9 декабря 201911:15

Доповідь, представлена на міжнародній конференції "NO-DIG". Автор - А.Л. Наговіцин

Електронні зонди для установок горизонтально направленого буріння (ГНБ), що встановлюються в бурових голівках, можуть працювати безвідмовно багато років, але можуть відмовити і при першому ж проколі. Аналізу причин такого широкого розкиду тимчасових рамок безвідмовної роботи зондів ГНБ присвячена ця робота, заснована на досвіді відновного ремонту зондів серій MARK, ECLIPSE, LT фірми Digital Control Inc.і серії SubSite фірми Charles Machine Works Inc. Крім того, для бурових майстрів і операторів установок ГНБ може бути корисним опис поведінки зондів при нештатних ситуаціях. Автор розуміє, що подібні роз'яснення не можуть замінити практичний досвід, але допоможуть краще його використовувати і дозволять уникнути зайвих витрат на придбання нових зондів.

Причини відмов електронних зондів, шляхи вирішення проблем

Структура і конструкція зондів ГНБ різних фірм і різних серій дуже схожі. Монтуємий в голівці бура, зонд складається з датчика нахилу поздовжньої осі по відношенню до горизонту, датчика крену ( "годинника"), імпульсного стабілізатора, мікроконтролерного блоку обробки і антенного драйвера з феррітовою "антеною". Всі елементи залиті вологостійким компаундом і поміщені в пластиковий корпус, що забезпечує вільне поширення силових ліній змінного магнітного поля феррітової "антени". 

Існує три основні причини відмови електронних зондів для ГНБ: перегрів, стиск, проникнення бурового розчину до елементів електронного блоку. Четверта причина - відносно рідкісна - відмова елементів електронного блоку в силу виробничого браку або людського фактора.

Перегрів зонда

Під час буріння зміна характеристик породи може привести до сильного розігріву бурової головки навіть при наявності інтенсивної подачі бурового розчину. Для контролю температури служить температурний датчик, встановлений в електронному зонді. На жаль, при передачі даних від зонда на поверхню температура не є пріоритетним параметром. У зондах серій MARK, ECLIPSE, наприклад, крок вимірювання температури становить 4 ° С, період оновлення інформації кілька секунд. Крім того, сам датчик температури не стикається безпосередньо з матеріалом бурової головки, тобто значення температури наростає відносно повільно. Тому перш ніж оператор бурової установки встигне послабити тиск на бурову головку, може статися значне нагрівання головки і надалі відповідно електронного зонда. При цьому оператор може спостерігати зростання температури навіть після зупинки обертання - нагрівання не відразу доходить до датчика температури. Можуть бути декілька наслідків для електронного зонда через перегрів. Оператор вчасно зреагував на звуковий сигнал (швидкість наростання температури вище допустимої), послабив тиск на головку, збільшив витрати бурового розчину - через деякий час (кілька хвилин) показники температури знизяться до нормальних, можна продовжувати буріння. Оператор запізнився до вищезазначених дій - тут може бути кілька випадків. Найлегший - потемніння температурного лейбла на голівці електронного зонда (або всередині батарейного відсіку в разі зондів-маяків серії SubSite). У лейблі при певній температурі плавиться якийсь склад типу гудрону, в ньому "тоне" тонкий шар тальку і світло-сіра поверхня мітки лейбла стає чорною. При цьому зонд продовжує працювати, але надійність його свідчень не гарантується. При сильному перегріванні в першу чергу страждають датчики нахилу і "годинника", незважаючи на реалізацію їх в зондах серій SubSite, ECLIPSE на основі напівпровідникових чіпів. При дуже великому перегріві (оператор "проспав" аварійну ситуацію) можливий вибух датчика нахилу в зондах серії MARK, викривлення корпусу з подальшим проникненням бурового розчину до елементів електронного блоку. Зонд відмовляє відразу, або через дуже короткий проміжок часу. Відновлення зонда можливо, якщо датчик нахилу не деформований. 

Стиснення зонда

Бурова головка, де встановлюється зонд, в процесі роботи піддається найпотужнішим змінним навантаженням. Природно, що вона виробляється в більшості випадків з інструментальної сталі з термообробкою. Проте, найслабшим її місцем є ділянка з поздовжніми скрізними отворами для безперешкодного виходу магнітних силових ліній. При прикладанні скручуванні зусилля понад допустимі (може статися при несподіваному заклиненні бурової головки в процесі буріння) можливе повне змикання щілин (повне екранування магнітного поля) і стиснення зонда при недостатньому внутрішньому діаметрі гнізда. Бурова головка з відкритими (нічим не заповненими) поздовжніми щілинами працює як ослаблений торсіон при передачі зусилля обертання від штанги до бурової лопатці.

 Через поздовжні щілини відбувається скручування з максимальним зменшенням діаметра бурової головки точно посередині щілини і, як наслідок, зменшення діаметра посадкового місця (гнізда) під зонд. У підсумку на корпусі зонда буде видно сліди стиснення, що може привести (і практично рано чи пізно призводить) до руйнування елементів електронного блоку, в тому числі і ферритової "антени". Це досить поширена причина відмов при використанні бурової головки з відкритими поздовжніми щілинами. Практично всі виробники бурових головок використовують різні "ноу-хау" для посилення цієї слабкої ділянки.

Найбільш кардинальним є заповнення щілин бурової головки ізоляційним стійким матеріалом, типу склотекстоліту, добре працюють на стиск і використання гнізда збільшеного діаметру для зонда. Центрувати при цьому зонд в гнізді зручно або стандартними засобами (гумовими кільцями), або підмоткою з ізоляційної стрічки, розташованою на відстані 40 ... 50 мм від кінців зонда. Якщо на корпусі видно сліди від поздовжніх щілин, то слід бути готовим до швидкої відмови зонда.

Товщина пластини - по ширині щілини (стеклотекстолит добре працює на стиск, тобто щілини не будуть "грати"). Абсолютної герметичності годі й домагатися - тонкі тріщини в заливці все одно з'являться, але всередину буде потрапляти тільки найдрібніша фракція суспензії бурового розчину, тобто ймовірність заклинювання зонда в гнізді знижується. Зазор між корпусом зонда і гніздом в бурової голівці - 1,5 ... 2 мм або більше (корисно з усіх боків: зниження споживання і відсутність заклинювання). Для центрування зонда - дві підмотки з ізоляційної стрічки або армованого одностороннього скотча.

Втрата герметичності корпусу зонда - проникнення бурового розчину до елементів електронного блоку

Можливі дві причини втрати герметичності: механічне пошкодження і перегрів. Візуально втрату герметичності можна спрогнозувати зі зміни, наприклад, розміру щілини межу корпусом батарейного відсіку і пластиковим корпусом (в зондах серії SubSite використовується різьбове з'єднання і цей метод непридатний). Перегрів практично завжди викликає викривлення пластикових елементів корпусу з втратою герметичності. Небезпека втрати герметичності полягає в постійній, методичної електрокорозії елементів електронного блоку. Найбільш швидка відмова зонда настає при проникненні бурового розчину до елементів зонда.

Наведені в даній роботі причини відмов електронних зондів для ГНБ, їх прояв і деякі шляхи запобігання порушенню працездатності з'явилися в результаті багаторічного досвіду ремонту зондів. 

5 декабря 201910:53

Ринок обладнання ГНБ зростає з кожним роком і кількість робіт, які виконуються безтраншейним способом, стає все більше. У проведенні даних видів робіт значення має кожна найменша деталь, щоб уникнути зайвих витрат. Що ж потрібно знати, щоб скоротити витрати?

Що таке експлуатаційні витрати

«Експлуатаційні витрати» - термін, добре знайомий будівельникам підземних споруд. Він застосовується для опису витрат, які доводиться нести при використанні обладнання, а саме: витрати палива, технічного обслуговування і зносу деталей.

На ринку ГНБ питання експлуатаційних витрат часто випливає при покупці нової бурової установки, так як вартість витрат при роботі бура на повній потужності є вирішальним фактором для визначення вартості всієї машини. Прорахунки в цьому питанні можуть привести в неприємних наслідків.

До завдань Керрі Вер Плоег (Carrie Ver Ploeg), менеджера по продукції компанії Vermeer (Product Manager at Vermeer Corporation), входить контроль за розвитком ГНБ-обладнання. Вона визнає, що правильно обраний буровий інструмент може істотно впливати на загальну продуктивність.

Що потрібно враховувати при виборі бурового інструменту

Вибір інструмента слід почати з визначення кінцевої мети всієї роботи і обліку різних умов: особливості географічного положення, стану грунту і очікуваних перешкод на шляху свердловини. Недооцінивши будь-якої з цих факторів, ви ризикуєте вибрати невідповідний інструмент.

Особливу увагу слід приділити:

- Вибору бурової головки. Головка, що не призначена для роботи в даних вам умовах (наприклад, в кам'яному грунті або твердому сланці), може знизити швидкість буріння пілотної свердловини. Якщо ж, навпаки, застосувати бурову головку для скельного грунту при роботі в суглинку - це викличе невиправдані витрати.

- Вибору корпусу зонда. Вирішальне значення має чіткість сигналу, точність і легкість управління.

- Вибору інструменту для зворотного опрацювання свердловини. Наявність насадок, що підходять під певний тип ґрунту, також впливає на обсяг експлуатаційних витрат, а невірно обраний розширювач може привести до втрати продуктивності.

Таким чином, ми бачимо, що бурової інструмент має величезне значення. Це особливо важливо при жорстких часових і фінансових рамках виконання роботи.

Для підвищення якості інструменту деякі виробники використовують в сплавах карбід. Все більше і більше підрядників ГНБ самостійно вивчають різні види карбідних сплавів і відповідні виробничі процеси.

Як розрахувати експлуатаційні витрати

Не варто ускладнювати розрахунки. Відповідно до досвіду Вер Плоег, перший важливий крок - це складання чіткого плану майбутньої роботи. Слід продумати траєкторію свердловини, вивчити стан грунту, мати в запасі необхідний інструмент і розмістити його в безпосередній близькості від місця проведення робіт, щоб не витрачати час на очікування доставки змінних частин. Також слід враховувати співвідношення ціни і якості вашого інструменту. Також необхідно проаналізувати очікуваний термін служби інструменту.

Вер Плоег рекомендує працювати у співпраці з дилером або виробником, який допоможе правильно підібрати обладнання.

Вибір інструмента впливає і на витрату бурової рідини

«Кількість розчину, необхідного для проведення тієї чи іншої роботи - це також один з вирішальних факторів, що впливають на експлуатаційні витрати, - каже Вер Плоег - Тому будь-які властивості і нюанси обладнання, що дозволяють поліпшити контроль над подачею рідини і точно розраховувати необхідну її кількість, дозволяє значно скоротити витрати ».

Для якісного контролю подачі бурової рідини важливий правильний вибір корпусу зонда. Наприклад, Vermeer випускає корпуса, що дозволяють оптимально змінювати обсяг пропускаємого розчину, не створюючи при цьому загрози для електронної начинки приладу. Електроніка коштує чимало, тому необхідно переконатися, що обраний вами корпус зонда пропускає достатню кількість рідини для належного охолодження.

Те ж саме стосується і розширювачів (Ріммер). Необхідно враховувати кількість насадок, їх розмір і розташування - тоді подача бурової рідини буде більш ефективна, і продуктивність обладнання збільшиться.

Вер Плоег рекомендує підрядникам направляти своїх нових робочих на спеціальне навчання.

29 ноября 201911:01

Правильна локація - ключ до успіху при проведенні робіт ГНБ. Тільки знаючи точне розташування бурового інструменту під землею, можливо виконати завдання акуратно і без фінансових втрат. На жаль, дуже часто успішній роботі локаційної системи перешкоджають перешкоди. На деяких майданчиках перешкоди виникають частіше, ніж звичайно. Саме в таких умовах довелося працювати компанії TH Construction при виконанні замовлення для Cargill Food Distribution.

Компанія TH Construction має 20-річний досвід роботи в сфері горизонтально-направленого буріння. Найчастіше вона доводила до кінця найскладніші проекти, від яких відмовлялися інші підрядники. Тім Хаттманн, власник TH Construction, вважає швидкість і акуратність головними складовими успіху. Чим більше прокладено труб - тим вище прибуток, однак, швидкість роботи не має значення, якщо завдання виконане неакуратно. Акуратність роботи багато в чому залежить від локатора.

Для цього проекту компанія використовувала нову локаційну систему Falcon F5 від Digital Control Inc. (DCI), і результати вразили керівництво. На думку Хаттманна, Falcon F5 вийшов на новий рівень локації і боротьби з перешкодами.

Трубопровід мав пролягати під будівлями м'ясних холодильних складів Cargill. За словами Брайана Меттсон, менеджера DCI по роботі з клієнтами, холодильні склади - одні з найбільш проблемних майданчиків. Вони створюють перешкоди для локаційної системи, і рівень цих перешкод неможливо передбачити. На щастя, нова система Falcon успішно з ними справляється.

Роботи довелося вести в різних грунтових умовах. Траєкторія свердловини проходила під приватної залізничною гілкою і канавою і підходила під будівлі, де необхідно було розмістити електричну систему опалення. Підземне опалення вкрай важливо для нормальної роботи холодильних складів, так як бетонна підлога не сприяє збереженню температури в приміщенні, і холод іде в землю. З цієї причини підлога будинку може роздутися, те ж саме станеться і з дахом. До завдань TH Construction входила установка підземного нагрівача, що запобігає подібній деформації.

В даному випадку роботи почалися не з-за деформації будівлі. Cargill розширила площу складів, що зажадало додаткової установки підземного обігрівача. TH Construction, озброєні буровою установкою Vermeer D36x50 і локаційної системою Falcon 5, приступили до виконання завдання.

«Вперше я побачив цей пристрій в 2015 році на Міжнародній виставці будівельного і комунального устаткування (ICUEE) в Луїсвіллі, - розповідає Хаттманн, - представник Vermeer розповів нам про нову локаційної системі, і я вирішив, що ми повинні перевірити її в дії».

Це був не перший раз, коли компанія скористалася обладнанням DCI - в їх арсеналі є 15 локаційних систем цієї фірми. Ще однією перевагою Falcon F5, за словами Хаттманна, стало схожість інтерфейсу і управління з моделями F5 і Eclipse, але сама її видатна особливість - це подолання перешкод.

Саме з сильними перешкодами, що виникли при низькій температурі і великій кількості арматури, довелося зіткнутися при проведенні робіт під холодильними складами. Зазвичай в подібних умовах сигнал стає переривчастим, і підрядник не може бути стовідсотково впевнений в точному розташуванні бурової головки. Однак, Falcon F5 успішно впорався з цим завданням. За словами Хаттманна, вона уловлювала сторонні сигнали в рази краще, ніж старе обладнання від DCI.

Falcon F5, як і Falcon F2 реєструють перешкоди в широкому спектрі частот - від 4,5 до 45 кГц - і пропонують оператору кілька оптимальних частот, де перешкоди будуть не настільки виражені. За допомогою цього пристрою Хаттманн і його команда заощадили 60 годин робочого часу - що було б неможливо зі старим обладнанням. Через низьку температуру всередині складу, робітникам довелося тепло одягатися - однак, новому обладнанню холод виявився не страшний. Воно прекрасно працювало в цих умовах, не деформуючись і не втрачаючи сигнал. Ця вдосконалена технологія стала життєво важливою для роботи TH Construction.


21 ноября 201913:59

Так як роботи з горизонтально-спрямованого буріння зазвичай припиняються в зимовий сезон, коли грунт промерзає, то зима - дуже вдалий час для перевірки приводної частини насоса.

Належна діагностика може запобігти втраті дорогоцінного робочого часу в розпал будівельного сезону.

Не варто чекати, коли поломка сама дасть про себе знати - витрати на ремонт в цьому випадку будуть вкрай високі. 

Всі ГНБ-насоси потужністю 100 к.с. і менше влаштовані приблизно однаково незалежно від виробника.

  • 1. Колінвал
  • 2. Основний підшипник
  • 3. Набір прокладок
  • 4. Половина шатунного підшипника
  • 5. Сальник коленвала
  • 6. Прокладка кришки шатуна
  • 7. Шатун
  • 8. Палець крейцкопфа
  • 9. Крейцкопф (повзун)
  • 10. Полушток
  • 11. Кришка сальника
  • 12. Прокладка сальника
  • 13. Стопорне кільце сальника

При забезпеченні належного технічного обслуговування, приводна частина насоса здатна прослужити кілька років. В першу чергу, довговічність забезпечує чисте мастило і належний стан сальників. Такі зовнішні чинники як протікання поршнів або кавітація зменшують термін служби деталей насоса. Візуально визначити ступінь зносу деталей перш, ніж поломка забажає дорогого ремонту, досить просто.

Найбільше навантаження припадає на палець повзуна (крейцкопфа) і зону втулки. Ступінь зносу можна визначити, заблокувавши полушток гайковим ключем і злегка повернувши коленвал. Якщо при цьому відзначається люфт - то причиною цього може бути палець крейцкопфа і втулка, або шатунний підшипник.

Далі необхідно зняти шатун і крейцкопф. Якщо люфт виявляється у втулці, її необхідно зняти і оглянути, і так само оглянути палець крейцкопфа в головцішатуна. Одні виробники пропонують втулки, відразу готові до установки. Втулки інших виробників слід приганяти за розміром відповідно до інструкції, наведеної в керівництві по використанню насоса.

Потім слід оглянути самі шатунні підшипники. Якщо знос помітний неозброєним оком, то з'ясуйте за допомогою мікрометра, чи не деформовані  шийки коленвала. Якщо шийки в порядку, то необхідно замінити лише підшипники. Одні виробники використовують прокладки, що забезпечують необхідний пригін по шийці, інші - підшипники автомобільного типу, що вимагають лише правильного налаштування крутного моменту. І у тих, і у інших є свої плюси і мінуси. Прокладки дозволяють використовувати в механізмі підшипники більшого розміру. Якщо ж в насосі використовуються підшипники автомобільного типу, і шийки коленвала при цьому деформуються, то необхідно замінити весь колінвал. Конічний роликовий підшипник може прослужити кілька років, тому при відсутності ознак зносу його заміна не обов'язкова.

Перевірка люфту коленвала - досить просте завдання. Заміряйте його бічний зсув, використовуючи індикатор годинного типу. При перевищенні встановленої виробником норми слід додати або зменшити число прокладок (зазвичай вони поставляються виробником в комплекті), правильно підібравши їх товщину.

Сальник утримує масло всередині механізму і перешкоджає забрудненню ззовні. Його легко перевірити на знос, і від нього так само залежить довговічність приводний частини насоса. Стан сальника завжди має бути ідеальним.

Якщо на полуштоці утворюються потертості - негайно замініть його, так як це підвищує ризик забруднення механізму. Залежно від виробника, полушток може відділятися або не відділятися від крейцкопфа, проте в будь-якому випадку він підлягає заміні при появі подряпин.

При своєчасному обстеженні приводної частини насоса, саме ви вирішуєте, коли проводити ремонт, а не насос заявляє про поломку в середині робочого процесу. Якщо виявити проблему на ранній стадії її виникнення, то ремонт вийде відносно недорогим. Запущені неполадки можуть вилитися у величезні витрати коштів і втрату робочого часу.

6 ноября 201914:18

Компанія Ditch Witch® один з виробників найнадійніших бурових штанг в індустрії прокладки підземних комунікацій. І в цій статті будуть поради від фахівців цієї компанії. То ж почнемо.

Навіть найнадійнішу штангу необхідно правильно використовувати. Так, вона зроблена з високоміцної сталі з дотриманням всіх норм і проведена з граничною точністю, але один невірний рух, перевищення радіуса вигину, обтиснення або недостатня кількість мастила і не тільки штанга, але і вся бурова колона буде пошкоджена.

Сама штанга, а також її заміна коштує недешево, і це чудово знають професіонали, що працюють в області ГНБ. Тому необхідно беззаперечно дотримуватися інструкції, написані в керівництві оператора. Більшість операторів ГНБ установок знає, як правильно пробурити свердловину. Часом досвід є кращим вчителем, однак якщо ви врахуєте наведені нижче поради, вам вдасться уникнути можливих проблем.

Перед бурінням
Бурова штанга потребує належного догляду ще до того, як ГНБ установка виявиться на робочому майданчику. Перш за все, необхідно вибирати бурові штанги конкретно розроблені для Вашої бурової установки, беручи до уваги наступні моменти:

Замкові з'єднання бурових штанг повинні відповідати крутящому моменту, що розвиває установка при скручуванні штанг.
Зовнішній діаметр труби значно впливає на характеристики рулювання / управління. Занадто товста або занадто вузька бурова труба не буде відповідати тязі установки і може привести до проблем управління.
Свердловина повинна бути добре спланована заздалегідь. Необхідно взяти до уваги, які перешкоди присутні в землі, діаметр і тип труби, радіус вигину, глибину закладки, позицію установки по відношенню до точки виходу на глибину буріння, а також дозволяє даний проект риття приймального і стартового котлованів.

Використовуйте оптимальний кут забурювання щоб мінімізувати ймовірність перегину штанг при переході на горизонтальну ділянку буріння. Приймальний котлован дозволяє запобігти перегину, а також дозволить розширювачу почати роботу в горизонтальній площині без додаткового зусилля.

Перед початком використання абсолютно нової штанги необхідно провести наступну процедуру (по три рази для кожної штанги):

  1. Вручну здійснити змащування всієї поверхні різьби і ущільнювачів торців труби з кожного боку реагентом для бурильного замка на мідній основі.
  2. Приєднати і скрутити штанги 
  3. Роз'єднати штанги

Невиконання цих дій може призвести до поломки штанги в різьбах. Такій самій підготовці піддається і шпиндель бурової установки. 

В процесі буріння
Бурові штанги і прокладаєма труба мають обмеження по радіусу вигину, які необхідно знати і ні в якому разі не перевищувати. Максимальний радіус вигину бурової штанги Ditch Witch® можна дізнатися з таблиці, надрукованій в керівництві по експлуатації. Найчастіше робоча труба має радіус вигину, відмінний від радіуса вигину бурової штанги, тому пілотна свердловина повинна плануватися під мінімальний радіус вигину.

Те, яким чином згвинчуються і розгвинчуються різьбові замкові з'єднання, впливає на життєвий цикл бурової колони. Перш ніж приєднати бурові штанги, необхідно змастити різьблення і ущільнювальні торці бурового замка спеціалізованим мідним мастилом. Мастило запобігає корозії і знижує знос різьбових з'єднань. При необхідності потрібно очищати різьбу миючим засобом і струменем води під тиском. (НЕ використовуйте бензин і інші розчинники на нафтовій основі, оскільки це перешкоджає правильній роботі мастила для замкових з'єднань і призводить до їх швидкого зносу).

Згвинчення і розгвинчування завжди має здійснюватися повільно і акуратно. Обережно з'єднайте вхідний (тато) і приймальний (мама) кінці бурових штанг, перш ніж приступити до згвинчування. Недостатньо чітке з'єднання може пошкодити різьбу і сам замок і зіпсувати штангу.

Ретельно розраховуйте співвідношення обертання і швидкості руху каретки. Це дозволить запобігти перекручуванню бурових замків, стирання і розширення ущільнювача торця. Різьба на конусному з'єднанні не використовується повністю до останніх 40 мм. Переконайтеся, що торці стикаються, і тільки потім закріпіть замок повним крутним моментом установки.

Не варто поспішати і покладатися на те, що загвинчування буде зроблено до кінця вже в ході буріння.

Найбільше навантаження приймають на себе замкові з'єднання штанг що знаходяться безпосередньо за бурової головкою. Провідна штанга найдовше перебуває в землі і тому отримує великі ударні і скручувані навантаження. 

Порада. Ніколи не згвинчувати і розгвинчуватися штанги крутним моментом установки, якщо вони не перебувають на установці. Для того щоб послабити штанги не на установці, вимкніть двигун і потім використовуйте спеціалізовані затискачі. Затиск бурових штанг проводиться тільки в позначених частинах тіла штанги, оскільки навіть невеликий надріз може привести до значних навантажень під час обертання. Завдяки спеціалізованому амортизатору Ditch Witch® EZ Connect зникає необхідність в відкручуванні сильно загвинченому замкових з'єднань.

В процесі буріння ніколи не обертайте бурову колону без подачі або зворотної тяги, оскільки це може підвищити напругу кожного замкового з'єднання. Також бажано не просувати штангу на повну довжину без обертання. В іншому випадку її можна погнути. Вводите з обертанням бурову штангу в грунт наполовину, перш ніж штовхати її далі без обертання.

В процесі буріння свердловини ніколи не перевищуйте рекомендований радіус вигину бурильної штанги, це може привести до її поломки і втрати бурового інструменту, труби і штанг. Корекція траєкторії буріння повинна проводитися настільки плавно, наскільки це можливо. В іншому випадку може статися раптове відхилення траєкторії, що може привести до поломки штанг, ускладнити процес буріння і протягування. Важливо випрямляти траєкторію після кожного коректування якомога раніше.

Занадто велика зміна кута нахилу вгору або вниз може привести до перегину штанги, так само як і коригування вправо / вліво. Обмеження по вигину штанг Ditch Witch® наведені в керівництві з експлуатації для кожної моделі.

Оскільки кожна штанга стикається зі шпинделем установки, його необхідно регулярно перевіряти на знос і своєчасно міняти. В іншому випадку це може привести до поломки штанг. Завжди своєчасно замінюйте бурові наконечники і розширювачі, у міру їх зносу, інакше навантаження на бурову колону значно виросте.

Під час зворотного розбурювання
Навантаження при зворотному розбурюванні передається на бурові штанги і розширювач. При цьому необхідно дотримуватися наступних рекомендацій:

Не тягніть розширювач швидше, ніж він може різати грунт.
Ніколи не починайте роботу, не переконавшись у наявності достатньої подачі бурового розчину. Достатня подача і правильна рецептура бурового розчину знижують навантаження на скручування і розрив.
Використовуйте найменший розширювач, можливий для протягання даної труби. Якщо вам потрібно пробурити свердловину більшого діаметру, зробіть більш одного попереднього розширення, поступово збільшуючи розміри розширювачів.

Після буріння
При покупці змінних бурових штанг зверніть увагу на те, щоб вони були зроблені тією ж компанією, що і вся бурова колона, оскільки в ГНБ індустрії немає універсальних стандартів різьбових замкових з'єднань. Елементи від різних виробників можуть випадково підходити один до одного, однак це не означає, що різьбове з'єднання вироблено надійно.

Допуски на різьблення можуть змінюватися від виробника до виробника. Зрозуміло, зношена різьба не підходить для використання з новими штангами - це може привести до прискореного зносу нових штанг. Максимальний рекомендований радіус вигину штанг у різних виробників також може відрізнятися. Незнання цього і використання штанг від різних фірм може призвести до швидкого зносу всієї бурильної колони.

При заміні всієї бурової колони штанг необхідно замінити також і шпиндель установки ГНБ. Використання старого шпинделя разом з новими штангами може спричинити за собою їх підвищений знос.

Оскільки перша гнб штанга довше інших знаходиться в землі, вона більшою мірою схильна до навантажень і зносу. Для того щоб розподілити навантаження рівномірно по всій колоні, кожен раз після закінчення робіт переміщайте першу штангу в кінець колони.

Практика застосування бурових штанг
Роблячи зусилля для того, щоб максимально продовжити термін служби бурових штанг, Ви робите серйозний крок для забезпечення успіху всього процесу горизонтального направленого буріння. Нижче наводиться список, корисний при плануванні свердловини:

  • Правильно виставте установку ГНБ.
  • Надійно закріпіть буровий агрегат за допомогою системи якоріння.
  • Вручну змастіть нарізні сполучення замків на нових штангах.
  • Належним чином згвинчуйте і розгвинчуйте замки бурових штанг.
  • Збірка і розбирання повинна проводитися з помірною швидкістю.
  • Слідкуйте за тим, щоб швидкість обертання і тяга були синхронізовані.
  • Встановлюйте відповідний крутний момент для всіх замків.
  • Уникайте перегину бурових штанг в процесі управління.
  • Своєчасно очищайте і змащуйте нарізні сполучення штанг.
  • Використовуйте буровий розчин, що відповідає умовам грунту, в достатній кількості.

Завжди звіряйтеся з керівництвом по експлуатації в питаннях експлуатації, ремонту і зберігання бурових штанг.

24 октября 201915:57

Давним-давно, в одній далекій-далекій галактиці ... втім, не так вже й далеко. У цій статті я хочу повернутися до основ і розповісти про найбільш значущі характеристики натрієвого бетоніта, що видобувається в Вайомінгу.

Найчастіше при проведенні робіт нам було досить просто розкрити мішок і засипати речовину в змішувач. Чарівні властивості цієї глини стали для нас чимось самим собою зрозумілим. Заінтриговані? Я розповім, у чому її унікальність і особливість.

Натрієвий бентоніт сформувався в крейдяний період близько 65 ... 145 мільйонів років тому в нинішньому басейні Бигхорн на заході США.

Басейн Бигхорн (англ. Bighorn Basin) - це плато і Міжгірський басейн шириною приблизно 160 кілометрів на північ від штату Вайомінг, США. З початку XX століття в басейні добувають нафту. Східна частина басейну прославилася як місце знахідки численних копалин. Також були виявлені поклади урану в північній частині.
Своїм народженням бентоніт зобов'язаний вулканічному попелу, і довгий час був прихований під водами внутрішнього моря. Поклади цього матеріалу обмежені, також існує кілька його різновидів. Більшість великих компаній з виробництва бентоніту ведуть видобуток в цьому районі. Як відомо, бентоніт використовується в багатьох галузях промисловості: металургії, виробництві товарів для тварин (наприклад, котячого наповнювача), косметики і так далі.

Найважливіші властивості натрієвого бентоніту з Вайомінгу:

Уявіть три кубика вайомінгского натрієвого бентоніту розміром в один кубічний дюйм. При правильній обробці ці кубики можуть покрити 66 футбольних полів. Структура натрієвого бентоніту є тонкі пластинки. Вони негативно заряджені, і тому постійно намагаються відштовхнути один одного - в цьому і полягає причина такої величезної площі покриття.
У вайомінгского натрієвого бентоніту високий ступінь набухання. Він може увібрати кількість води в двадцять разів більше власного об'єму. Більш поширений кальцієвий бентоніт має голчату структуру, що призводить до зниження в'язкості, міцності гелю, якості суспензії і слабкого поглинання розчину.


Чи знайомі ви з ситуаціями, подібними описаним нижче?

  • Бентоніт погано перемішується, або потрібна більша кількість бентоніта для отримання необхідної в'язкості.
  • Ви виключаєте змішувач, і бентоніт осідає на дні, залишаючи на поверхні чисту воду.
  • Насос видає дивні звуки при перекачуванні розчину, або полімери стають тягучими.

Якщо ви зіткнулися з будь-якої з цих поширених проблем, то вам може здатися, що це чудовий бентоніт не вартував своїх грошей. Зробіть собі послугу і перевірте склад води. Вода становить від 95 до 99% бурової рідини, тому, швидше за все, саме вона винна в низькій якості розчину.

Можливі проблеми:

Низький pH (менше 8) і / або жорстка вода (з високим вмістом кальцію), які не дозволяють пластинкам бетоніта відштовхуватися один від одного.
Кальцій руйнує іонний заряд бентонітових пластинок, через що вони злипаються. Цей ефект називають флокуляцією.
Флокуляція (від лат. Flocculi - шматки, пластівці; англ. Flocculation; ньому. Flockung, Flocken; франц. Floculation, соagulation; ісп. Floculacion) - різновид коагуляції, створення пухких пластівцевих агрегатів (флокул) з дрібних частинок дисперсної фази, що знаходяться у підвішеному стані в рідкому або газовому середовищі.
При хорошому змішуванні бентонітової суспензії взаємодія між частинками буде мінімальною: пам'ятайте, що пластинки повинні відштовхувати один одного. Пластинки відштовхуються настільки, що формують міцний, тонкий і щільний осад навколо свердловини, створюючи стабільне середовище.

Як чинять бурильники при флокуляції або злипанні бентоніту? Відповідь проста: в першу порцію води слід додати кальцинованої соди. Як правило, вистачає чверті або половини фунта на галон (в звичних нам одиницях виміру приблизно 25 ... 50 г / л). Перевірити рН води можна за допомогою простої тестової смужки.

Якщо виникають сумніви, використовуйте кальциновану соду в рекомендованому дозуванні - і продовжуйте роботу, знаючи, що з буровим розчином буде все в порядку. Саме такий склад найкраще підходить для полімерів з рН від 8,5 до 9,5.

Чому варто використовувати бентонітовий буровий розчин?

  • Він охолоджує і змащує бурове долото.
  • Він ефективно очищає свердловину від шламу
  • Він запобігає обваленню свердловини
  • Він контролює поглинання, його ліквідацію і гідророзриви
  • Він зменшує крутний момент в липкому грунті
  • Він контролює підповерхневий тиск

Бентоніт - це дивовижний мінерал, з якого виходить дивовижний буровий розчин. При правильному дозуванні і складі води з ним не зрівняється жодна інша речовина. Він входить у виробничий стандарт, як для горизонтального, так і для вертикального буріння.

Особлива краса цього розчину в тому, що в поєднанні з різними полімерами і добавками він може забезпечити роботу в будь-яких грунтових умовах і при будь-яких ускладненнях. Я вважаю, що бентоніт чудовий - і, сподіваюся, ви зі мною погодитеся.

10 октября 201914:36

Сотні інженерних технологій вийшли з американських гаражів. ГНБ побачило світ завдяки кмітливості та спостережливості американського підрядника Мартіна Черрінгтон, який одним прекрасним і сонячним днем прокладав траншейним методом телефонний кабель і помітив одну цікаву річ ...

Мартін Черрінгтон був спадковим будівельним підрядником, і працював разом зі своїм батьком: прокладав комунікації на греблях, брав участь в будівництві тунелів, прокладання трубопроводів, телефонних та електричних кабелів. Думка, що риття траншей - це брудно і довго, оселилася в голові американського винахідника ще на початку 60-их.

Влітку 1963 року народження, працюючи головним бригадиром по прокладці телефонних кабелів в траншеях житлового району Лос-Анджелеса, Мартін Черрінгтон зауважив, що на сусідній вулиці інший підрядник виконує аналогічні роботи. Черрінгтон вразив той факт, що підрядник, який прибув на пару тижнів пізніше бригади Черрінгтон, виконав роботу на дві тижня раніше. Крім того, його ділянка була значно чистіше як під час будівництва, так і після. Розмір і довжина кабелю підрядника також були ідентичні. Різниця була лише в тому, що цей підрядник використав вертикальну бурову установку для горизонтального буріння замість риття траншей. Черрінгтон відразу зрозумів переваги безтраншейних технологій і вирішив, що за ними майбутнє.

Заснувавши в 1964 році свою фірму Titan Contractors, Черрінгтон створив першу бурову установку для горизонтального направленого буріння. Влаштувавшись в штаті Каліфорнія (в місті Сакраменто) компанія Черрінгтона дала початок справжньому будівельному буму в Америці, проте не відразу.

Перші великі замовлення компанія Черрінгтон отримала завдяки дружині президента США Ліндона Джонсона, яка свого часу працювала над національним рухом з облагороджування зовнішнього вигляду міст. Леді Джонсон віддала розпорядження перенести всі існуючі види комунікацій під землю, щоб звільнити житлові квартали від кабелів і стовпів. Стовпи були в кожному американському дворі, вони просто набридли жителям, до того ж повітряні лінії електропередач представляли реальну небезпеку в разі стихійних лих: ураганів і землетрусів.

Місцева енергетична компанія одразу уклала контракт з Titan Contractors на безтраншейну прокладку своїх кабелів протягом всієї зони обслуговування. Обсяг робіт компанії Черрінгтон виявився настільки великий, що довелося будувати нові бурові установки, щоб встигати за попитом.

Незважаючи на успіх компанії Черрінгтон, місцеві органи управління все ще ставилися з недовірою до безтраншейної технології. Titan Contractors була змушена конкурувати з компаніями, які виконують послуги «відкритим» траншейним методом.

Близько двох років компанія з горизонтального буріння трималася лише на ентузіазмі Мартіна, і тільки 1971 році знову отримала велике замовлення. На цей раз від газової компанії PG & E. Потрібно було перетнути широку річку з дуже крутим і високим берегом 6 - 8 метрів заввишки. Нижня половина ґрунту складалася з піску, а верхня з шару грунту. Звичайні траншейні методи не впоралися б із цим нелегким завданням.

Саме тут Черрінгтон вперше застосував метод похилого буріння. Прокладка труб проходила прямо під річкою. При сліпому горизонтальному бурінні, бур періодично з'являвся на поверхні, після чого змінювався кут буріння, і прокладка тривала. Ділянки з'єднувалися в суцільну свердловину 232 метра завдовжки і 116 мм діаметром. Так з'явилося горизонтальне буріння із заданою траєкторією прокладки свердловини - ГНБ!

Робота пройшла успішно. Технологія повністю виправдала себе, і потім по всій території Америки почалася експлуатація горизонтально направленого буріння. ГНБ почала стрімко і лавиноподібно поширюватися по всьому світу, не дивлячись на те, що в 1971 році ще була відсутня локаційна апаратура, а замість розчину бентоніту застосовувалася звичайна вода.

Вже до кінця 80-х років ХХ століття в США більше 90% річкових прокладань інженерних комунікацій проводилося з використанням ГНБ. 

З тих пір процес буріння став більш надійним і точним: модернізувалися системи локації, покращилася якість промивних рідин. Сьогодні ГНБ - це провідний метод прокладання підземних комунікацій, широко застосовуваний по всьому світу.

20 сентября 201910:42

Жодна установка горизонтального буріння не обходиться без точної локаційної системи, яка дозволяє відстежувати процес буріння від "А" до "Я". Однак у деяких замовників все ще залишаються побоювання щодо надійності методу. У цій статті ми опишемо алгоритм роботи локаційних систем при горизонтально направленому бурінні, щоб розвіяти сумніви.

На початку 80-их, коли метод тільки починав розвиватися, локаційних систем спостереження, не було, і доводилося бурити «на удачу».

Сьогодні справи йдуть по-іншому. У США та країнах Європи обсяг ринку горизонтально-направленого буріння становить понад 95% від усього ринку прокладки комунікацій.  Технологія ГНБ схвалена і рекомендована Держбудом України для будівництва підземних комунікацій. За даними 2013 року обсяг робіт, виконаних методом горизонтально направленого буріння склав:

в житлово-комунальному господарстві та будівництві - 34%,
електроенергетиці - 30%,
прокладання інженерних комунікацій - 23%,
прокладці труб для транспортування нафти і газу - 18%,
інше застосування - 5%.

Жодна установка горизонтального буріння не обходиться без точної локаційної системи, яка дозволяє повністю відстежувати процес буріння. Однак у деяких замовників все ще залишаються побоювання щодо надійності методу, так як прямого зорового контакту з буровим обладнанням, що знаходяться в грунті, немає. У цій статті ми опишемо алгоритм роботи локаційних систем при горизонтально-направленому бурінні, щоб розвіяти побоювання.

Системи локації створені в кінці 1980-х років з метою контролю процесу буріння, сьогодні вони максимально зручні для експлуатації, і виконують такі функції:

відстеження місця розташування і переміщень бурової головки;
відстеження температурного режиму бурової головки;
визначення необхідної глибини заземлення бурової головки.
Кожна локаційна система складається трьох ключових елементів:

Зонд - це випромінювач, вбудований в бурову головку. Він подає сигнали, які приймає локатор. Зонд фіксує положення бурової головки в грунті - глибину, кут нахилу і кут повороту, а також її температуру та інші параметри.
Приймач - локатор ГНБ, обробляє інформацію, що надходить від зонда, перетворює в легкий для читання формат, і виводить на дисплей. Оператор локаційної установки (локаторщик) супроводжує бурову головку на всьому шляху і бачить інформацію на екрані локатора. Оператор бурової машини бачить цю ж інформацію на екрані-повторювачі, таким чином інформація транслюється для двох екранів: оператору локаційної установки (локаторщику) і оператору бурової установки.
Між локаторщиком і оператором установки ГНБ організовується радіозв'язок при за допомогою рацій. Саме оператор локаційної установки по радіозв'язку подає команди оператору ГНБ. Оператор ГНБ в свою чергу виконує його команди і коригує рух бурового інструменту, кут нахилу і кут повороту, якщо це необхідно. Він також бачить всі зміни фактичного положення бурової головки на екрані-повторювачі.
Таким чином, встановлений в бурову головку зонд передає інформацію про своє місце знаходження, також фіксує глибину, кут нахилу і кут повороту, температуру та інші параметри. Сигнал приймається наземним локатором, після чого інформація перетворюється в чіткий формат і передається на два дисплея: дисплей приймача і екран-повторювач.

Оператор локаційної установки супроводжує бурову головку і бачить інформацію на екрані локатора. Оператор бурової машини бачить цю ж інформацію на екрані-повторювачі. Між локаторщиком і оператором установки ГНБ організовується радіозв'язок за допомогою рацій. Саме локаторщік керує процесом, він подає команди оператору ГНБ, про те які дії той повинен виконувати (на який кут повернути бурову головку, бурити з обертанням або "задавлювати" штанги і т.д.) Він оперативно коригує напрям бурової головки відповідно до вказівок. У разі відхилення головки від проектного напряму, оператор ГНБ змінює траєкторію руху бура, минаючи підземні перешкоди, щоб уникнути зіткнення з підземними комунікаціями: трубопроводами -Газ, -Вода і нафтопроводами, колекторами, телефонними лініями і т.д. Операція буріння пілотної свердловини завершується виходом бурової головки в установленому місці.

З появою локаційних систем процес буріння став повністю контрольованим і безпечним. У цій статті ми розповіли про послідовність функціонування системи локації. Сподіваємося, що тепер Ви можете більш ясно уявити собі всі етапи відстеження буріння. Зауважимо, що відстеження бурової головки при прокладці комунікації не єдиний геолокаційний процес в практиці ГНБ: установки георадару використовуються на попередніх етапах роботи ГНБ, наприклад, на етапі вивчення грунту і геодезичних роботах.

На сьогоднішній день існує як мінімум десяток локаційних систем різних фірм для ГНБ, кожна з них має як переваги, так і недоліки. Якщо Ви хочете побачити статтю, в якій ми порівняємо апарати приймачів, залишайте заявку в коментарях, і вона з'явиться!

13 сентября 201914:54

Поліетилен і сталь - найбільш поширені матеріали труб для прокладки комунікацій методом ГНБ. Сьогодні ми порівняємо два найпопулярніших матеріала труб і розповімо докладніше про кожен. Ви зможете краще зрозуміти різницю між поліетиленовою і сталевою трубою, оцінити переваги та недоліки кожної, вибрати ту, яка найкраще підійде під Ваші критерії.

Для методу ГНБ підходять практично будь-які труби за винятком бетонних. Сьогодні, завдяки розвитку техніки ГНБ, навіть чавунні труби укладають даними способом. Для такої роботи, звичайно, необхідно докласти чималих зусиль. Однак вже існують спеціальні бурові установки, які мають тягове зусилля до 45 тонн і більше. 

Проте, поліетилен і сталь - найбільш затребувані матеріали труб для прокладки комунікацій методом ГНБ. Більше 80% замовлень в Україні виконуються з використанням труб ПЕ, ще 20% припадають на сталеві. Незважаючи на те, що сьогодні існує ряд труб з альтернативних матеріалів, сталь і поліетилен залишаються найпопулярнішими серед замовників і виконавців.

Так як основний вибір залишається між сталевими і поліетиленовими трубами, то має сенс порівняти саме їх.

Сьогодні ми розповімо докладніше про кожен з матеріалів, порівняємо ціни, покажемо і розповімо про відмінності в технологіях прокладки труб різного сировини. Ви зможете краще зрозуміти різницю, оцінити переваги та недоліки труб, і вибрати ту, яка найкраще підійде під ваші критерії.

Поліетиленові труби

Характеристики матеріалу: Поліетилен на відміну від сталі - матеріал гнучкий і легкий, він має високу міцність, не схильний до корозії і розширенню під впливом температур. Теплопровідність на низькому рівні.

Ціна: Поліетиленові труби - одні з найдешевших і демократичних варіантів. Вартість труби ПЕ залежить від її діаметра та довжини.

Відповідний тип комунікацій: Труби з поліетилену можуть бути використані при прокладанні газопроводу низького тиску, кабельних ліній і безнапірної каналізації, водопроводу холодної води. Не рекомендується використовувати їх для проведення тепломережі і гарячого водопроводу.

Технологічні особливості: Завдяки гнучкості поліетиленової труби, протягувати її значно легше, ніж сталеву. Нахил буріння може може легко змінюватися, завдяки чому легко обійти вже наявні підземні комунікації. Безтраншейну роботу з поліетиленовою трубою в багатьох випадках можна починати без попередніх земляних робіт з викопування приямків або траншей.

Обмеження: Глибина прокладання поліетиленової труби не повинна перевищувати 30 м. Температура води для поліетиленової труби високого тиску не більше 40⁰C, низького тиску - 90⁰C. Якщо ґрунт складається з шарів глини і піску, а при цьому ще й присутні ґрунтові напірні води, які постійно вимивають шари, то установка поліетиленових труб може бути утруднена. Це буде пов'язано зі спливанням труб на поверхню. Щоб цього уникнути, необхідно використовувати більш важкі труби.

Переваги: Гнучкість, універсальність, чистота робочої площі, сукупна вартість робіт з укладання труби ПЕ нижче, ніж у сталевих.

Недоліки: Обмеження по глибині і типу ґрунту, є температурні обмеження.

Сталеві труби

Характеристики матеріалу: Сталь - матеріал міцний, важкий, непластичний. Сталеві труби мають низьким температурним коефіцієнтом лінійного розширення і високу теплопровідність.

Ціна: Сталева труба дешевше поліетиленовою, але складність монтажу і необхідність земляних робіт, як до так і після буріння, підвищують сукупну вартість прокладки підземної комунікації. Загальна вартість протягання сталевих труб перевищує ціну аналогічних робіт з поліетиленовою трубою.

Відповідний тип комунікацій: Водопровід, газопровід, опалювальна система, каналізація.

Технологічні особливості: Перед укладанням сталевої труби обов'язково потрібно зробити земляні роботи - вирити приямки і траншею, яка в, як правило, повинна збігатися з довжиною прокладається комунікації. Сталева труба не еластична, тому потрібна додаткова зварювання і монтаж при зміні кута нахилу труби.

Переваги: Міцна, дозволяє проводити комунікації на великій глибині і в складних грунтах. Висока теплопровідність (перевага для опалювальної системи), стійка до деформації під впливом температур. Довгий термін служби.

Недоліки: Схильність матеріалу корозії, складність зварювання і монтажу, необхідність проведення земляних робіт, важка вага, складність з обходом наявних підземних комунікацій, поступається поліетиленовою трубі за сукупною вартістю прокладки комунікації і по швидкості проведення робіт.