжка с 50-75% мощности снижает риск потери бурового инструмента, но не гарантирует отсутствие износа самой буровой установки. Оператор установки ГНБ должен знать, когда пневмомолот включен и работает.

Важно: большинство установок горизонтально направленного бурения предназначены для работы при задействовании 100% мощности. Однако необходимо принимать во внимание, что при одновременной работе динамическая ударная сила пневмомолота добавляется к статическому усилию установки ГНБ. Убедитесь, что все соединения имеют достаточный запас прочности для совокупной обратной тяги и придерживайтесь данной инструкции в части установки пневмомолота.

Управление пневмомолотом
Не управляйте пневмомолотом с полный давлением при начале работы вместе с буровой установкой.

Первые 15 минут управления пневмомолотом
В течение первых 15 минут молот должен работать с производительностью не более 33% а буровая установка должна работать с 50% от максимальной силы обратной тяги.

15 - 45 минут управления пневмомолотом
После первых 15 минут молот должен работать с производительностью не более 50%, а установка горизонталного бурения должна продолжать работать с 50% от максимальной силы обратной тяги.

После 45 минут управления пневмомолотом
После 45 минут, если нет движения трубы с обоих сторон, необходимо запустить пневмомолот на полную мощность, а установка ГНБ должна начать работать с 75% от максимальной производительности. После того, как труба высвобождена и может двигаться при помощи установки ГНБ, используйте ее силу тяги и прекратите использование пневмомолота. Не задействуйте полную мощность пневмомолота, если труба движется, это увеличит скорость работы, но увеличится и риск потери инструмента и штанг и других поломок. Также работа может сорваться, если производительность пневмомолота превысит скорость обратной протяжки установки ГНБ. Если пневмомолот необходим для проталкивания трубы при окончании работы не используйте молот во время смены штанг на установке ГНБ.

Молот должен быть выключен при смене штанг, чтобы не нарушить соединения и не догнать расширитель и штанги.

Вынимание трубы/вынимание штанг
После надежного соединения пневмомолота с застрявшими штангами ГНБ или трубой необходимо статически нагрузить штанги/трубу перед применением пневмомолота.

Присоединение к полиэтиленовой трубе

• при обратном разбуривании (вариант 1);
• при обратном разбуривании (вариант 2);
• при извлечении застрявшей трубы.

Рекомендации по стальной трубе для пневмомолота
Важно чтобы у стенок трубы была необходимая толщина, чтобы специализированные адаптеры пневмомолота подходили. Всегда используйте качественную толстостенную трубу. Не рекомендуется сварная труба. Воспользуйтесь таблицами из приложения D-1 для выбора правильного оборудования и трубы для Вашей работы.

Таблицы HDPE IPS/DIPS размеров трубы

• IPS – см. приложение E-1
• DIPS см. приложение E-2

Усиление сварных швов
см. приложение F-1

Приложение

Крепление пневмомолота к стальной трубе при использовании вместе с установкой ГНБ

Молот крепится к стальной трубе/футляру через специализированные упоры/переходники. Стальная труба затягивается с помощью силы тяги установки ГНБ и вспомогательной ударной силы пневмомолота.

Крепление пневмомолота к стальной трубе для извлечения трубы

Стальной футляр приваривается к извлекаемой трубе, а пневмомолот присоединяется к нему через специализированные переходники.

Крепление пневмомолота к полиэтиленовой трубе при использовании вместе с установкой ГНБ. Вариант 1

Пневмомолот присоединяется к стальному футляру через специализированные упоры/переходники. Стальной футляр присоединяется к ПНД трубе при помощи специального соединительного элемента. Труба затягивается с помощью силы тяги установки ГНБ и вспомогательной ударной силы пневмомолота.

Крепление пневмомолота к полиэтиленовой трубе при использовании вместе с установкой ГНБ. Вариант 2

Пневмомолот присоединяется к стальному футляру через специализированные упоры/переходники. Стальной футляр приваривается к стальной плите, соединенной со стальным рукавом. Рукав прикручивается болтами к ПНД трубе. Труба затягивается с помощью силы тяги установки ГНБ и вспомогательной ударной силы пневмомолота.

Крепление пневмомолота к полиэтиленовой трубе для извлечения трубы

Пневмомолот присоединяется к стальному футляру через специализированные упоры/переходники. Стальной рукав прикручивается болтами к ПНД трубе. Стальной футляр к стальному рукаву. Труба затягивается с помощью силы тяги установки ГНБ и вспомогательной ударной силы пневмомолота.

D-1: рекомендации по выбору переходников для вспомогательного оборудования

Переходники

Хомуты

Трубы с тонкими стенками (толщина стен труб меньше рекомендованной в таблице) рекомендуется использовать непродолжительное время и в мягком грунте. В этом приложении переходники для труб с более толстыми стенками должны быть приварены на тонкостенную трубу для размещения муфт.
Важно: при использовании тонкостенных труб могут происходить поломки как самих труб, так и повреждение мест сварки.

При любых видах работ следует использовать трубы, соответствующие стандартам ASTM A53/A53M-05. Также может использоваться сварная труба со стальной навивкой.

*Прежде чем выбирать тот или иной элемент, сверьтесь с таблицей.
** Используется с переходником
† несмотря на то, что эти трубы могут использоваться, не рекомендуется применять заглушки для удаления почвы.

E-1: Размеры труб (IPS)

E-2: Размеры труб (DIPS)

Усиление сварных швов