Универсальное буровое оборудование Ditch Witch® All Terrain для прокладки подземных коммуникаций: победное шествие продолжается

С тех пор как первые установки ГНБ начали прокладку подземных трубопроводов и кабелей, противостояние буровиков и скальных пород продолжается. «За прошедшие 20 лет специалисты компании Ditch Witch® стали асами в бурении таких пород», - говорит Рэнди Рапп, старший менеджер по производству буровых штанг для установок ГНБ компании Charles Machine Works, которая производит оборудование под торговой маркой Ditch Witch®.

«Ditch Witch® предлагает широчайший спектр решений для бурения скальных пород: от специальных буровых головок и расширителей до разработки комплексных методик», - добавляет Рапп.

Универсальные буровые установки Ditch Witch® All Terrain расширяют сферу применения технологии горизонтально направленного бурения, обеспечивая бестраншейную прокладку в скальных породах с помощью относительно компактных буровых установок, предназначенных для прокладки инженерных коммуникаций.

В настоящее время система All Terrain (AT) (название переводится «все грунты») оснащённая механическим мотором и двойными буровыми штангами, устанавливается на три модели установок Ditch Witch® с усилием обратной тяги 13,5, 18 и 45,5 т.

«Вкратце - машина с системой АТ может эффективно бурить скалу в нужном направлении, чего не может обычное оборудование сопоставимого размера с такой же тягой", - говорит Рапп. - «Для заказчиков это означает, что теперь направленное бурение в скальных породах, которое раньше было исключено, стало возможным. А подрядчики, имеющие оборудование АТ, получают преимущество перед конкурентами: они могут браться за такие работы, которые другие компании даже не попытаются начать».

Обычная установка ГНБ оснащается одинарными штангами и обычной буровой головкой со скошенной лопаткой для управления. С помощью буровой головки контролируется направление бурения. В моделях АТ используется система с механическим мотором, буровой головкой с изгибом 2 градуса и двойными буровыми штангами, что обеспечивает максимальное усилие при бурении скважин. Внутренняя буровая штанга приводит в движение долото, а внешняя направляет инструмент за счет изгиба буровой головки. Внешняя штанга также обеспечивает вращающий момент на расширителе при обратном расширении. Система АТ позволяет управляемо бурить в скальных и каменистых грунтах, при этом требуется не больше бурового раствора, чем при использовании обычного оборудования.

В первой половине 90-х годов технология направленного бурения получила признание у многих владельцев и операторов инженерных коммуникаций, которые считали её инновационной технологией подземной прокладки трубопроводов.

Тем не менее, компактные установки, разработанные для прокладки инженерных коммуникаций, не могли эффективно бурить скальные породы, что исключало использование технологии ГНБ во многих проектах. Несмотря на то, что направленное бурение скальных пород в то время уже не было редкостью, оно требовало использования больших и мощных машин (с мощными буровыми насосами), оснащённых гидравлическими забойными двигателями. Требовались установки, подобные применяющимся при разработке нефтяных месторождений. Такое оборудование расходовало большое количество бурового раствора для работы забойного двигателя. Также была необходима установка вспомогательного оборудования, что делало использование забойных двигателей для прокладки инженерных сетей слишком дорогостоящим.

В 1995 году была представлена система Ditch Witch® с механическим мотором и двойными буровыми штангами с усилием обратной тяги 10,2 т - в то время самая мощная установка ГНБ, выпускаемая под торговой маркой Ditch Witch®.

В статье, вышедшей в 1996 г. в журнале Outside Plant, было опубликовано интервью с представителем компании-подрядчика, который сказал, что установка Ditch Witch® с двойными буровыми штангами "...вероятно, наиболее инновационное улучшение технологии направленного бурения со времён её изобретения". Перед выходом номера эта компания использовала установку Ditch Witch® для прокладки трубопровода в коралловой формации под оживлённой автомагистралью в штате Флорида.

Сотрудничая с заказчиками, инженеры компании Ditch Witch® отладили и усовершенствовали эту систему. В 2000 году была анонсирована система All Terrain® для установки Jet Trac (JT) 2720 - модели с обратной тягой 12,2 т, которая с тех пор широко используется для прокладки инженерных коммуникаций.

«Прежде чем мы смогли назвать наше оборудование "All Terrain", или "Все грунты", потребовалось несколько раз модернизировать его», - говорит Рапп. - «Одно из наиболее значимых улучшений - штанги АТ. Ранние модели оснащались свинчивающимися внутренними штангами, при этом для монтажа или разборки требовались дополнительные действия, вследствие чего наращивание колонны штанг отнимало очень много времени».

Внутренние штанги системы АТ оснащаются скользящими соединениями, что обеспечивает быстрое наращивание буровой колонны, в то же время, предотвращая развинчивание внутренней штанги в ходе работы.

«Буровая головка изгиб 2 градуса, зонд-маяк находится непосредственно позади неё, гарантируя, что оператору передаётся точная информация о положении и позиционировании головки», - продолжает Рапп.

Система АТ эффективна при бурении не только скальных пород, но и для большинства типов грунтов включая мягкие.

"Если машина используется в основном для бурения в скале, но при этом попадаются прослойки почвы, следует просто поставить бур для рыхлой почвы и пройти её слой», - говорит Рапп. - «Если же АТ-установка используется для крупномасштабного бурения в обычных грунтах без камней или с небольшими вкраплениями скальных пород, вместо штанг АТ можно использовать обычные штанги Jet Trac».

По словам Раппа, общее признание эффективности системы АТ повлекло за собой растущий спрос. Три предлагаемые модели обеспечивают широкий диапазон возможностей. Установки использовались в различных проектах на большинстве типов грунтов, а также для бурения каменистых и скальных формаций: от гальки до сплошных скальных пород с твёрдостью до 2 тс/см² и выше.

Компания G&W Construction из Морхеда (шт. Кентукки) прокладывает газопроводы и водопроводы на пересечённой местности в скалистых предгорьях Аппалачей, используя установку JT3020 AT с усилием обратной тяги 13,5 т, а также установку JT100 AT с обратной тягой 45,5 т.

Даррелл Альдерман, владелец и президент компании G&W Construction, сетует, что, несмотря на то, что обычные буровые установки могут бурить скальные породы, выдерживать направление бурения при этом невозможно.

«При бурении в скале главное - направлять головку бура», - продолжает он. - «Установки АТ действительно замечательно бурят скалу в нужном направлении».

Альдерман добавляет, что возможности, открывшиеся перед его компанией в бурении сквозь скальные породы, привлекли новых заказчиков, при этом компания получила заказы на прокладку и подключение инженерных сетей под ключ. Буровые установки компании почти не простаивают.

Несколько подрядчиков недавно завершили проект газификации курортного города Брэнсон в штате Миссури. В основном он построен на скальной породе, и это было одной из причин задержки газификации. Используя две установки JT3020 AT и одну машину модели JT4020 AT, компания Wood Construction из Колорадо-Спрингс (шт. Колорадо) проложила более 30 км магистральных труб из полиэтилена высокой плотности сечением 50,8, 101,6 и 152,4 мм.

«Скала была необычайно твёрдой», - говорит Эд Либби, президент компании Wood Construction. - «Испытания показали, что более половины площади скальной формации сложено породами с твёрдостью в 1,5 тс/см², но мы столкнулись со скалой, твёрдость которой составляла 2,2 тс/см² - в полтора раза больше. Благодаря оборудованию "All Terrain", мы выполнили работу, которая не может быть сделана, если использовать другое оборудование аналогичного размера. Мы смогли обойтись относительно компактными установками без забойного двигателя, которые обеспечили отличное бурение скальной породы. Использование для этой цели больших машин с забойным двигателем было бы нерентабельно. При подобном использовании одна только стоимость бурового раствора возросла бы в 10 раз.

Я бы сказал, что если установка ГНБ с АТ-оснасткой может бурить в Брэнсоне, в штате Миссури, то она может бурить в любом другом месте».