Khoan Ngang: Công Nghệ Khoan định Hướng Ngang, Tự Làm Thủng Cống Rãnh, Lắp đặt Hệ Thống Thông Tin Liên Lạc

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-09 13:50

Khoan ngang là một trong những kiểu giếng khoan. Công nghệ này đã trở nên phổ biến trong lĩnh vực xây dựng, công nghiệp dầu khí, cũng như khi thực hiện công việc trong điều kiện đô thị đông đúc. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn bản chất của phương pháp này là gì và những giai đoạn chính của loại khoan này là gì.

Nó là gì?

Khoan định hướng ngang (HDD) là một loại khoan không rãnh giúp bảo tồn bề mặt cảnh quan (ví dụ: nền đường, các yếu tố cảnh quan, v.v.). Kỹ thuật này xuất hiện trở lại vào những năm 60 của thế kỷ trước và phổ biến cho đến ngày nay . Kỹ thuật này giúp giảm chi phí khoan, hay đúng hơn là phục hồi cảnh quan sau quá trình này.

Trung bình giảm được 2 - 4 lần chi phí làm việc.

Tính năng công nghệ

Nói một cách đơn giản, thì Nguyên tắc của phương pháp này là giảm bớt việc tạo ra 2 lỗ thủng trên mặt đất (hố) và một "lối đi" ngầm giữa chúng bằng cách sử dụng đặt ống nghiêng nằm ngang . Công nghệ này cũng được sử dụng trong trường hợp không thể đào rãnh (ví dụ: trên các đồ vật có giá trị lịch sử). Kỹ thuật này bao gồm việc thực hiện các công việc chuẩn bị (phân tích đất, chuẩn bị 2 vị trí - tại các điểm vào và ra của rãnh), hình thành giếng thí điểm và mở rộng sau đó phù hợp với đường kính ống. Ở giai đoạn cuối cùng của công việc, các đường ống và / hoặc dây điện được kéo vào các rãnh kết quả.

Với ổ cứng, cả ống nhựa và ống thép đều có thể được đặt trong rãnh . Cái trước có thể được cố định ở một góc, trong khi cái sau chỉ có thể được cố định dọc theo một con đường thẳng. Điều này cho phép sử dụng các ống polypropylene trong các rãnh dưới các vùng nước.

Khoan ngang có hiệu quả trong việc giải quyết các nhiệm vụ sau:

• đặt cáp điện, khí đốt và đường ống dẫn đến các đối tượng;
• lấy giếng để sản xuất dầu và sản xuất các khoáng sản khác;
• cải tạo thông tin liên lạc đã bị hao mòn;
• sự hình thành của các đường cao tốc ngầm.

Ngoài những tiết kiệm này, kỹ thuật khoan này còn có những ưu điểm khác:

• phá hủy bề mặt trái đất tối thiểu (chỉ tạo ra 2 vết thủng);
• giảm 30% thời gian làm việc;
• giảm số lượng công nhân trong lữ đoàn (cần 3-5 người);
• thiết bị di động, dễ dàng lắp đặt và vận chuyển;
• khả năng thực hiện công việc ở bất kỳ vùng lãnh thổ nào (các trung tâm lịch sử, trong lãnh thổ có đường dây cao thế đi qua) và các loại đất;
• khả năng bảo tồn đất mà không làm hỏng các lớp màu mỡ của nó;
• việc triển khai công việc không đòi hỏi phải thay đổi nhịp điệu thông thường: chuyển động chồng chéo, v.v …;
• không gây hại cho môi trường.

Những lợi ích được mô tả góp phần vào sự phổ biến và áp dụng rộng rãi của phương pháp HDD. Tuy nhiên, nó cũng có những nhược điểm.

• Với việc sử dụng các cài đặt tiêu chuẩn để khoan sâu, có thể đặt các đường ống có chiều dài không quá 350-400 mét. Nếu bạn cần đặt một đường ống dài hơn, bạn phải tạo các khớp nối.
• Nếu cần thiết phải lắp đặt các đường ống dài hơn dưới lòng đất hoặc đi qua chúng ở độ sâu lớn, phương pháp không có rãnh sẽ quá tốn kém.

Trang thiết bị

Để thực hiện HDD, người ta sử dụng máy móc và công cụ có thể xuyên qua các lớp đất phía trên và đi sâu hơn. Dựa trên khối lượng công việc và loại đất, đây có thể là máy khoan đá đặc biệt, máy khoan động cơ hoặc máy khoan. 2 lựa chọn đầu tiên thường được sử dụng cho mục đích cá nhân, trong khi máy khoan được sử dụng trên các vật thể lớn, đất rắn và cứng.

Ô tô

Máy khoan hay còn gọi là giàn HDD là một loại thiết bị công nghiệp hoạt động bằng động cơ diesel. Các phần tử chức năng chính của máy là một trạm thủy lực, một toa và một bảng điều khiển . Loại thứ hai cho phép người vận hành điều khiển hoạt động và chuyển động của máy và trông giống như một bảng điều khiển đặc biệt. Bản thân việc tạo rãnh có thể thực hiện được nhờ vào một mũi khoan. Trong quá trình quay, mũi khoan nóng lên, dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng. Điều này có thể tránh được bằng cách thường xuyên làm mát phần kim loại bằng nước. Đối với điều này, một ống cấp nước được sử dụng - một yếu tố khác của máy khoan.

Thiết bị khoan được phân loại dựa trên ranh giới lực kéo (tính bằng tấn), chiều dài khoan tối đa và đường kính lỗ khoan . Dựa trên các thông số này, công suất của máy khoan được tính toán. Một thiết bị tương tự nhỏ gọn hơn của máy khoan là máy khoan động cơ. Mục đích chính của nó là thực hiện các công việc đào đắp nhỏ. Tuy nhiên, phần xuyên của quá trình khoan trong một số trường hợp được thực hiện khá dễ dàng và nhanh chóng với máy khoan động cơ. Vì máy khoan động cơ hoạt động như thiết bị khoan nên nó thường được gọi là máy khoan ép. Giàn khoan này bao gồm một máy khoan, thanh và động cơ.

Có thể khoan bằng máy khoan động cơ dù chỉ một người, các thiết bị khác nhau về loại công suất và được chia thành chuyên nghiệp và sử dụng riêng.

Hệ thống định vị

Một hệ thống như vậy là cần thiết để kiểm soát chính xác quỹ đạo của đầu khoan và lối ra của nó tại vị trí của mũi khoan thứ hai. Nó là một đầu dò gắn vào đầu khoan. Vị trí của đầu dò được giám sát bởi các công nhân sử dụng máy định vị.

Việc sử dụng hệ thống định vị ngăn không cho đầu khoan va chạm với các chướng ngại vật tự nhiên, ví dụ, trầm tích của đất dày đặc, nước ngầm, đá.

Công cụ hỗ trợ

Loại dụng cụ này trở nên cần thiết ở giai đoạn chọc thủng đất. Đã qua sử dụng que, dụng cụ vít có ren, máy giãn nở, máy bơm. Việc lựa chọn một công cụ cụ thể được xác định bởi loại đất và các giai đoạn làm việc . Các công cụ phụ trợ cũng bao gồm kẹp và bộ điều hợp, nhiệm vụ chính là giúp thu được một đường ống có độ dài cần thiết. Bộ mở rộng được sử dụng để thu được kênh có đường kính cần thiết. Thiết bị được cung cấp nước bằng hệ thống máy bơm. Máy phát điện đảm bảo thiết bị hoạt động không bị gián đoạn, hệ thống chiếu sáng cho phép khoan ngay cả trong bóng tối.

Các công cụ phụ trợ hoặc vật tư tiêu hao bao gồm mỡ đồng-graphit . Nó được sử dụng để bôi trơn các khớp của các thanh khoan. Khoan ngang nhất thiết ngụ ý việc sử dụng bentonit, chất lượng của nó ảnh hưởng phần lớn đến tốc độ làm việc, độ tin cậy của rãnh và an toàn môi trường. Bentonite là một chế phẩm đa thành phần dựa trên aluminosilicat, được đặc trưng bởi tính chất tăng phân tán và ưa nước. Phần còn lại của các thành phần của dung dịch và nồng độ của chúng được lựa chọn trên cơ sở phân tích đất. Mục đích của việc sử dụng bentonit là gia cố thành rãnh, tránh làm đất bị bong tróc.

Ngoài ra, dung dịch này còn ngăn chặn sự kết dính của đất vào thiết bị và làm nguội các phần tử quay.

Mô tả từng bước của quy trình

HDD được thực hiện theo nhiều giai đoạn và sơ đồ chung của công việc trông như sau:

• chuẩn bị các tài liệu dự án, trong đó phản ánh tất cả các tính toán cần thiết;
• sự phối hợp của dự án với chủ sở hữu địa điểm (nếu đó là lãnh thổ tư nhân) và các cơ quan chức năng (nếu đến thực hiện công việc tại các cơ sở của thành phố);
• đào hố: một cái khi bắt đầu làm việc, cái thứ hai tại điểm đường ống thoát ra ngoài;
• lắp đặt các thiết bị cần thiết bằng các giàn khoan;
• hoàn thành công việc: hoàn thổ các hố, nếu cần - phục hồi cảnh quan tại hiện trường.

Trước khi khoan lỗ xuống đất, phải chú ý chuẩn bị cảnh quan. Để lắp đặt thiết bị khoan đa năng, bạn sẽ cần một khu vực phẳng có kích thước 10x15 mét, nó nằm ngay trên vị trí của lỗ đầu vào. Bạn có thể tự làm hoặc sử dụng thiết bị đặc biệt. Đảm bảo rằng có đường vòng đến trang web này. Sau đó sẽ diễn ra quá trình bàn giao và lắp đặt thiết bị khoan.

Ngoài máy HDD, thiết bị để chuẩn bị bùn bentonite sẽ được yêu cầu. Nó được sử dụng để tăng cường các bức tường của rãnh và loại bỏ đất khỏi kênh. Việc lắp đặt cho bùn bentonite được đặt cách máy khoan 10 mét. Các vết lõm nhỏ được tạo ra ở vùng lân cận của các điểm chọc thủng dự kiến trong trường hợp vữa thừa.

Giai đoạn chuẩn bị cũng bao gồm việc cài đặt và xác minh thông tin liên lạc vô tuyến giữa các công nhân của lữ đoàn, phân tích đất . Dựa trên phân tích này, một hoặc một tuyến đường khác để khoan được lựa chọn. Khu vực khoan cần được bảo vệ bằng băng cảnh báo màu vàng. Sau đó, thiết bị khoan và thanh thí điểm được lắp đặt. Nó được cố định tại điểm mà đầu khoan đi vào đất.

Một bước quan trọng là cố định các công cụ bằng neo để tránh bị dịch chuyển trong ổ cứng.

Sau khi hoàn thành giai đoạn chuẩn bị, bạn có thể tiến hành khoan trực tiếp. Đầu tiên, một giếng thí điểm được hình thành với một đoạn 10 cm, sau đó thiết bị được gỡ lỗi lại và điều chỉnh độ nghiêng của đầu khoan - nó phải có góc nghiêng 10-20 độ so với đường chân trời. Một giếng hoa tiêu là một lỗ thủng đào tạo, nếu không có sự hình thành mà việc khoan không có rãnh là không thể chấp nhận được. Tại thời điểm này, hoạt động và khả năng sử dụng của hệ thống được kiểm tra, đồng thời đánh giá các tính năng của chuyển động khoan.

Ở giai đoạn hình thành giếng thí điểm, cần điều chỉnh dụng cụ cho góc nghiêng của đất, đồng thời kiểm tra vị trí của đầu khoan so với đường cảnh quan . Đề phòng trường hợp, các khúc cua được hình thành trong các hố. Chúng sẽ hữu ích nếu nước ngầm hoặc chất lỏng bentonit được tìm thấy với khối lượng lớn. Điều này sẽ ngăn chặn sự sụp đổ của rãnh và sự hãm của mũi khoan do đất dính vào nó, làm cho thiết bị quá nóng.

Khi chuẩn bị, điều quan trọng là phải tính toán chính xác để không làm hỏng các đường ống đã đặt trước đó. Khoảng cách tối thiểu từ các đường ống phải là 10 mét. Sau đó, quá trình mũi khoan đi qua một quỹ đạo nhất định bắt đầu, và cứ sau 3 mét, cần phải điều khiển và sửa hướng của dụng cụ. Khi mũi khoan đạt đến độ sâu cần thiết, nó bắt đầu di chuyển theo chiều ngang hoặc ở một độ dốc nhỏ - đây là cách đặt rãnh có chiều dài cần thiết. Sau khi mũi khoan đã vượt qua chiều dài cần thiết, nó sẽ được hướng lên trên lối ra. Đương nhiên, điểm của hố thứ hai được tính toán trước, và tại thời điểm này, địa điểm đã được chuẩn bị sơ bộ.

Bước cuối cùng là lấy dụng cụ ban đầu ra khỏi mặt đất và mở rộng lỗ bằng doa hoặc dao xén. Nó được cài đặt thay vì máy khoan và cho phép bạn tăng đường kính của kênh thí điểm. Trong quá trình chuyển động của dụng cụ mở rộng, điều khiển và nếu cần, điều chỉnh quỹ đạo chuyển động của dụng cụ sau mỗi 3 mét được cung cấp.

Rimmer di chuyển theo một quỹ đạo ngược lại với hướng của mũi khoan, tức là từ mũi khoan thứ hai đến mũi khoan thứ nhất. Tùy thuộc vào đường kính yêu cầu của rãnh, doa có thể đi qua nó nhiều lần. Đường kính của kênh phụ thuộc vào đường kính của đường ống - trung bình, nó phải rộng hơn 25% so với đường kính của đường ống được đặt. Nếu chúng ta đang nói về ống cách nhiệt, thì chiều rộng của đường kính kênh phải lớn hơn 50% so với đường kính của ống.

Nếu áp lực đất lớn đạt được trong kênh và khả năng vỡ vụn của nó tăng lên, thì bentonit phân bố đồng đều được tạo ra . Sau khi nó cứng lại, không chỉ có nguy cơ bị vỡ vụn mà còn có thể loại trừ sự sụt lún của đất. Để công cụ đi vào và đi qua đất dễ dàng hơn, dung dịch khoan làm mềm đặc biệt được sử dụng. Với phương pháp HDD, cần hết sức lưu ý đến nguy cơ đổ đất. Về vấn đề này, độ bền của kết nối ống được giám sát bổ sung để chúng không bị vỡ dưới trọng lượng của đất vỡ vụn.

Sau khi rãnh ngang đã sẵn sàng, họ bắt đầu lắp đặt các đường ống vào đó . Để làm điều này, các giá đỡ và khớp xoay được gắn vào nó, với sự trợ giúp của nó, có thể thắt chặt đường ống vào kênh. Một đầu được gắn vào đầu của ống, mà xoay sẽ được cố định. Các đường ống cũng được nối thông qua khớp xoay, trong khi bản thân thiết bị khoan được tắt. Để tham gia, họ sử dụng các bộ điều hợp đặc biệt.

Đối với các giếng có kích thước nhỏ và kéo ống nhựa đường kính nhỏ thì dùng lực của máy khoan. Sau khi đặt đường ống trong một rãnh ngang, quá trình HDD được coi là hoàn tất.

Phạm vi áp dụng

HDN thích hợp để đặt các đường ống bảo vệ bên trong mà cáp điện thoại, cáp quang và cáp điện đi qua; để lắp đặt một đường ống dẫn nước mưa và nước thải, cũng như nước uống, di chuyển bên trong. Cuối cùng, các đường ống dẫn nước và đường ống dẫn dầu và khí đốt cũng có thể được đặt bằng phương pháp HDN.

Kỹ thuật này cũng được sử dụng trong những trường hợp cần giảm ngân sách cho việc sửa chữa hoặc giảm số lượng công nhân . Việc giảm chi phí tài chính là do không cần phục hồi cảnh quan sau khi khoan, cũng như quá trình tự động hóa tối đa. Việc tối ưu hóa quy mô của nhóm làm việc trở nên khả thi do thực tế chỉ cần công nhân để vận hành máy.

Kỹ thuật này có hiệu quả khi lắp đặt đường ống trên đất cát, đất mùn và đất sét. Việc sử dụng công nghệ được mô tả là hợp lý nếu rãnh chạy dưới đường cao tốc, trong các khu vực có giá trị lịch sử hoặc dưới nước. Trong trường hợp thứ hai, việc chọc thủng lối vào được thực hiện qua cửa sông.

Khoan không rãnh không chỉ hiệu quả ở các khu vực đô thị dày đặc và các trung tâm lịch sử, mà còn trong nhà riêng, vì nó cho phép bạn bảo vệ rừng trồng và các tòa nhà . Theo quy định, hệ thống cấp thoát nước được đặt tại sở hữu tư nhân theo cách này.