Vše o horizontálním vrtání

Horizontální vrtání je jedním z typů studní. Tato technologie se rozšířila ve stavebnictví, ropném a plynárenském průmyslu a také při práci v přeplněných městských podmínkách. Podívejme se podrobněji na to, co je podstatou metody a jaké fáze jsou hlavní pro tento typ vrtání.

Horizontální směrové vrtání (HDD) je druh bezvýkopového vrtání, které pomáhá zachovat povrch krajiny (například podloží vozovky, terénní prvky apod.). Tato technika se objevila v 60. letech minulého století a dnes je populární. Tato technika umožňuje snížit náklady na vrtání nebo spíše obnovu krajiny po tomto procesu.

Jednoduše řečeno Princip metody je redukován na vytvoření 2 vpichů v zemi (jám) a podzemního "průchodu" mezi nimi pomocí horizontálně nakloněného uložení potrubí. Tato technologie se používá i v případech, kdy nelze kopat příkop (například na historicky cenných předmětech). Technika zahrnuje provedení přípravných prací (analýza půdy, příprava 2 míst - na vstupních a výstupních bodech rýhy), vytvoření pilotního vrtu a jeho následné rozšíření v souladu s průměrem potrubí. V konečné fázi práce se do výsledných příkopů vtahují trubky a / nebo dráty.

S HDD lze do výkopu pokládat plastové i ocelové trubky. První může být upevněn pod úhlem, zatímco druhý může být upevněn pouze podél přímé dráhy. To umožňuje použití polypropylenových trubek v příkopech pod vodními plochami.

Horizontální vrtání je účinné při řešení následujících úkolů:

• pokládání elektrických kabelů, plynu a potrubí k objektům;
• získávání vrtů pro těžbu ropy a těžbu jiných nerostů;
• renovace komunikací, které prošly opotřebením;
• vytváření podzemních cest.

Kromě těchto úspor má tato technika vrtání další výhody:

• minimální zničení zemského povrchu (provedeny pouze 2 vpichy);
• zkrácení pracovní doby o 30 %;
• snížení počtu pracovníků v brigádě (je potřeba 3-5 osob);
• mobilita zařízení, snadná instalace a přeprava;
• schopnost provádět práci na jakémkoli území (historická centra, na území průchodu vedení vysokého napětí) a půdách;
• schopnost zachovat půdu bez poškození jejích úrodných vrstev;
• provádění práce nevyžaduje změnu obvyklého rytmu: překrývající se pohyb apod.;
• žádné poškození životního prostředí.

Popsané výhody přispívají k popularitě a širokému přijetí metody HDD. Má to však i nevýhody.

• Při použití standardních instalací pro hluboké vrtání je možné pokládat trubky o délce nejvýše 350-400 metrů. Pokud potřebujete položit delší potrubí, musíte udělat spoje.
• Pokud je nutné instalovat delší potrubí pod zem nebo je vést ve velkých hloubkách, bude bezvýkopová metoda příliš nákladná.

K provádění HDD se používají stroje a nástroje, které dokážou prorazit horní vrstvy půdy a jít hlouběji.Podle objemu práce a typu zeminy se může jednat o speciální vrtačky do hornin, motorové vrtačky nebo vrtačky. První 2 možnosti se obvykle používají pro osobní použití, zatímco vrtačky se používají na velkých objektech, pevných a tvrdých půdách.

Vrtačka nebo HDD souprava je typ průmyslového zařízení, které pracuje na dieselovém motoru. Hlavními funkčními prvky stroje jsou hydraulická stanice, vozík, ovládací panel. Ten umožňuje obsluze ovládat provoz a pohyb stroje a vypadá jako speciální ovládací panel. Samotné vytvoření příkopu je možné díky vrtáku. Během otáčení se vrták zahřívá, což je spojeno s jeho rychlým selháním. Tomu se lze vyhnout pravidelným chlazením kovové části vodou. K tomu se používá hadice pro přívod vody - další prvek vrtačky.

Vrtací zařízení je klasifikováno na základě hranice tažné síly (měřeno v tunách), maximální délky vrtáku a průměru vrtu. Na základě těchto parametrů se vypočítá výkon vrtačky. Kompaktnější obdobou vrtné soupravy je motorová vrtačka. Jeho hlavním účelem je provádění drobných zemních prací. Část vrtání se však v některých případech provádí poměrně snadno a rychle pomocí motorové vrtačky. Protože motorová vrtačka funguje jako šnekové zařízení, často se nazývá lisovací šnekový stroj. Tato souprava obsahuje vrtačku, tyč a motor.

Takový systém je nezbytný pro přesné řízení trajektorie vrtací hlavy a jejího výstupu v místě druhého vpichu. Jedná se o sondu připevněnou k hlavě vrtačky. Polohu sondy sledují pracovníci pomocí lokátorů.

Tento typ nástrojů se stává nezbytným ve fázi propichování půdy. Použité tyče, nástroje na závitové šrouby, expandéry, čerpadla. Výběr konkrétního nástroje je určen typem půdy a fázemi práce. Mezi pomocné nástroje patří také svorky a adaptéry, jejichž hlavním úkolem je pomoci při získání potrubí požadované délky. Expandéry se používají k získání kanálu požadovaného průměru. Jednotka je zásobována vodou pomocí čerpacího systému. Generátory zajišťují nepřetržitý provoz zařízení a osvětlovací systém umožňuje vrtání i ve tmě.

Mezi pomocné nástroje nebo spotřební materiál patří mazivo z mědi a grafitu. Používá se k mazání spojů vrtných tyčí. Horizontální vrtání nutně znamená použití bentonitu, jehož kvalita do značné míry ovlivňuje rychlost práce, spolehlivost výkopu a bezpečnost životního prostředí. Bentonit je vícesložková kompozice na bázi hlinitokřemičitanu, vyznačující se zvýšenou disperzí a hydrofilními vlastnostmi. Zbytek složek roztoku a jejich koncentrace se volí na základě půdního rozboru. Účelem použití bentonitu je zpevnit stěny výkopu, aby se zabránilo prolévání půdy.

HDD se provádí v několika fázích a obecné schéma práce vypadá takto:

• příprava projektových dokumentů, které odrážejí všechny potřebné výpočty;
• koordinace projektu s vlastníkem lokality (pokud se jedná o soukromé území) a úřady (pokud jde o provádění prací na obecních zařízeních);
• kopání jám: jedna na začátku práce, druhá v místě výstupu potrubí;
• pokládka potřebného vybavení pomocí vrtných souprav;
• dokončení prací: zasypání jam, v případě potřeby obnova krajiny v místě jam.

Před vrtáním díry do země je třeba dbát na přípravu krajiny. Pro instalaci univerzálního vrtacího zařízení budete potřebovat rovnou plochu 10x15 metrů, která se nachází přímo nad místem vpichu. Můžete to udělat sami nebo pomocí speciálního vybavení. Ujistěte se, že na tuto lokalitu existují objížďky. Poté probíhá dodávka a montáž vrtné techniky.

Kromě HDD stroje bude potřeba zařízení pro přípravu bentonitové kaše. Používá se ke zpevnění stěn příkopu a odstranění zeminy z kanálu. Instalace pro bentonitovou kaši je umístěna ve vzdálenosti 10 metrů od vrtačky. V blízkosti zamýšlených míst vpichu se v případě přebytku malty vytvoří malé prohlubně.

Součástí přípravné fáze je také instalace a ověření radiokomunikace mezi pracovníky brigády, analýza půdy. Na základě této analýzy je vybrána jedna nebo druhá trasa pro vrtání. Oblast vrtání by měla být chráněna žlutou výstražnou páskou. Poté se nainstaluje vrtací zařízení a pilotní tyč. Je upevněn v místě, kde vrtací hlava vstupuje do země.

Po dokončení přípravné fáze můžete přistoupit přímo k vrtání. Nejprve se vytvoří pilotní jamka o průřezu 10 cm, poté se zařízení znovu odladí a nastaví se sklon vrtací hlavy - měl by mít úhel sklonu 10-20 stupňů vzhledem k linii horizontu. Pilotní vrt je cvičná perforace, bez jejíhož vytvoření je bezvýkopové vrtání nepřijatelné. V tomto okamžiku se kontroluje funkčnost a provozuschopnost systémů a posuzují se vlastnosti pohybu vrtáku.

Ve fázi vytváření pilotního otvoru je nutné upravit nástroj pro úhel sklonu půdy a také zkontrolovat polohu vrtací hlavy vzhledem k linii krajiny. Pro každý případ se v jámách tvoří ohyby. Budou užitečné, pokud se podzemní vody nebo bentonitové kapaliny nacházejí ve velkých objemech. Ten zabrání zhroucení příkopu a brzdění vrtáku v důsledku adheze půdy k němu, přehřátí zařízení.

Při přípravě je důležité provést přesné výpočty, aby nedošlo k poškození dříve položených potrubí. Minimální vzdálenost od potrubí musí být 10 metrů. Poté začíná proces, kdy vrták prochází danou trajektorií a každé 3 metry je nutné kontrolovat a korigovat směr nástroje. Když vrták dosáhne požadované hloubky, začne se pohybovat vodorovně nebo v mírném sklonu - takto se položí příkop požadované délky. Poté, co vrták projde požadovanou délkou, je nasměrován nahoru k východu. Bod druhé jámy je samozřejmě předem vypočítán a v tomto okamžiku je místo předběžně připraveno.

Posledním krokem je odstranění původního nástroje ze země a rozšíření otvoru pomocí výstružníku nebo obrubovače. Instaluje se místo vrtáku a umožňuje zvětšit průměr pilotního kanálu. Během pohybu expandéru je zajištěna kontrola a v případě potřeby korekce trajektorie pohybu nástroje každé 3 metry.

Rimmer se pohybuje po trajektorii opačné než je směr vrtání, tedy od druhého vpichu k prvnímu. V závislosti na požadovaném průměru výkopu jím může výstružník projet vícekrát. Průměr kanálu závisí na průměru trubek - v průměru by měl být o 25% širší než průměr pokládaných trubek. Pokud mluvíme o tepelně izolačních trubkách, pak by šířka průměru kanálu měla být o 50% větší než průměr trubek.

Pokud je v kanálu dosaženo velkého půdního tlaku a je zde zvýšená pravděpodobnost jeho rozpadání, dochází k rovnoměrnému rozložení bentonitu. Po vytvrdnutí je vyloučeno nejen riziko drolení, ale i sesedání půdy. Pro snadnější vstup a průchod nástroje půdou se používá speciální změkčovací vrtná kapalina. U metody HDD je věnována velká pozornost riziku sypání půdy. V tomto ohledu se dodatečně hlídá pevnost potrubního spoje, aby se pod tíhou rozpadající se zeminy nezlomily.

Poté, co je vodorovný příkop připraven, začnou do něj instalovat potrubí. K tomu jsou k němu připevněny držáky a otočné čepy, pomocí kterých bude možné utáhnout trubku do kanálu. Na začátek trubky je připevněna hlava, pro kterou bude obratlík již upevněn. Trubky se také spojují přes otočný čep, přičemž samotné vrtací zařízení je vypnuto. Pro spojení se uchýlí k použití speciálních adaptérů.

HDN je vhodný pro pokládku ochranných trubek, kterými prochází telefonní, optické a silové kabely; pro instalaci potrubí, uvnitř kterého se pohybují dešťové a splaškové vody a také pitná voda. Nakonec lze metodou HDN pokládat i vodovodní potrubí a ropovody a plynovody.

Technika se používá i v těch případech, kdy je potřeba snížit rozpočet na opravy nebo snížit počet pracovníků. Pokles finančních nákladů je způsoben absencí nutnosti obnovy krajiny po vrtech a také maximální automatizací procesu. Optimalizace velikosti pracovního týmu je možná díky tomu, že pracovníci jsou potřeba ve skutečnosti pouze k obsluze stroje.

Tato technika je účinná při instalaci potrubí v písčitých, hlinitých a jílovitých půdách. Použití popsané technologie má své opodstatnění, pokud rýha vede pod dálnicemi, v historicky cenných oblastech nebo pod vodou. V druhém případě se vstupní vpich provede ústím řeky.

Bezvýkopové vrtání je účinné nejen v hustých městských oblastech a historických centrech, ale také v soukromém domě, protože umožňuje zachovat výsadbu a budovy. Vodovodní a kanalizační systémy jsou zpravidla tímto způsobem položeny na soukromém pozemku.

Podívejte se na další video, jak funguje horizontální směrové vrtání.