5.11.2 Установки наклонно - направленного бурения

Системы горизонтального направленного бурения впервые начали применяться в нефтяной индустрии для переходов под неширокими реками, где не требовалась большая точность. Сей­час они широко используются для прокладки труб под больши­ми препятствиями, такими как шоссейные пересечения, боль­шие реки, взлетные полосы аэропортов и др.

Малая вращающаяся управляемая буровая коронка, запуска­емая с поверхности под углом 10—15°, применяется для бурения направляющей скважины диаметром 90 мм с использованием бурового раствора. Вслед за направляющей ниткой бурится тру­ба для размыва диаметром 125 мм на расстоянии нескольких сот метров позади головки. Попеременное бурение продолжается затем на направляющей нитке и трубе для размыва до выходной точки на дальней стороне препятствия.

Направляющая нитка удаляется, и скважина расширяется вращающейся цилиндрической фрезой, присоединенной к трубе для размыва и оттягиваемой ею назад. Буровой раствор применяется для удаления грунта и поддержки расширяемой скважины. Пос­ледующие расширения продолжаются до достижения необходи­мого диаметра. Затем магистральные трубы присоединяются к расширяющей головке и тянутся через скважину (основные этапы процесса наклонно – направленного бурения см. рис. 35). Этим спосо­бом прокладывались трубопроводы диаметром до 1200 мм и дли­ной более 1,5 км.

Рис. 35. Основные этапы процесса наклонно – направленного бурения

Рис. 36. «Черрингтон 60/300R»

Общее описание установки «Черрингтон 60/300R»

Установка наклонно направленного бурения модели «Черрингтон 60/300R» (Рис. 36) имеет крутящий момент 83000 Н·м и тяговое толкающее усилие 300,000 pound (136078 кг). Модель 60/300R состоит из силового модуля и бурового станка, установленных на салазках, которые взаимосвязаны друг с другом электрической и гидравлической системами. Габариты салазок составляют в длину 11,99 м и в ширину 2,45 м, но длина стрелы бурового станка составляет 13,11 м Каретка бурового станка (Рис. 37) работает от гидромоторов, установленных на раме бурового станка и стреле с зубчатым приводом.

Рис. 37. Каретка бурового станка

Каретка обеспечивает крутящий момент и тяговое толкающее усилие в процессе бурения и тяговое толкающее усилие при протаскивании дюкера. Силовой модуль с встроенной кабиной оператора бурения можно размещать по обе стороны бурового станка.

Силовой модуль оснащен дизельным двигателем с гидравлическим приводом для гидромоторов каретки. Установка обеспечивается электроэнергией напряжением 12, либо 24 вольт постоянного тока через силовой щит или от аккумуляторов. Для улучшения обзора кабина оператора бурения имеет возможность регулировки по высоте с помощью электропривода. Разборные узлы для транспортировки см. таблицу 21.

Таблица 21. Разборные узлы для транспортировки модель 60/300R

Наименование	Кол-во	Длина	Масса
Гидравлические шланги от силового модуля к буровому станку	6	15.5 м
Электрические кабели от силового модуля к буровому станку	3	22.5 м
Стропы	4
Траверса широкозахватная	2
Тиски	1	2.1 м	3450 Pounds 1565 кг
Подвесной пульт тисков	1	5.8 м
Подъемный блок тисков	1	0.5 м
Кронштейн скребка-очистителя тисков	2	1.0 м
Хомут скребка-очистителя тисков	1	0.7 м
Cкребок-очиститель тисков	1	0.43 м
Передняя площадка тисков	1

Продолжение таблицы 21.

Цифровой указатель уровня стрелы	1	0.17 м
Двойное ограждение площадок бурового станка	6	3 м
Тройное ограждение площадок бурового станка	2	3.1 м
Торцевая свая бурового станка	1	0.9 м
Торцевой поручень бурового станка	1	0.9 м
Ограждение крыши силового модуля	3	1.1 м
Подвесной регулятор кабины	1	10.0 м
Замок кресел кабины	1	2.0 м
Фиксатор положения кабины	2	1.0 м
Рупор радиомегафона	1	0.28 м
Прибор хода насоса "ТОТСО"	1
Датчики прибора хода насоса	2

Силовой модуль.

К

абина оператора бурения расположена на переднем торце силового модуля (Рис. 38) в металлическом корпусе. Кабина оператора бурения с комплектом коммуникационных кабелей имеет возможность подъема и спуска посредством системы блоков с лебедкой грузоподъемностью 4100 кг. На внешней торцевой стенке корпуса силового модуля установлен щит крепления кабины оператора бурения для возможности перемещения кабины вверх до места подсоединения лебедки кабины оператора.

Рис. 38. Силовой модуль с встроенной кабиной оператора бурения.

Подвесным пультом кабины оператора бурения является электрический кабель длиной 10 м с переключателем подъема/cпуска кабины. Для жесткого фиксирования кабины оператора в верхнем положении после подъема кабины ее необходимо зафиксировать 4 стопорными пальцами в ответных отверстиях. Для подъема в кабину оператора пользуются лестницей, расположенной на задней стенке корпуса кабины оператора бурения с правой стороны силового модуля. Аварийный люк кабины оператора бурения расположен с левой стороны силового модуля Освещение расположено по периметру потолка кабины. Выключатель освещения расположен на левой от входа через дверь стене кабины оператора бурения.

Измерительные приборы и панель управления двигателем расположены между передними окнами кабины оператора бурения.

К приборам относятся (сверху-вниз) - указатель наличия топлива; вольтметр; указатель температуры воды; указатель температуры масла; указатель давления масла и тахометр. На панели, установленной под приборами находятся (сверху-вниз) - переключатель скорости вращения двигателя, включения двигателя, аварийной остановки, переключатель метрической/английской систем измерения для дисплея (LED).

Приборы управления бурением расположены на пульте управления под передними окнами кабины в следующем порядке (слева-направо) - прибор хода бурового насоса, прибор давления бурового раствора, прибор давления в разомкнутом контуре, прибор вращающего момента тисков, прибор крутящего момента, указатель нагрузки лебедки. Также расположен регулятор давления в разомкнутом контуре для установки максимального давления. Слева и справа от пульта управления расположены регуляторы яркости освещения кабины по периметру и, по отдельности, - слева и справа отдельными переключателями. Радиомегафон установлен под центром пульта управления. Выносной рупор радиомегафона устанавливается в одном из трех пазов снаружи над передними окнами кабины оператора бурения и подключается к разъему на передней стене кабины.

Дисплей LED можно устанавливать как по левой, так и по правой стороне кабины оператора бурения, в зависимости от положения кресла оператора бурения. Дисплей закрепляется на съемном кронштейне к стене. Крепления кронштейна расположены на левой и правой стене кабины оператора бурения под окнами. Дисплей LED выводит показатели числа оборотов в минуту, крутящего момента, скорости подачи и нагрузки лебедки.

Кресло оператора бурения - пневматическое с возможностью регулировки по высоте, подачи вперед-назад, наклонов и изменения в объеме. В транспортном положении кресло фиксируется специальным замком, а при производстве буровых работ приводится в рабочее положение. Под каждую руку на подлокотниках установлены панели управления с шестью освещаемыми переключателями, которыми осуществляется управление различными работами. Три передних переключателя левого подлокотника контролируют скорость бурового насоса (-/+), сцепление (включено/выключено), устройство подачи бурового раствора (включено/выключено). Три задних переключателя контролируют работу центробежных насосов (1, 2, либо обоих), скорость (большая/малая), и сцепление (включено/холостое вращение). Четыре передних переключателя правого подлокотника контролируют положение тисков (вверх/вниз), сброс или набор крутящего момента (-/+), нижней челюсти (открыто/закрыто) и верхней челюсти (открыто/закрыто). Два задних регулятора контролируют скорость работы лебедки (высокая/средняя/малая) и сцепление (холостое вращение/включено). Спереди на обоих подлокотниках установлены две рукоятки (джойстика) с возможностью хода только вперед/назад. Левый джойстик остается в заданном положении и изменяет скорость вращения привода каретки - по часовой стрелке (вперед), против часовой стрелки (назад). Правый джойстик - самоцентрирующийся и изменяет скорость каретки станка при движении вперед (вперед) и назад (назад). Каждый подлокотник кресла оператора бурения соединен кабелем с разъемами в правой нижней части пульта управления. Левый подлокотник подключается к ближайшему разъему, правый - к дальнему разъему.

На задней стене кабины оператора бурения располагается система навигации.

Установлено кресло, которое при транспортировке фиксируется специальным замком вместе с креслом оператора бурения. Под системой навигации расположен кондиционер, работающий от переменного тока 120 вольт/60 Герц. Еще ниже по центру расположена электрораспределительная коробка (LP-2) кабины оператора бурения и компьютер, выдающий информацию на дисплей LED.

При том, что во входную электрораспределительную коробку кабины вводится с заземлением ток 208-240/120 вольт на 60 герц, в кабине оператора бурения ток распределяется по двум автономным электрическим цепям напряжением 120 вольт. Под системой навигации справа расположена сетевая предохранительная коробка с двумя автоматическими прерывателями цепи на 20 ампер. Одна штепсельная розетка расположена на правой стороне под окнами, другая - под приборами системы навигации.

Описание установки Tidril Модель 60/300-500M

Tidril Модель 60/300-500M горизонтальный стенд наклонно направленного бурения (Рис. 39) производит 83000 Н·м вращающего момента, и 136 т вместимость, включая вспомогательное добавление (крепление) отхода. Буровая установка поставляет 227 тонн перемещения мощности (энергии). Установка 60/300 состоит из трех смонтированных на салазках модулей, которые связаны электрически и гидравлически и называются блоком питания, кабиной управления, и буровым агрегатом. Стеллаж бурового агрегата – 11,99 метров (472 дюйма) длиной и 2,45 метра (97 дюймов) шириной. Несущая конструкция обеспечивает вращающий момент для бурения и лебедки для выталкивания или перемещения канала. В центре несущей конструкции - гильза шпинделя, которая обеспечивает подключение (связь) с бурильной колонной. Электрически управляемые, гидравлически прооперированные тиски установлены на передней стороне стрелы, чтобы провести (держать) бурильную трубу при соединении и разъединении.

Рис. 39. Tidril Модель 60/300-500M

Блок питания и кабина управления могут быть помещены вместе с обеих сторон бурового агрегата. Блок питания содержит гусеницу, дизельный двигатель, который соединен к гидронасосам, чтобы снабдить жидкостью гидросистемы и поднять давление двигателя бурения на несущие конструкции. Кабина управления имеет пост бурильщика на одном конце для управления буровыми работами. Также в кабине управления находятся электрические коллекторы (соединительная коробка), тепловой насос, и счетчик для инспектора, чтобы оперировать оборудованием обзора.

Характеристики установок для наклонно – направленного бурения известных фирм производителей представлены в таблицах 22 – 26.

Таблица 22. Отечественные установки наклонно направленного бурения

Модель	Максимальная глубина бурения, м	Максимальный диаметр бурения, мм	Максимальное тяговотолкающее усилие	Макси-мальный крутящий момент на вращение	Дополнительные техни-ческие характеристики
УББТП -1	1000	800	200т	10 тм	Общая масса установки, т-90. Угол в плане, град – 10…16.

Таблица 23. Установки ННБ фирмы Херренкнехт АГ (Германия)

Модель	Макси-мальная глубина бурения, м	Макси-мальный диаметр бурения, мм	Макси-мальное тяговотол-кающее усилие	Макси-мальный крутящий момент на вращение	Дополни-тельные техни-еские характе-ристики
НК 100/150	600…700	От 800	1000/1500 кН	60000/ 30000 Нм	Общая масса установки, т-35. Угол в плане, град – 7…15.
НК 200/300	800	1000…1200	2000/3000 кН	80000/ 40000 Нм	Общая масса установки, т-60. Угол в плане, град – 7…15.
НК 300/400	1000	1500	3000/4000	120000/ 60000 Нм	Общая масса установки, т-65. Угол в плане, град – 7…15.

Таблица 24. Установки ННБ фирмы Дрилл Тек ГУТ ГмбХ (Германия)

Модель	Макси-мальная глубина бурения, м	Макси-мальный диаметр бурения, мм	Максим-альное тяговотол-кающее усилие	Макси-мальный крутящий момент на вращение	Допол-нительные техни-ческие харак-теристики
Буровая машина EG 2023.1.			170 кН	5924 Нм	Общий вес установки, т-40. Угол в плане град- 10…33.
Буровая машина EG 214			400 кН	19899 кН	Общий вес установки, т-29. Угол в плане град- 10…33.
Буровая машина EG 3102 DR			1000 кН	45000 Нм	Общий вес установки, т-53,5. Угол в плане град- 10…30.
Буровая машина EG 3102.3 DR		800	2609 кН	121680 Нм	Общий вес установки, т-83,35. Угол в плане град- 5…15.
Буровая машина EG 3204.1.			4000 кН	157812 Нм	Общий вес установки, т-91,85. Угол в плане град- 8…15.

Таблица 25. Установки ННБ Навигатор фирмы Вермеер (США)

Модель	Макси-мальная глубина бурени, м	Макси-мальный диаметр бурения, мм	Макси-мальное тяговотол-кающее усилие	Макси-мальный крутящий момент на вращение	Допол-нительные техни-ческие харак-теристики
D7х11а	95	300	3,54 т	1505 Нм	Общий вес установки, т-2,2.
D10х15а	130	300	4,5 т	2034 Нм	Общий вес установки, т-3,95.
D16х20а	190	410	7,26 т	2708 Нм	Общий вес установки, т-3,99.
D24х26а	300	410	10,79 т	3520 Нм	Общий вес установки, т-7,25.
D24х40а	320	600	10,79 т	5415	Общий вес установки, т-7,53.
D40х40	400	600	18,14 т	5414 Нм	Общий вес установки, т-13,15.
D50х100	600	1000	22,5 т	13560 Нм	Общий вес установки, т-13,24.
D80х100	700	1000	36,28 т	13560 Нм	Общий вес установки, т-16,87.
D150х300			65 т		Новая установка.

Таблица 26. Установки ННБ фирмы Ditch Witch (США)

Модель	Макси-мальная глубина бурения, м	Макси-мальный диаметр бурения, мм	Максимальное тяговотол-кающее усилие	Макси-мальный крутящий момент на вращение
РТ 1010			3992 кг	1125 Нм
JT 920			3629 кг	1491 Нм
JT 2321			9070 кг	1762 Нм
JT 8/60			1020 кг	2575 Нм
JT 3510			13080 кг	3620 Нм
JT 7020			31150 кг	13600 Нм