Гнб буровые установки: Буровые установки гнб | “АльфаЭнергоМонтаж”

Обзор рынка установок горизонтально-направленного бурения – Основные средства

Прокольное дело

Текущие показатели продаж на мировом рынке техники горизонтально-направленного бурения (ГНБ) на фоне общего спада в строительном секторе демонстрируют положительную динамику и дают хороший повод для долгосрочного оптимизма. Мнения о состоянии российского сегмента не так однозначны. Некоторые специалисты говорят о непростых временах, от других можно услышать о растущем объеме заказов.

Это относительно новое направление, с одной стороны, притягивает новых игроков, с другой – приводит к росту конкуренции. При этом заказчик, выбирая подрядчика, не всегда имеет возможность достоверно оценить его реальную квалификацию. Компании-новички могут купить сильно подержанное оборудование по доступной цене, но они не способны заодно приобрести необходимый опыт. Чтобы быстро зайти на рынок, такие подрядчики подают заявки с ценой ниже рыночной и выигрывают у тех, кто знает, как правильно эксплуатировать эту технику.

Наряду с этим есть тенденция, когда уже состоявшиеся компании монополизируют наиболее привлекательные ниши. Как правило, это заказы на переходы повышенной сложности, которые имеют значительную длину и большой диаметр скважины.

Несмотря на взлеты и падения, широкий спектр применения (от прокладки систем водоснабжения и канализации, электрокабелей, волоконно-оптических линий связи до бурения скважин на нефть и газ) позволяет специалистам в этой сфере не только чувствовать себя на плаву, но и с уверенностью смотреть в будущее в ожидании наступления «золотого века» бестраншейной прокладки. Существующие подземные коммуникации рано или поздно перестают удовлетворять потребности эксплуатирующих организаций и тогда требуют расширения, модернизации или ремонта. Для этих целей метод ГНБ считается наиболее приемлемым и экономически рентабельным. Тем более что эта технология распространяется с каждым годом все шире. Многие организации на своем опыте уже убедились, что, например, прокладка кабеля с помощью ГНБ позволяет существенно снизить затраты за счет уменьшения объемов земляных работ и рекультивации, а также сократить сроки исполнения проектов.

К неудобствам можно отнести необходимость утилизации отработанного бурового раствора, который приходится удалять с рабочей площадки с помощью специализированной техники. Использование системы очистки облегчает задачу сохранения окружающей среды, но не решает ее полностью, так как при этом все равно нужно вывозить образующийся шлам. Что касается номенклатуры, можно отметить постепенное увеличение на российском рынке доли комплексов ГНБ «макси» и «мега», в том числе за счет использования данного типа оборудования для добычи сверхвязкой нефти. Количество мини-установок составляет сейчас примерно 50% от общего объема находящихся в эксплуатации машин. Результаты опросов показывают, что профильные специалисты при выборе установок ГНБ оценивают прежде всего уровень качества, наличие сервиса, технической поддержки, сроки поставки расходных материалов и стоимость владения. Для справки: в 2016 г. в мире было произведено и реализовано более 2400 установок ГНБ.

Персоналии рынка

Одними из наиболее надежных в эксплуатации считаются комплексы ГНБ производства компании Vermeer, которая представила свою первую установку для горизонтального направленного бурения в 1991 г. К концу 1990-х линейка Navigator завоевала лидирующее положение на мировом рынке. Одна из последних разработок компании – компактная установка горизонтально-направленного бурения для коммунального хозяйства Vermeer D10x15 S3 Navigator с 60-сильным двигателем Deutz – имеет скорость движения каретки 63,4 м/мин, что на 11% выше по сравнению с предшествующей моделью. Установка отличается пониженным уровнем эксплуатационного шума. Специалисты Vermeer оптимизировали мощность, которая выросла на 36%, усилие продавливания увеличилось до 44,5 кН. Максимальный крутящий момент вырос до 2034 Н.м, скорость вращения шпинделя – до 220 об/мин. Все эти улучшения направлены на то, чтобы помочь подрядчикам, занимающимся прокладкой коммуникаций, проходить большее расстояние за рабочую смену. Установка D10x15 S3, имеющая длину 3,8 м, обладает одними из самых малых в своем классе габаритными размерами, поэтому при работе на проезжей части не блокирует движение транспорта. Сочетание низкого уровня шума и компактных размеров буровой установки D10x15 S3, а также малый допустимый радиус изгиба буровых штанг делают ее подходящей для проходки коротких (от бордюра до здания) скважин для прокладки волоконно-оптических линий связи и других инженерных коммуникаций.

Так же, как и на других моделях линейки S3 изделий корпорации Vermeer, на установке D10x15 S3 установлен интерактивный полноцветный сенсорный дисплей
DigiTrak Aurora.
На экран Aurora в режиме реального времени в легкочитаемом виде выводятся сведения о местонахождении буровой головки. Установка D10x15 – это последняя модель из линейки установок ГНБ Vermeer S3 Navigator, в которую входят установки D20x22 S3, D23x30 S3, D24x40 S3, D40x55 S3 и D60x90 S3 для прокладки коммуникаций и установки ГНБ в классе «макси» D100x140 S3 и D220x300 S3 для проектов по прокладке трубопроводов.

Компания Ditch Witch представила свой вариант компактной установки горизонтально-направленного бурения – JT10. Оборудованная дизельным двигателем Deutz мощностью 66 л.с. (49 кВт), JT10 относится к одной из самых мощных в своем классе. С усилием обратной тяги 44 кН и высокопроизводительным буровым насосом оператор сможет применять расширители большего диаметра даже на малых работах. Сегодня операторы сталкиваются со все более сложными условиями эксплуатации, особенно это касается компактных стройплощадок в городской черте. По заявлению производителя, при создании JT10 новые требования были учтены.

Еще одна новинка того же производителя – это установка Ditch Witch JT40 со 160-сильным двигателем Cummins Tier 4. В созданной с учетом пожеланий клиентов Ditch Witch JT40 реализованы запатентованные решения для оптимизации рабочих характеристик, производительности и комфортных условий труда оператора. Компактная, мощная машина с максимальным тяговым усилием 178 кН оборудована кассетой увеличенной емкости для штанг и имеет массу 9300 кг. Максимальный крутящий момент – 7460 Н.м.

Недавно было объявлено о выпуске вакуумного экскаватора MV800, разработанного компанией Ditch Witch специально для уборки на площадках горизонтально-направленного бурения. Вакуумный экскаватор MV800 приводится в действие бензиновым двигателем Briggs & Stratton мощностью 31 л.

с. (23,1 кВт) с электрическим стартером. Система фильтрации MV800 включает встроенную камеру для удаления загрязнений. Бак для грунта имеет объем 3028 л. Функция обратного потока и гидравлический лючок предназначены для выгрузки грунта из бака. Вакуумный экскаватор MV800 может также оснащаться дополнительной системой подачи воды с баком объемом 379 л и системой регулировки давления в диапазоне до 207 бар для извлечения мягкого грунта, например, из подземных коммуникаций. Органы управления расположены безопасно, со стороны тротуара, и позволяют одному человеку управлять всеми функциями машины. Система MV800 полностью размещается на адаптированном прицепе с максимальной разрешенной массой 6350 кг.

Компания Universal HDD считается одним из лидеров по разработке и производству оборудования для горизонтально-направленного бурения. В 2016 г. были введены в строй новые и модернизированные буровые установки:

UNI 23×36, 80×100 UNI и UNI 250×400. При изготовлении этих ГНБ применяются самые передовые технологии в отрасли, но вместе с этим сохраняется простой дизайн, обеспечиваются высокая производительность и надежность.

Приоритетом для компании Prime Drilling является качество продукции, которая конструируется, производится и собирается в г. Венден (Германия) с 1999 г. Модульная концепция предоставляет клиенту свободу выбора силы тяги и крутящего момента для буровой установки, которая производится по индивидуальному заказу с учетом пожеланий клиента. Сейчас в мире успешно эксплуатируется более 150 буровых установок Prime Drilling с силой тяги от 300 до 1000 кН. Они позволяют пробурить скважины длиной до 1200 м и диаметром до 1200 мм. Сервисная поддержка осуществляется в режиме 24 часа/ 7дней в неделю. Кроме этого компанией предлагается стандартное и дополнительное оборудование, такое как кран для поднятия бурильных труб, механизм подачи бурильных труб, манипулятор, система контроля параметров бурения, бурильные трубы, расширители, вертлюги, насосные и смесительные узлы, измерительное оборудование и другие необходимые аксессуары для ГНБ. Особенностью компактных установок Prime Drilling является наличие бортового насоса PD-X.

1.000-C для экономии места и времени транспортировки, а также обеспечения большей гибкости.

Китайские производители традиционно могут предложить значительно более низкую цену на свою продукцию, но при этом техника ГНБ, поставляемая из Китая, далеко не всегда соответствует мировым стандартам качества. Новинка от Forward (КНР) – миди-установка ГНБ RX33x120 – оснащена двигателем мощностью 176 кВт. Основное назначение по замыслу изготовителей – это строительство водопроводов, канализационных коллекторов, тепловых сетей, газопроводов, нефтепроводов, а также прокладка футляров для кабелей связи и электрокабелей в городских и полевых условиях. Основные характеристики комплекса: усилие тяги – до 330 кН, крутящий момент на низкой передаче – до 14 000 Н.м, максимальная скорость вращения – 180 об/мин и скорость подачи – 42 м/мин.

Проблемы развития

Развитие телекоммуникационных сетей и волоконно-оптических линий связи создает потребности в компактных установках ГНБ для города. С увеличением объема работ объем инвестиций в такую технику тоже растет. Подрядчики хотят работать на небольших, маневренных и в то же время достаточно мощных установках. Плотная застройка городов и развитие их инфраструктуры делает прокладку коммуникаций методом ГНБ все более актуальной, потому что открытый способ прокладки не всегда доступен.

Если говорить об использовании технологии ГНБ в нефтегазовом секторе, то большое количество оставшихся от СССР переходов различного назначения, в том числе магистральные нефте- и газопроводы, построенные открытым траншейным способом, вырабатывают свой ресурс и требуют замены. Таким образом, потенциал рынка подземной инфраструктуры практически безграничен. На вопрос, какие трудности приходится преодолевать специалистам горизонтально-направленного бурения, наверное, найдется много эмоциональных ответов. Одной из проблем можно считать надлежащий объем инженерных изысканий и проектирования. Бóльшая часть ошибок, проявляющихся на стадии строительства, является следствием неполноты исходных данных, недостатка достоверной информации о состоянии подземного пространства и неточностей в проектной документации.

К особенностям работы в нефтегазовой отрасли и с госкомпаниями можно отнести то, что каждый крупный заказчик создает свою нормативную базу, при том, что нормативно-технической документации федерального уровня пока не существует.

Еще одной проблемой, стоящей перед рынком ГНБ сегодня, причем не только в России, но и во всем мире, является недостаток квалифицированных и надежных бурильщиков. Надо отметить, что два ведущих производителя оборудования для ГНБ – Vermeer и Ditch Witch – уже приступили к реализации масштабных программ, направленных на оказание помощи в обучении операторов ГНБ. Преимущество этих компаний в том, что они работают в этом направлении совместно со своими дилерами, рассредоточенными по всему миру. В частности, Ditch Witch предлагает интерактивное обучение, комплексную учебную программу, включающую работу в аудитории в течение нескольких дней, подготовку на имитаторе ГНБ для понимания принципов управления машиной или совершенствования своих навыков, а также на смоделированной рабочей площадке для получения практического опыта работы с оборудованием.

Тяговое усилие в ГНБ

Горизонтальное бурение (ГНБ) – это достаточно новый, но уже популярный метод, позволяющий проложить коммуникации (кабель или трубопровод) без нарушения целостности грунта над путем прокладывания. Для этого специальные буровые установки «прокалывают» грунт в нужном направлении, затем по этому пути обратно проходит расширитель, увеличивающий диаметр скважины до необходимой величины, а следом за ним прокладывается трубопровод.

Важной характеристикой буровой установки ГНБ является тяговое усилие, которое может  развивать установка, так как от этого напрямую зависит диаметр трубопровода, который будет проложен, и насколько твердую породу установка сможет пробурить.

Тяговое усилие измеряется в тоннах или килоньютонах, и в зависимости от его максимального значения буровые установки подразделяются на классы:

  • Мини: до 12т/118кН
  • Миди:12-25т/118-441кН
  • Макси: 45-150т и более/441-1471кН и более.

Установки разных классов предназначены для разных целей. В первую очередь, от максимального тягового усилия зависит диаметр трубопровода, который может проложить установка: мини – от 32 до 315мм, миди – до 800мм, макси – до 2000мм.

В зависимости от объема и условий запланированных работ подбирается буровая установка с подходящими характеристиками, так как при недостаточной мощности оборудования установка не справится с задачей, а выбор слишком мощной машины не оправдан финансово.

Из чего складывается требующееся тяговое усилие установки? Такие расчеты производятся на стадии проектирования и перед прокладкой трубопровода методом горизонтального бурения, и для получения точного результата нужно учесть множество факторов. Обычно для расчетов используется специализированное программное оборудование.

Тяговое усилие установки состоит из суммы трех составляющих:

  1. сила, которую будет прикладывать буровая головка для продвижения через грунт,
  2. сила, направленная на продвижение штанг буровой установки
  3. сумма усилий, направленная на протяжение трубопровода.

Для вычисления третьей составляющей нужно учесть массу нюансов: силу сцепления, зависящую от массы трубопровода и массы слоя грунта, дополнительные усилия, возникающие при преодолении изгибов канала, добавочные силы от опорных реакций, противодействие при начале вхождения, противодействие в пунктах преломления, силу, направленную на продвижение трубопровода по поверхности. Дополнительно учитываются сила трения в грунте, конфигурация расширителя и штанг, изгибы пробуренного канала. Также вводится коэффициент для неблагоприятных ситуаций – на случай обвала свода грунта и протечки раствора для бурения.

Для приблизительного подсчета тягового усилия при прокладке кабельной магистрали применяется формула:

Тяговое усилие = вес метра кабеля (масса*П)*длина кабельной магистрали*коэффициент трения

Конечно, такой результат будет приблизительным, и для более точных расчетов лучше воспользоваться программным продуктом, так как точность определения необходимого тягового усилия установки – очень важный параметр, от которого зависит стоимость и в целом возможность выполнения буровых работ.  

прокладка трубопровода методом горизонтального бурения

Машины для строительства и ремонта газопроводов

Профессия  –  машинист установки для продавливания и горизонтального бурения грунта

Горизонтальное бурение и Горизонтальное направленное бурение (ГНБ или HDD от Horizontal Directional Drilling)— распространенный бестраншейный метод прокладывания подземных коммуникаций, основанный на использовании специальных буровых комплексов. Наклонными принято считать скважины, отклонение которых по вертикали превышает 2°. Длина прокладки путей может быть от нескольких метров до нескольких километров, а диаметр до 1220 мм и более.

Установка горизонтального бурения, изготавливаемая на Кропоткинском машиностроительном заводе КрЭМЗ, предназначена для сооружения подземных переходов трубопроводов, линий связи или других коммуникаций под шоссейными и железными дорогами или сооружениями в грунтах 2-4 класса по ГОСТ 25100 (кроме скальных, полускальных и песка), плотностью скелета не более 2г/см3 без прекращения движения по дорогам или сноса (обхода) сооружений, то есть по бестраншейной технологии.

Машины для горизонтально-направленного бурения

Наклонное бурение скважин является самым экономичным и широко востребовано в нефте-газовой сфере, в строительстве и создании подземных коммуникаций.

Буровые установки различаются по тяговой мощности и крутящему моменту, применению буровых штанг и труб разного диаметра, расхода бентонитовой смеси.

 

Мини установка ГНБ 15 т/5000 Нм

Миди установка ГНБ 100 т/40000 Нм

Макси установка ГНБ 600 т/150000 Нм

Локационные системы для ГНБ

При горизонтально-направленном бурении важно соблюдать траекторию прохождения бура и точность выхода в финальном котловане. Для этого в головке бура устанавливается минизонд, контролируя который специалисты отслеживают передвижение инструмента с помощью локатора и на основе данных локации корректируют процесс бурения.

Буровой инструмент и оборудование для ГНБ

Установки горизонтально-направленного бурения оснащены специальным  инструментом, позволяющим выполнить задачу в различных условиях грунта с оптимальными затратами и существенным сокращением времени.

Буровые головки

Буровые штанги                                                                                                                           Расширители          

                        

Риммеры                                                                                                                                      Вертлюги

                                           

Буровые растворы для ГНБ

При прокладке инженерных коммуникаций методом ГНБ качественный буровой раствор обеспечивает эффективное удаление выбуренной породы из полости бурового канала, устойчивость стенок скважины на весь период строительства, безаварийное скольжение при протягивании трубопровода, оптимальное охлаждение породоразрушающего инструмента и штанг.

Бентонит и полимеры  различных производителей с использованием концентрированных добавок, которые улучшают свойства бурового раствора: ускоряют распускаемость, повышают вязкость. Правильно подобранный состав бурового раствора позволяет снизить нагрузки на вращение инструмента и протяжке трубопровода в скважину.

      

           Профессиональное обучение по этим профессиям проходит по программам переподготовки рабочих имеющих смежные профессии и опыт работы по ним (тракторист, машинист, монтажник и т.д.). Программы переподготовки расчитаны на 160 часов обучения с применением дистанционных образовательных технологий.

                      Учебный центр ПРОФЕССИОНАЛ за многолетнее сотрудничество с заводом производителем вышеперечисленных машин и механизмов –КрЭМЗ

 ( Кропоткинский машиностроительный завод),наработал большой опыт в профессиональном обучении по этому направлению. Наши сотрудники по просьбе заказчика выезжают непосредственно на участки строительства или ремонта трубопроводов в различные уголки России для профессионального обучения.

              После сдачи квалификационного экзамена кандидат получает соответствующие документы о присвоения профессии:

«Машинист установки по продавливанию и горизонтальному бурению грунта», «Оператор комплекса горизонтального направленного бурения в строительстве».

Буровая установка ГНБ DDW 6000

Класс установки/ Технические характеристики  
Длина/ Ширина/ Высота бурового лафета, мм 17300/2500/4000
Вес, кг 54 600
Модель двигателя Cummins
Мощность, кВт. 2*559
Рабочие характеристики  
Максимальный крутящий момент, Нм 140 000
Максимальная скорость вращения, об/мин 0-75
Усиление тяги, т 600
Усиление протяжки, т 600
Подача буровой смеси л. /мин. По согласованию
Угол входа штанги, град 8-14°
Кабина с кондиционером и отопителем есть
Автоматическая подача штанг манипулятор
Автоматическая система анкерения есть
Транспортная скорость, км/ч 1,5
Параметры бурения  
Длина буровых штанг, мм 9600
Диаметр, мм 140
Максимальное расширение, мм н.д.
Максимальная длина бурения, м н.д.

Буровая установка ГНБ DDW 6000 0 RUR

О ГНБ