Vse o horizontalnem vrtanju

Horizontalno vrtanje je ena od vrst vrtanja vrtin. Tehnologija je postala razširjena v gradbeništvu, naftni in plinski industriji, pa tudi pri delu v mestni gneči. Oglejmo si podrobneje, kaj je bistvo metode in katere faze so glavne za to vrsto vrtanja.

Horizontalno usmerjeno vrtanje (HDD) je vrsta vrtanja brez izkopa, ki ohranja površino krajine (kot so cestne podlage, krajinska ureditev itd.). Ta tehnika se je pojavila v 60. letih prejšnjega stoletja in je danes priljubljena. Tehnika omogoča znižanje stroškov vrtanja oziroma obnove krajine po tem postopku.

Preprosto povedano, torej Načelo metode je ustvariti 2 vboda v tleh (jame) in podzemni "prehod" med njima z vodoravno nagnjenim polaganjem cevi. Ta tehnologija se uporablja tudi v primerih, ko je nemogoče kopati jarek (na primer na zgodovinsko dragocenih predmetih).Tehnika vključuje izvedbo pripravljalnih del (analiza tal, priprava 2 mest - na vstopnih in izstopnih točkah jarka), oblikovanje pilotne vrtine in njeno naknadno razširitev v skladu s premerom cevi. V končni fazi dela se cevi in ​​/ ali žice potegnejo v nastale jarke.

S HDD lahko v jarek polagamo tako plastične kot jeklene cevi. Prve je mogoče pritrditi pod kotom, druge pa samo po ravni poti. To omogoča uporabo polipropilenskih cevi v jarkih pod vodnimi telesi.

Horizontalno vrtanje je učinkovito pri reševanju naslednjih težav:

• polaganje električnih kablov, plinovodov in cevovodov do objektov;
• pridobivanje vrtin za pridobivanje nafte in pridobivanje drugih mineralov;
• obnova komunikacij, ki so bile obrabljene;
• oblikovanje podzemnih avtocest.

Poleg teh prihrankov ima ta tehnika vrtanja še druge prednosti:

• minimalno uničenje zemeljske površine (naredita se le 2 preboja);
• skrajšanje delovnega časa za 30 %;
• zmanjšanje števila delavske brigade (zahteva 3-5 ljudi);
• mobilnost opreme, je enostavna za namestitev in transport;
• zmožnost dela na vseh ozemljih (zgodovinska središča, na ozemlju prehoda visokonapetostnih vodov) in tleh;
• sposobnost ohranjanja tal, ne da bi poškodovali njene rodovitne plasti;
• izvajanje dela ne zahteva spremembe v običajnem ritmu: blokiranje prometa itd.;
• ne škoduje okolju.

Opisane prednosti določajo priljubljenost in široko razširjenost metode HDD. Vendar pa ima tudi slabosti.

• Z uporabo standardnih inštalacij za globoko vrtanje je mogoče položiti cevi, dolge največ 350-400 metrov.Če morate položiti daljši cevovod, morate narediti spoje.
• Če morate pod zemljo namestiti daljše cevi ali jih speljati na velikih globinah, bo metoda brez izkopa predraga.

Za izvedbo HDD se uporabljajo stroji in orodja, ki lahko prebodejo zgornje plasti tal in se poglobijo. Glede na obseg dela in vrsto tal so to lahko specialni perforatorji, motorni vrtalniki ali vrtalni stroji. Prvi dve možnosti se običajno uporabljata za osebno uporabo, medtem ko se vrtalni stroji uporabljajo na velikih objektih, trdnih in trdih tleh.

Vrtalni stroj ali namestitev HDD je vrsta industrijske opreme, ki deluje na dizelski motor. Glavni funkcionalni elementi stroja so hidravlična postaja, voziček, nadzorna plošča. Slednji omogoča operaterju nadzor nad delovanjem in premikanjem stroja in izgleda kot poseben daljinski upravljalnik. Neposredno ustvarjanje jarka je možno zahvaljujoč svedru. Med vrtenjem se vrtalnik segreje, kar je polno njegove hitre okvare. Temu se lahko izognete z rednim hlajenjem kovinskega dela z vodo. Za to se uporablja cev za dovod vode - še en element vrtalnega stroja.

Oprema za vrtanje je razvrščena na podlagi mejne vlečne sile (merjeno v tonah), indikatorjev največje dolžine vrtanja in premera vrtine. Na podlagi teh parametrov se izračuna moč vrtanja. Bolj kompakten analog vrtalne naprave je motorni vrtalnik. Njegov glavni namen je opravljanje manjših zemeljskih del. Vendar pa prebijalni del postopka vrtanja v nekaterih primerih precej enostavno in hitro izvede električni vrtalnik.Ker motorni vrtalnik deluje kot polžna oprema, se pogosto imenuje vijačni stiskalni stroj. Ta namestitev vključuje vrtalnik, palico in motor.

Tak sistem je potreben za natančno kontrolo poti vrtalne glave in njenega izstopa na mestu drugega vboda. To je sonda, pritrjena na glavo vrtalnika. Lokacijo sonde spremljajo delavci z lokatorji.

Ta vrsta orodja postane potrebna v fazi prebadanja tal. Uporabljajo se palice, orodja za navojne vijake, ekspanderji, črpalke. Izbira določenega orodja je odvisna od vrste tal in stopenj dela. Pomožna orodja vključujejo tudi sponke in adapterje, katerih glavna naloga je pomagati pri pridobivanju cevovoda zahtevane dolžine. Ekspanderji se uporabljajo za pridobitev kanala želenega premera. Voda se v napravo dovaja s pomočjo črpalnega sistema. Generatorji zagotavljajo nemoteno delovanje opreme, sistem osvetlitve pa omogoča vrtanje tudi v temi.

Pomožno orodje ali potrošni material vključuje bakreno-grafitno mast. Maže spoje vrtalnih palic. Horizontalno vrtanje nujno vključuje uporabo bentonita, katerega kakovost v veliki meri vpliva na hitrost dela, zanesljivost jarka in okoljsko varnost.Bentonit je večkomponentna sestava, katere osnova je aluminosilikat, za katerega so značilne povečane disperzijske in hidrofilne lastnosti. Preostale sestavine raztopine in njihovo koncentracijo izberemo na podlagi analize tal. Namen uporabe bentonita je utrditi stene jarka, da se prepreči odsipavanje zemlje.

HDD se izvaja v več fazah, splošna shema dela pa izgleda takole:

• priprava projektne dokumentacije, ki odraža vse potrebne izračune;
• usklajevanje projekta z lastnikom mesta (če gre za zasebno ozemlje) in oblastmi (če govorimo o delu na občinskih objektih);
• kopanje jam: ena na začetku dela, druga - na izstopni točki cevovoda;
• polaganje potrebne opreme s pomočjo vrtalnih strojev;
• Zaključek del: zasipavanje temeljnih jam, po potrebi obnova krajine na mestu jam.

Pred vrtanjem luknje v tleh je treba skrbno pripraviti pokrajino. Za namestitev univerzalne opreme za vrtanje boste potrebovali ravno površino 10x15 metrov, ki se nahaja neposredno nad mestom vhoda. To lahko storite sami ali z uporabo posebne opreme. Prepričajte se, da obstajajo obvozi do tega mesta. Sledi dobava in montaža opreme za vrtanje.

Poleg HDD stroja boste potrebovali opremo za pripravo bentonitne malte. Uporablja se za utrjevanje sten jarka in odstranjevanje zemlje iz kanala. Namestitev za raztopino bentonita je nameščena na razdalji 10 metrov od vrtalnega stroja.V primeru presežka raztopine se v bližini predvidenih točk prebadanja naredijo majhne vdolbine.

Pripravljalna faza vključuje tudi namestitev in testiranje radijskih zvez med delovnimi skupinami, analizo tal. Na podlagi te analize se izbere ena ali druga pot za vrtanje. Vrtališče mora biti ograjeno z rumenim opozorilnim trakom. Nato se namesti oprema za vrtanje in pilotna palica. Pritrjen je na mestu, kjer vrtalna glava vstopi v tla.

Po zaključku pripravljalne faze lahko nadaljujete neposredno z vrtanjem. Najprej se oblikuje pilotna vrtina z odsekom 10 cm, nato pa se oprema ponovno razhrošči in prilagodi naklon vrtalne glave - mora imeti kot naklona 10-20 stopinj glede na črto obzorja. Pilotna vrtina je vadbena perforacija, brez katere je vrtanje brez izkopa nesprejemljivo. V tem času se preveri delovanje in uporabnost sistemov, ocenijo se značilnosti gibanja svedra.

Na stopnji oblikovanja pilotne vrtine je potrebno orodje prilagoditi glede na kot naklona tal in preveriti tudi lokacijo vrtalne glave glede na linijo krajine. Za vsak slučaj se v jamah oblikujejo zavoji. Prišli bodo prav, če boste našli velike količine podtalnice ali bentonitnih tekočin. Slednje bo preprečilo propad jarka in zaviranje svedra zaradi lepljenja zemlje nanj, pregrevanja opreme.

Pri pripravi je pomembno narediti natančne izračune, da ne poškodujete predhodno položenih cevovodov.Najmanjša razdalja od cevi naj bo 10 metrov. Nato se začne postopek prehajanja svedra skozi dano trajektorijo in vsake 3 metre je potrebno nadzorovati in prilagoditi smer orodja. Ko vrtalnik doseže zahtevano globino, se začne premikati vodoravno ali pod rahlim naklonom - tako se položi zahtevana dolžina jarka. Ko sveder doseže zahtevano dolžino, se usmeri navzgor do izhoda. Seveda se točka druge jame izračuna vnaprej in na tej točki je mesto predhodno pripravljeno.

Zadnji korak je odstranitev originalnega orodja iz tal in razširitev vodnjaka z ekspanderjem ali rimerjem. Nameščen je namesto svedra in vam omogoča povečanje premera pilotnega kanala. Med premikanjem ekspanderja je zagotovljen nadzor in po potrebi prilagoditev poti orodja vsake 3 metre.

Rimmer se premika po poti, ki je nasprotna smeri svedra, to je od drugega vboda do prvega. Odvisno od zahtevanega premera jarka lahko ekspander večkrat preide skozenj. Premer kanala je odvisen od premera cevi - v povprečju mora biti 25% širši od premera cevi, ki se polagajo. Če govorimo o toplotnoizolacijskih ceveh, mora biti širina premera kanala 50% večja od premera cevi.

Če je v kanalu dosežen velik pritisk zemlje in obstaja povečana verjetnost njenega odsutja, pride do enakomerne porazdelitve bentonita. Po tem, ko se strdi, je izključena ne le nevarnost odpadanja, ampak tudi posedanje tal. Za lažji vstop in prehod orodja skozi zemljo se uporablja posebna mehčalna vrtalna tekočina. Pri metodi HDD je veliko pozornosti namenjeno nevarnosti odsipanja zemlje.Pri tem se dodatno kontrolira trdnost cevne povezave, da se le-te pod težo razpadajoče zemlje ne zlomijo.

Ko je vodoravni jarek pripravljen, vanj začnejo nameščati cevi. Da bi to naredili, so nanj pritrjeni nosilci in vrtljivi elementi, s pomočjo katerih bo mogoče cev zategniti v kanal. Na začetek cevi je pritrjena glava, za katero bo že pritrjeno vrtljivo. Cevi so tudi pritrjene skozi vrtljivo, medtem ko je sama oprema za vrtanje izklopljena. Za priklop uporabite posebne adapterje.

HDN je primeren za polaganje zaščitnih cevi znotraj katerih potekajo telefonski, optični in električni kabli; za postavitev cevovoda, po katerem tečejo padavinske in kanalizacijske vode ter pitna voda. Nenazadnje je mogoče po metodi HDN polagati tudi vodovodne cevi ter naftovode in plinovode.

Tehnika se uporablja tudi v primerih, ko je treba zmanjšati proračun za popravila ali zmanjšati število delavcev. Zmanjšanje finančnih stroškov je posledica odsotnosti potrebe po obnovitvi pokrajine po vrtanju, pa tudi največje avtomatizacije procesa. Optimizacija velikosti delovne ekipe postane možna zaradi dejstva, da so delavci dejansko potrebni samo za nadzor stroja.

Tehnika je učinkovita pri vgradnji cevovodov v peščena, ilovnata in ilovnata tla. Uporaba opisane tehnologije je upravičena, če jarek poteka pod avtocestami, na zgodovinsko dragocenih območjih ali pod vodo.V slednjem primeru je vhodna luknja skozi ustje reke.

Vrtanje brez izkopa je učinkovito ne le v razmerah gostega urbanega razvoja in zgodovinskih središč, temveč tudi v zasebni hiši, saj vam omogoča, da shranite nasade in zgradbe. Praviloma sta vodovod in kanalizacija položena na zasebni posesti na ta način.

Kako deluje horizontalno usmerjeno vrtanje, si oglejte naslednji video.