суббота, 21 апреля 2012 г.

Угол бурения при ГНБ. Ответ на письмо.

Здравствуйте Олег Михайлович!
Первым делом, большое спасибо за ваш блог, очень интересно пишете!
Я проектировщик КЛ,  а так же для КЛ проектирую закрытые переходы методом ГНБ.
В теории все понимаю: разрабатываю, согласовываю все ок, а вот в практике, к моему стыду, 0.
Диаметры скважин обычно 650-850 мм. ( в них 3 или 4 трубы 225 мм.) длинна от 50 до 300 метрров (однажды было 450м.)

Сами вопросы:
1. У каждой установки есть свой угол входа (Vermeer Navigator D20×22FX Series II с изменяемым углом атаки не берем в расчет), например у Vermeer Navigator D36х50, как говорят строители 28%, но в стесненных условиях города с большой насыщенностью коммуникациями это условие не всегда можно выполнить и я часто рисую перую штангу под 40% с согласия строителей.
Как они это делают? (подсыпают грунт сзади установки или подкапывают спереди? подсыпают грунт или камни/плиты подклавают, а потом ровняют?)
И какие реальные на практике углы можно выполнить?
Какой диапозон углов входа комфортный для строителей?
А какой максимальный угол реально выполнимый, т.е. сложно, но можно при наличаи опытной боригады? Что учитывать при этом? 
2. Про угол выхода. Строители уверяют, что можно выходить хоть под прямым углом относительно земли. Как затаскивать потом трубы? Ведь радиус изгиба трубы 225 мм. 6-7 метров в летнюю температуру, т.е. кранами с такой высоты пойдут?
3. Делать ГНБ с минимальными радиусами это нормально (33 м. для штанг 3 м. и 44 для штанг 4.6 м.)?
Не гнутся ли штанги на столько, что потом не выгибаются в исходное положение?
Какой радиус хороший для строителя, а кокой можно использовать только в крайне сложных ситуациях?
Пожалуйста поделитесь своими практическими знаниями, добытыми опытом.
Мне реально практики не хватает, а ваше мнение я уже уважаю, читая блог)
Спасибо за ответы!
Дмитрий.

Здравствуйте Дмитрий.
Вы задали интересные вопросы, поэтому решил ответить через статью в блоге, возможно кому-то еще в дальнейшем пригодится информация, а может кто-то из читателей захочет поделится своей практикой.
Итак.
Каждый прокол(особенно в городской черте) по своему уникален и даже если делать 2 рядом, могут быть различные "сюрпризы". Именно поэтому и ценятся операторы с большим опытом работы, "готовые ко всему".

Конечно было бы проще взять ручку, листик бумаги и за чашкой кофе объяснить нюансы и подтвердить примерами из жизни, но за неимением возможности встретиться - попробую и так.
Ответы.

1. У нас на Ditch Witch 3020 максимальный угол входа 32%, но вполне реально сделать и больше 40%. Думаю при очень большом желании и все 45%. Но нужно ли это - опишу дальше.
Итак. Во первых действительно можно приподнять зад. Но изменится наклон установки, что может усложнить работу, так как бентонитный и масляный насосы, подача и смазка штанг будут работать под непривычной нагрузкой, и как они себя поведут - неизвестно. Именно поэтому при бурении на склонах машину по возможности выравнивают.
Во вторых, нужно максимально опустить лафет установки (сделать углубление под лафетом), заанкериться и начинать забуриваться. Но как я написал ранее, нужно ли это - вот в чем вопрос? Дело в том что забуриться под нужным углом - это пол дела.
Ведь нужно учитывать, что при выравнивании угла прокола и дальнейшем бурении штанги под нагрузкой начнут "вверчиваться" в грунт пытаясь выпрямить угол, а затем и расширитель под нагрузкой "выгребет" удобный для себя канал. И сделав 45% при забуривании в итоге мы выйдем на те же 35%, особенно если делается предрасширение, а в ваших случаях это 2-3 раза.
В рекламных видео-роликах о ГНБ бур красиво огибает все препятствия, ныряет вверх и вниз, вправо и влево, но на практике, сделав дугу на метров 6-7, в итоге мы все равно получим почти прямую линию. Это важно учитывать при проходжении под коммуникациями и оставлять запас для расширителя ну минимум в 2 его диаметра. (т.е. если расширитель 300 мм. нужно нырнуть вниз минимум на пол метра, а в песках и влажной глине еще ниже).
Это что касается мягких грунтов, в твердых все намного хуже. Канал будет держаться, но мы наверняка поломаем или короткую штангу, или вертлюг по резьбе.
Комфортный угол прохождения можно заранее заранее просчитать с помощью очень удобной программы Drill Site.
Но как мы видим на рисунке(красным цветом - недопустимый угол), это далеко не всегда получается на практике (на снимке график уже готового прокола).
Схема прокола ГНБ
2. С самым сложным углом выхода пришлось столкнуться в родном городе. Обычно угол можно смягчить за счет выбора грунта расширителем пройдя несколько раз по трассе затяжки, но в нашем случае был железобетонный колодец и радиус изгиба был минимальный - метра три. Честно говоря намучились изрядно пытаясь "впихнуть невпихуемое", но впихнули :)
На фотках в принципе все видно. Естественно следует учитывать, что чем больше диаметр и толщина стенки трубы - тем хуже она гнется. Про металлические трубы разумеется отдельный разговор, там почти всегда нужен приямок.

3. Нормально. Но для каждой установки свой комфортный радиус. К примеру для 3020 комфортным считается 53-56м.
Гнутые штанги после бурения ровняем (на пользу штанге это конечно не идет, но другого выхода нет).
Еще хочу поделиться такой народной мудростью.
В стальной трубе усредненный радиус изгиба трубы в метрах равен диаметру трубы в мм.
Т.е. у 259 стальной трубы с толщиной стенки 5 мм радиус изгиба 250метров.
На практике не проверяли!
Надеюсь, что хоть чем-то помог.
Ну и под конец, выкладываю отрывок из руководства оператора к установке ГНБ Ditch Witch 3020.

ПЛАНИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ БУРЕНИЯ
Еще до начала работ по бурению необходимо определить траекторию от начала до конца. Для планирования траектории бурения можно использовать программный пакет The Ditch Witch Trac management System Plus. Данная программа может применяться в полевых условиях при установке на ноутбук с программой Windows® 95 или ее более поздними версиями.
Обращайтесь к Вашему дилеру Ditch Witch за более подробной информацией.
Если вы не используете Trac management System Plus, то трассу бурения можно разметить на местности флажками, краской из распылителя или отобразить на бумаге для оператора буровой установки.
По вопросу сложных трасс обращайтесь за консультацией к инженеру. Организуйте проведение геодезической съемки и расчета трассы. Убедитесь в том, что инженеру известны минимальный угол забуривания, ограничения по изгибу бурильной колонны и прокладываемого материала, длина секций штанг/труб, а также расположение всех подземных коммуникаций. Для менее сложных трасс скважина ограничивается 4 измерениями:
· рекомендованные ограничения по изгибу,
· угол забуривания,
· минимальная длина подсвечника
· минимальная глубина.
В А Ж Н О: См. ниже более подробное описание как выполнять данные вычисления. Если вы не используете Trac management System Plus, см. “Вычисление траектории бурения” на стр. 83 и применяйте данные способы замеров для определения вашей траектории бурения.
Рекомендованные ограничения по изгибу
Буровые штанги Ditch Witch выдерживают изгиб в ходе их эксплуатации, что позволяет корректировать траекторию и облегчает работу. Превышение рекомендованных ограничений по изгибу приводит к появлению повреждений, которые не всегда заметны. Такие повреждения накапливаются, а затем могут привести к разрыву штанги.
ВАЖНО: Следите за превышением рекомендованных ограничений по каждому изгибу, а не только в ходе забуривания.
clip_image004Угол забуривания
Буровая штанга Ditch Witch может выдерживать максимальный процент изгиба.
Следите за тем, чтобы угол забуривания (A) угол
Забуривания не превышал нижеуказанный на длину секции штанги.
Штанга JT Штанга AT Гнут. штанга AT
5.6% 5.4% 4.5%

ВНИМАНИЕ: Превышение рекомендованного изгиба буровой штанги ведет к ее повреждению и последующей поломке. Изменения угла должны равномерно распределяться по всей длине секции штанги. Максимальные изменения угла в пределах 1-2’ (300-600 мм) штанги создает опасные изгибы, которые приведут к ее повреждению.
Следите за углом изгиба каждой секции штанги с помощью устройства 750 Display на
пульте управления оператора.
Радиус изгиба штанги
Буровая штанга JT3020 имеет минимальный проверенный радиус изгиба 175’ (53 м). Это означает, что изгиб буровой траектории в 90 градусов:
• имеет радиус (A) 175’ (53 м)
• требует приблизительно 275’ (84 м) буровой штанги (B).
ВНИМАНИЕ: Превышение рекомендованного изгиба буровой штанги ведет к ее повреждению и последующей поломке.
• При уменьшении радиуса изгиба, срок эксплуатации буровой штанги сокращается
• При увеличении радиуса изгиба, срок эксплуатации буровой штанги продлевается
ВАЖНО: Во избежание превышения рекомендуемых изгибов пользуйтесь нижеприведенной таблицей.
Посекционные ограничения по изгибу
Штанга JT
шт
(C)
В вертикальной плоскости (B) В горизонтальной плоскости (A) шт
(C)
В вертикальной плоскости (B) В горизонтальной плоскости (A)
1 9’ 10” (3.0 м ) 0’ 3.3” (.08 м ) 15 130’ 8.8” (39.9 м ) 58’ 8” (17.9 м )
2 19’ 7.7” (6.0 м ) 1’ 1.3” (.34 м ) 16 137’ .8” (41.8 м ) 66’ 2.4” (20.2 м )
3 29’ 4.7” (9.0 м ) 2’ 5.8” (.76 м ) 17 142’ 11.6” (43.6 м ) 74’ 1” (22.6 м )
4 39’ .5” (11.9 м ) 4’ 4.9” (1.3 м ) 18 148’ 5” (45.2 м ) 82’ 3.3” (25.1 м )
5 48’ 6.8” (14.8 м ) 6’ 10.5” (2.1 м ) 19 153’ 4.7” (46.8 м ) 90’ 9.2” (27.7 м )
6 57’ 11.3” (17.7 м ) 9’ 10.4” (3.0 м ) 20 157’ 10.6” (48.1 м ) 99’ 6.3” (30.3 м )
7 67’ 1.6” (20.5 м ) 13’ 4.7” (4.1 м ) 21 161’ 10.6” (49.3 м ) 108’ 6.2” (33.1 м )
8 76’ 1.3” (23.2 м ) 17’ 5” (5.3 м ) 22 165’ 4.3” (50.4 м ) 117’ 8.7” (35.9 м )
9 84’ 10.2” (25.9 м ) 21’ 11.3” (6.7 м ) 23 168’ 3.8” (51.3 м ) 127’ 1.3” (38.7 м )
10 93’ 3.8” (28.4 м ) 26’ 11.5” (8.2 м ) 24 170’ 8.9” (52 м ) 136’ 7.7” (41.6 м )
11 101’ 5.9” (30.9 м ) 32’ 5.2” (9.9 м ) 25 172’ 7.6” (52.6 м ) 146’ 3.6” (44.6 м )
12 109’ 4.1” (33.3 м ) 38’ 4.4” (11.7 м ) 26 173’ 11.7” (53.0 м ) 156’ .6” (47.6 м )
13 116’ 10.2” (35.6 м ) 44’ 8.8” (13.6 м ) 27 174’ 9.1” (53.3 м ) 165’ 10.3” (50.6 м )
14 123’ 11.9” (37.8 м ) 51’ 6.1” (15.7 м ) 28 175’ (53.3 м ) 175’ (53.3 м )

clip_image010clip_image012
CМ W
Штанга AT
шт
(C)
В вертикальной плоскости (B) В горизонтальной плоскости (A) шт
(C)
В вертикальной плоскости (B) В горизонтальной плоскости (A)
1 9’ 4.7” (2.9 м ) 0’ 3.0” (0.1 м ) 16 132’ 6.7” (40.4 м ) 60’ 9” (18.5 м )
2 18’ 9.2” (5.7 м ) 1’ 1.1” (.3 м ) 17 138’ 6” (42.2 м ) 68’ .4” (20.7 м )
3 28’ 0.9” (8.6 м ) 2’ 3.2” (.7 м ) 18 144’ .5” (43.9 м ) 75’ 7.4” (23 м )
4 37.7’ 3.7” (11.4 м ) 4’ .3” (1.9 м ) 19 149’ 2.1” (45.5 м ) 83’ 6” (25.4 м )
5 46’ 5.2” (14.2 м ) 6’ 3.3” (19 м ) 20 153’ 10.4” (46.9 м ) 91’ 7.6” (27.9 м )
6 55’ 5.1” (16.9 м ) 9’ .1” (2.7 м ) 21 158’ 1.5” (48.2 м ) 100’ .2” (30.5 м )
7 64’ 3.1” (19.6 м ) 12’ 2.7” (3.7 м ) 22 161’ 11” (49.4 м ) 108’ 7.4” (33.1 м )
8 72’ 10.9” (22.2 м ) 15’ 10.9” (4.8 м ) 23 165’ 3” (50.4 м ) 117’ 4.9” (35.8 м )
9 81’ 4.1” (24.8 м ) 20’ .6” (6.1 м ) 24 168’ 1.3” (51.2 м ) 126’ 4.3” (38.5 м )
10 89’ 6.5” (27.3 м ) 24’ 7.7” (7.5 м ) 25 170’ 5.7” (52 м ) 135’ 5.5” (41.3 м )
11 97’ 5.9” (29.7 м ) 29’ 8” (9 м ) 26 172’ 4.2” (52.5 м ) 144’ 8” (44.1 м )
12 105’ 1.8” (32.0 м ) 35’ 1.3” (10.7 м ) 27 173’ 8.8” (53 м ) 153’ 11.5” (46.9 м )
13 112’ 6.1” (34.3 м ) 40’ 11.5” (12.5 м ) 28 174’ 7.3” (53.2 м ) 163’ 3.8” (49.8 м )
14 119’ 6.5” (36.4 м ) 47’ 2.3” (14.4 м ) 29 175’’ (53.3 м ) 175’ (53.3 м )
15 126’ 2.8” (38.5 м ) 53’ 9.5” (16.4 м )

clip_image014clip_image016
clip_image019
Обсаж. штанга AT
шт
(C)
В вертикальной плоскости (B) В горизонтальной плоскости (A) шт
(C)
В вертикальной плоскости (B) В горизонтальной плоскости (A)
1 9’ 4.8” (2.9 м ) 0’ 2.5” (0.1 м ) 19 157’ 10” (48.1 м ) 71’ 5.7” (21.8 м )
2 18’ 9.3” (5.7 м ) 0’ 10.1” (.3 м ) 20 163’ 10.5” (49.9 м ) 78’ 8.2” (24 м )
3 28’ 1.4” (8.6 м ) 1’ 10.7” (.6 м ) 21 169’ 7” (51.7 м ) 86’ 1.7” (26.3 м )
4 37’ 4.8” (11.4 м ) 3’ 4.3” (1 м ) 22 174’ 11.5” (53.3 м ) 93’ 10.3” (28.6 м )
5 46’ 7.3” (14.2 м ) 5’ 2.9” (1.6 м ) 23 179’ 11.8” (54.9 м ) 101’ 9.6” (31 м )
6 55’ 8.7” (17 м ) 7’ 6.3” (2.3 м ) 24 184’ 7.7” (56.3 м ) 109’ 11.6” (33.5 м )
7 64’ 8.7” (19.7 м ) 10’ 2.7” (3.1 м ) 25 188’ 11.2” (57.6 м ) 118’ 3.9” (36.1 м )
8 73’ 7.2” (22.4 м ) 13’ 3.9” (4.1 м ) 26 192’ 10.2” (58.8 м ) 126’ 10.5” (38.7 м )
9 82’ 4” (25.1 м ) 16’ 9.7” (5.1 м ) 27 196’ 4.5” (59.9 м ) 135’ 7” (41.3 м )
10 90’ 10.7” (27.7 м ) 20’ 8.3” (6.3 м ) 28 199’ 6.1” (60.8 м ) 144’ 5.4” (44 м )
11 99’ 3.3” (30.3 м ) 24’ 11.4” (7.6 м ) 29 202’ 2.9” (61.6 м ) 153’ 5.3” (46.8 м )
12 107’ 5.4” (32.8 м ) 29’ 6.9” (9 м ) 30 204’ 6.8” (62.4 м ) 162’ 6.6” (49.5 м )
13 115’ 5” (35.2 м ) 34’ 6.7” (10.5 м ) 31 206’ 5.8” (62.9 м ) 171’ 9” (52.3 м )
14 123’ 1.8’ (37.5 м ) 39’ 10.8” (12.2 м ) 32 207’ 11.9” (53.3 м ) 181’ .3” (55.2 м )
15 130’ 7.7” (39.8 м ) 45’ 7” (13.9 м ) 33 209’ 1” (63.4 м ) 190’ 4.3” (55.2 м )
16 137’ 10.4” (42 м ) 51’ 7.1” (15.7 м ) 34 209’ 9” (63.9 м ) 199’ 8.8” (60.9 м )
17 144’ 9.8” (44.1 м ) 57’ 11.1” (17.7 м ) 35 210’ (64 м ) 210’ (64 м )
18 151’ 5.7” (46.2 м ) 64’ 6.7” (19.7 м )

clip_image021
Угол забуривания
Угол забуривания - это наклон буровой установки по отношению к уклону поверхности земли. Угол забуривания можно определить двумя путями:
1. С помощью передатчика забуривания
· Положить на землю передатчик забуривания и снять показания.
· Положить передатчик забуривания на буровую установку и снять показания.
· Вычесть величину угла забуривания для земли из величины угла забуривания для
буровой установки.
2. Путем измерений
• Провести измерение от земли до переднего торца бурового лафета (H1).
• Провести измерение от земли до заднего
торца бурового лафета (H2).
• Вычесть (H1) из (H2). Записать полученное число.
• Измерить расстояние между передней и задней точками, чтобы получить длину основания (C).
• Разделить (H2-H1) на (C), затем умножить на 100.
Это и есть ваш угол забуривания.

clip_image024
ВАЖНО: Небольшой угол забуривания (A1)
позволяет скорее выйти на горизонтальное направление при меньшем изгибе. Увеличение угла забуривания (A2) ведет к удлинению и более глубокому залеганию трассы.
clip_image028
Минимальная длина подсвечника
Длина подсвечника - это расстояние от точки забуривания до горизонтального участка трассы (B1).
ВНИМАНИЕ: Слишком малая длина
подсвечника (B2) ведет к превышению
допустимой величины изгиба, и следовательно
к повреждению штанги.
clip_image031
Минимальная глубина
Так как изгиб штанги должен происходить постепенно, величина угла забуривания и ограничения по изгибу определяют, насколько глубоко должна находиться штанга, когда она достигает горизонтального положения. Это и называется минимальной глубиной
• Чтобы уменьшить минимальную глубину (D1), уменьшайте угол забуривания. Это также уменьшает длину подсвечника
• Чтобы увеличить минимальную глубину (D2), увеличивайте угол забуривания. Это также увеличивает длину подсвечника
Вычисление траектории бурения
Угол забуривания, длина подсвечника и минимальная глубина определяются в привязке с ограничением по изгибу для вычисления траектории бурения. Чтобы выяснить длину подсвечника (B) и угол забуривания (A), с помощью которых вы определите необходимую минимальную глубину (D), используйте приведенную ниже таблицу:
clip_image033
Штанга JT
Минимальная глубина (D) Угол забуривания (A) Длина подсвечника
(B)
Глубина перехода
(S)
4 фт 5 д. (1.3 м ) -18% 11 фт 8 д. (3.6 м ) 1 фт 8 д. (0.51 м )
5 фт 3 д. (1.6 м ) -20% 11 фт 11 д. (3.6 м ) 1 фт 10 д. (0.56 м )
6 фт 1 д. (1.9 м ) -22% 12 фт 2 д. (3.7 м ) 2 фт 0 д. (0.61 м )
7 фт (2.1 м ) -24% 12 фт 5 д. (3.8 м ) 2 фт 2 д. (0.66 м )
7 фт 11 д. (2.4 м ) -26% 12 фт 7 д. (3.8 м ) 2 фт 4 д. (0.71 м )
9 фт (2.7 м ) -28% 12 фт 10 д. (3.9 м ) 2 фт 6 д. (0.76 м )
10 фт (3 м ) -30% 13 фт (4 м ) 2 фт 8 д. (0.81 м )

ВАЖНО: Числа в таблице приведены с учетом 175’ (53 м) минимального радиуса изгиба, корпуса передатчика, соединения EZ-Connect, коннектора, переходника и 1/3 первой буровой штанги (L, итого 8’ 8' [2.6 м]) под поверхностью до начала перехода.
clip_image035
Штанга AT
Минимальная глубина (D) Угол забуривания (A) Длина подсвечника
(B)
Глубина перехода
(S)
3 фт 11 д. (1.2 м) -18% 9 фт 4 д. (2.7 м) 1 фт 1 д. (0.33 м)
4 фт 8 д. (1.4 м) -20% 9 фт 7 д. (2.9 м) 1 фт 3 д. (0.38 м)
5 фт 5 д. (1.7 м) -22% 9 фт 11 д. (3.0 м) 1 фт 4 д. (0.41 м)
6 фт 4 д. (1.9 м) -24% 10 фт 3 д. (3.1 м) 1 фт 6 д. (0.46 м)
7 фт 3 д. (2.2 м) -26% 10 фт 6 д. (3.2 м) 1 фт 7 д. (0.48 м)
8 фт 2 д. (2.5 м) -28% 10 фт 9 д. (3.3 м) 1 фт 8 д. (0.51 м)
9 фт 2 д. (2.8 м) -30% 11 фт 1 д. (3.6 м) 1 фт 10 д. (0.56 м)

clip_image037
Обсаж. штанга AT
Минимальная глубина (D) Угол забуривания (A) Длина подсвечника
(B)
Глубина перехода
(S)
9 фт 4 д. (2.8 м) -18% 11 фт 8 д. (3.6 м) 1 фт 1 д. (0.33 м)
9 фт 7 д. (2.9 м) -20% 11 фт 11 д. (3.6 м) 1 фт 3 д. (0.38 м)
9 фт 11 д. (3 м) -22% 12 фт 2 д. (3.7 м) 1 фт 4 д. (0.41 м)
10 фт 3 д. (3.1 м) -24% 12 фт 5 д. (3.8 м) 1 фт 6 д. (0.46 м)
10 фт 6 д. (3.2 м) -26% 12 фт 7 д. (3.8 м) 1 фт 7 д. (0.48 м)
10 фт 9 д. (2.3 м) -28% 12 фт 10 д. (3.9 м) 1 фт 8 д. (0.51 м)
11 фт 1 д. (3.4 м) -30% 13 фт (4 м) 1 фт 10 д. (0.56 м)

Почитайте другие похожие по тематике статьи



Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...