حفاری افقی: فن آوری حفاری جهت افقی ، سوراخ فاضلاب به دست خود ، نصب و راه اندازی ارتباطات

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-09 13:18

حفاری افقی یکی از انواع چاه است. این فناوری در زمینه ساخت و ساز ، صنعت نفت و گاز و همچنین هنگام انجام کار در شرایط شلوغ شهری گسترده شده است. اجازه دهید جزئیات بیشتری را در نظر بگیریم که اصل روش چیست و مراحل اصلی این نوع حفاری کدام است.

آن چیست؟

حفاری جهت افقی (HDD) نوعی حفاری بدون سنگر است که به حفظ سطح چشم انداز (به عنوان مثال ، بستر جاده ، عناصر محوطه سازی و غیره) کمک می کند. این تکنیک در دهه 60 قرن گذشته ظاهر شد و امروزه رایج است . این تکنیک باعث می شود هزینه های حفاری یا بهتر بگویم ترمیم چشم انداز پس از این فرآیند کاهش یابد.

به طور متوسط ، هزینه کار 2-4 برابر کاهش می یابد.

ویژگی های فناوری

بنابراین ، به عبارت ساده اصل روش به ایجاد 2 سوراخ در زمین (چاله ها) و یک "گذر" زیرزمینی بین آنها با استفاده از لوله گذاری با شیب افقی کاهش می یابد . این فناوری همچنین در مواردی استفاده می شود که حفر سنگر امکان پذیر نیست (به عنوان مثال ، بر روی اشیاء با ارزش تاریخی). این تکنیک شامل اجرای کارهای مقدماتی (تجزیه و تحلیل خاک ، آماده سازی 2 سایت - در نقاط ورود و خروج ترانشه) ، تشکیل یک چاه خلبان و گسترش بعدی آن مطابق با قطر لوله است. در آخرین مرحله کار ، لوله ها و / یا سیمها به سنگرهای حاصله کشیده می شوند.

با HDD ، می توان لوله های پلاستیکی و فولادی را در ترانشه قرار داد . اولی را می توان با زاویه ثابت کرد ، در حالی که دومی فقط در یک مسیر مستقیم ثابت می شود. این اجازه می دهد تا از لوله های پلی پروپیلن در ترانشه های زیر آب استفاده شود.

حفاری افقی در حل کارهای زیر موثر است:

• قرار دادن کابل های برق ، گاز و خطوط لوله به اشیاء ؛
• به دست آوردن چاه برای تولید نفت و تولید سایر مواد معدنی ؛
• بازسازی ارتباطاتی که دچار فرسودگی شده اند.
• تشکیل بزرگراه های زیرزمینی

علاوه بر این صرفه جویی ، این روش حفاری مزایای دیگری نیز دارد:

• حداقل تخریب سطح زمین (فقط 2 سوراخ ایجاد می شود) ؛
• کاهش زمان کار تا 30؛ ؛
• کاهش تعداد کارگران در تیپ (3-5 نفر مورد نیاز است) ؛
• تحرک تجهیزات ، نصب و حمل و نقل آن آسان است.
• توانایی انجام کار در هر قلمرو (مراکز تاریخی ، در منطقه عبور خطوط فشار قوی) و خاک ؛
• توانایی حفظ خاک بدون آسیب رساندن به لایه های حاصلخیز آن ؛
• اجرای کار نیازی به تغییر در ریتم معمول ندارد: حرکت همپوشانی و غیره.
• بدون آسیب به محیط زیست

مزایای توصیف شده به محبوبیت و پذیرش گسترده روش HDD کمک می کند. با این حال ، معایبی نیز دارد.

• با استفاده از تاسیسات استاندارد برای حفاری عمیق ، می توان لوله هایی با طول بیش از 350-400 متر گذاشت. اگر نیاز به نصب خط لوله طولانی تری دارید ، باید اتصالات را ایجاد کنید.
• در صورت نیاز به نصب لوله های بلندتر در زیر زمین یا عبور از آنها در عمق زیاد ، روش بدون سنگر بسیار پرهزینه خواهد بود.

تجهیزات

برای انجام HDD ، از ماشین آلات و ابزارهایی استفاده می شود که می توانند لایه های بالای خاک را سوراخ کرده و عمیق تر شوند.بر اساس حجم کار و نوع خاک ، اینها می توانند مته های مخصوص سنگ ، موتور مته یا ماشین های حفاری باشند. 2 گزینه اول معمولاً برای مصارف شخصی استفاده می شود ، در حالی که ماشین های حفاری روی اجسام بزرگ ، خاک های جامد و سخت استفاده می شود.

ماشین ها

دستگاه حفاری یا دکل HDD نوعی تجهیزات صنعتی است که با موتور دیزل کار می کند. عناصر عملکردی اصلی دستگاه عبارتند از ایستگاه هیدرولیک ، واگن و کنترل پنل . دومی به اپراتور اجازه می دهد عملکرد و حرکت دستگاه را کنترل کند و شبیه یک کنترل پنل خاص به نظر می رسد. ایجاد یک ترانشه به خودی خود به لطف یک مته امکان پذیر است. در حین چرخش ، مته گرم می شود ، که مملو از خرابی سریع آن است. با خنک کردن منظم قسمت فلزی با آب می توان از این امر جلوگیری کرد. برای این ، از شیلنگ تامین آب استفاده می شود - یکی دیگر از عناصر دستگاه حفاری.

تجهیزات حفاری بر اساس مرز نیروی کششی (اندازه گیری در تن) ، حداکثر طول مته و قطر گمانه طبقه بندی می شوند . بر اساس این پارامترها ، قدرت مته محاسبه می شود. متال متراکم تر از یک دستگاه حفاری موتور مته است. هدف اصلی آن انجام کارهای خاکی کوچک است. با این حال ، قسمت سوراخ کردن فرآیند حفاری در برخی موارد به راحتی و به سرعت با موتور مته انجام می شود. از آنجایی که موتور مته به عنوان تجهیزات جابجایی کار می کند ، اغلب به آن دستگاه پرس پرس می گویند. این دکل شامل مته ، میله و موتور است.

حفاری با موتور مته حتی توسط یک نفر امکان پذیر است ، دستگاه ها از نظر نوع قدرت متفاوت هستند و به دو دسته حرفه ای و خصوصی تقسیم می شوند.

مکان یابی سیستم ها

چنین سیستمی برای کنترل دقیق مسیر سر مته و خروج آن در محل سوراخ دوم ضروری است. این یک کاوشگر متصل به سر مته است. محل کاوشگر توسط کارگران با استفاده از مکان یاب ها کنترل می شود.

استفاده از سیستم مکان یابی از برخورد سر مته با موانع طبیعی جلوگیری می کند ، به عنوان مثال ، رسوبات خاکهای متراکم ، آبهای زیرزمینی ، سنگ.

ابزارهای پشتیبانی

این نوع ابزارها در مرحله سوراخ کردن خاک ضروری می شوند. میله های مورد استفاده ، ابزارهای پیچ دار ، گسترش دهنده ها ، پمپ ها. انتخاب یک ابزار خاص با توجه به نوع خاک و مراحل کار تعیین می شود . ابزارهای جانبی همچنین شامل گیره ها و آداپتورهایی است که وظیفه اصلی آنها کمک به دست آوردن خط لوله با طول مورد نیاز است. برای به دست آوردن یک کانال با قطر مورد نیاز ، از بسط دهنده ها استفاده می شود. این واحد با استفاده از سیستم پمپ آب تامین می شود. ژنراتورها عملکرد بی وقفه تجهیزات را تضمین می کنند و سیستم روشنایی امکان حفاری حتی در تاریکی را نیز فراهم می کند.

ابزارهای کمکی یا مواد مصرفی شامل گریس مسی-گرافیت است . برای روانکاری اتصالات میله های مته استفاده می شود. حفاری افقی لزوماً مستلزم استفاده از بنتونیت است که کیفیت آن تا حد زیادی بر سرعت کار ، قابلیت اطمینان سنگر و ایمنی محیطی تأثیر می گذارد. بنتونیت یک ترکیب چند جزئی بر اساس آلومینوسیلیکات است که با افزایش پراکندگی و خواص آب دوستی مشخص می شود. بقیه اجزای محلول و غلظت آنها بر اساس تجزیه و تحلیل خاک انتخاب می شود. هدف از استفاده از بنتونیت تقویت دیواره های سنگر ، جلوگیری از ریزش خاک است.

همچنین محلول از چسبندگی خاک به تجهیزات جلوگیری کرده و عناصر دوار را خنک می کند.

شرح مرحله به مرحله فرآیند

HDD در چند مرحله انجام می شود و طرح کلی کار به این شکل است:

• تهیه اسناد پروژه ، که همه محاسبات لازم را منعکس می کند.
• هماهنگی پروژه با صاحب سایت (اگر قلمرو خصوصی است) و مقامات (در صورت انجام کار در تأسیسات شهرداری) ؛
• حفر چاله ها: یکی در شروع کار ، دیگری در نقطه ای که خط لوله خارج می شود.
• تخمگذار تجهیزات لازم با استفاده از دکل های حفاری ؛
• اتمام کار: پر کردن دوباره چاله ها ، در صورت لزوم - بازسازی چشم انداز در محل گودال ها.

قبل از ایجاد سوراخ در زمین ، باید مراقب باشید تا منظره را آماده کنید. برای نصب تجهیزات حفاری جهانی ، شما نیاز به یک منطقه مسطح 10x15 متر دارید ، آن مستقیماً بالای محل سوراخ ورودی قرار دارد. می توانید این کار را خودتان یا با استفاده از تجهیزات ویژه انجام دهید. مطمئن شوید که مسیرهای انحرافی به این سایت وجود دارد. پس از آن ، تحویل و نصب تجهیزات حفاری انجام می شود.

علاوه بر دستگاه HDD ، تجهیزات آماده سازی دوغاب بنتونیت مورد نیاز خواهد بود. برای تقویت دیوارهای سنگر و حذف خاک از کانال استفاده می شود. نصب و راه اندازی دوغاب بنتونیت در فاصله 10 متری دستگاه حفاری قرار می گیرد. در صورت وجود ملات اضافی ، تورفتگی های کوچکی در مجاورت نقاط سوراخ مورد نظر ایجاد می شود.

مرحله آماده سازی همچنین شامل نصب و تأیید ارتباطات رادیویی بین کارکنان تیپ ، تجزیه و تحلیل خاک است . بر اساس این تجزیه و تحلیل ، یک یا یک مسیر دیگر برای حفاری انتخاب می شود. منطقه حفاری باید با نوار هشدار دهنده زرد محافظت شود. سپس تجهیزات حفاری و میله خلبان نصب می شود. در نقطه ای که سر مته وارد زمین می شود ثابت می شود.

یک مرحله مهم این است که ابزارها را با لنگر ایمن کنید تا از جابجایی در طول HDD جلوگیری شود.

پس از اتمام مرحله آماده سازی ، می توانید مستقیماً به حفاری ادامه دهید. ابتدا یک چاه خلبان با مقطع 10 سانتی متر تشکیل می شود ، سپس تجهیزات دوباره اشکال زدایی می شوند و شیب سر مته تنظیم می شود-باید دارای زاویه 10 تا 20 درجه نسبت به خط افق باشد. چاه خلبان یک سوراخ آموزشی است که بدون تشکیل آن حفاری بدون سنگر غیرقابل قبول است. در این زمان ، عملکرد و قابلیت کارکرد سیستم ها بررسی می شود و ویژگی های حرکت مته مورد ارزیابی قرار می گیرد.

در مرحله تشکیل چاه خلبان ، لازم است ابزار را برای زاویه تمایل خاک تنظیم کنید ، و همچنین موقعیت سر مته را در رابطه با خط چشم انداز بررسی کنید . در هر صورت ، خم هایی در چاله ها ایجاد می شود. اگر آبهای زیرزمینی یا مایعات بنتونیت در حجم زیاد یافت شوند ، مفید خواهند بود. دومی از سقوط ترانشه و ترمز مته به دلیل چسبندگی خاک به آن ، گرم شدن بیش از حد تجهیزات جلوگیری می کند.

هنگام آماده سازی ، مهم است که محاسبات دقیقی انجام شود تا خطوط لوله قبلاً گذاشته شده آسیب نبیند. حداقل فاصله از لوله ها باید 10 متر باشد. سپس فرآیند عبور مته از یک مسیر معین آغاز می شود و هر 3 متر لازم است جهت ابزار را کنترل و اصلاح کنید. هنگامی که مته به عمق مورد نیاز می رسد ، شروع به حرکت به صورت افقی یا در شیب کمی می کند - اینگونه است که ترانشه ای با طول مورد نیاز گذاشته می شود. پس از اینکه مته طول مورد نیاز را طی کرد ، به سمت بالا به سمت خروجی هدایت می شود. به طور طبیعی ، نقطه گودال دوم از قبل محاسبه می شود و در این مرحله سایت از قبل آماده می شود.

آخرین مرحله این است که ابزار اصلی را از روی زمین بردارید و سوراخ را با ریمر یا ریمر گسترش دهید. به جای مته نصب شده است و به شما امکان می دهد قطر کانال آزمایشی را افزایش دهید. در طول حرکت گسترش دهنده ، کنترل و در صورت لزوم تصحیح مسیر حرکت ابزار هر 3 متر ارائه می شود.

ریمر در امتداد یک مسیر مخالف جهت مته حرکت می کند ، یعنی از سوراخ دوم به اولین. بسته به قطر مورد نیاز ترانشه ، ریمر می تواند چندین بار از آن عبور کند. قطر کانال بستگی به قطر لوله ها دارد - به طور متوسط ، باید 25 درصد از قطر لوله های در حال پهن شدن بیشتر باشد. اگر ما در مورد لوله های عایق حرارتی صحبت می کنیم ، عرض قطر کانال باید 50 larger بزرگتر از قطر لوله ها باشد.

اگر فشار زیادی از خاک در کانال حاصل شود و احتمال خرد شدن آن افزایش یابد ، توزیع یکنواخت بنتونیت ایجاد می شود . پس از سفت شدن ، نه تنها خطر فرو ریختن ، بلکه فرونشست خاک نیز منتفی است. برای ورود و عبور آسانتر ابزار از خاک ، از مایع حفاری نرم کننده مخصوص استفاده می شود. با استفاده از روش HDD ، توجه زیادی به خطر ریزش خاک می شود. در این راستا ، استحکام اتصال لوله به طور اضافی کنترل می شود تا در زیر وزن خاک خرد شده شکسته نشود.

پس از آماده شدن ترانشه افقی ، آنها شروع به نصب لوله ها در آن می کنند . برای انجام این کار ، براکت و گردان به آن متصل می شوند ، که با کمک آنها می توانید لوله را در کانال محکم کنید. یک سر به ابتدای لوله وصل شده است ، که برای آن چرخان قبلاً ثابت شده است. لوله ها نیز از طریق گردان به هم متصل می شوند ، در حالی که خود تجهیزات حفاری خاموش است. برای پیوستن ، آنها از آداپتورهای ویژه استفاده می کنند.

برای چاههای کوچک و کشیدن لوله های پلاستیکی با قطر کوچک ، از نیروی دستگاه حفاری استفاده می شود. پس از قرار دادن لوله در یک ترانشه افقی ، فرآیند HDD کامل تلقی می شود.

دامنه کاربرد

HDN برای قرار دادن لوله های محافظتی که داخل آن کابل های تلفن ، فیبر نوری و برق عبور می کند مناسب است. برای نصب خط لوله ای که داخل آن آب طوفان و فاضلاب و همچنین آب آشامیدنی حرکت می کند. در نهایت ، لوله های آب و خطوط لوله نفت و گاز نیز می توانند با استفاده از روش HDN گذاشته شوند.

این تکنیک همچنین در مواردی استفاده می شود که لازم است بودجه تعمیرات کاهش یابد یا تعداد کارگران کاهش یابد . کاهش هزینه های مالی به دلیل عدم نیاز به بازسازی چشم انداز پس از حفاری و همچنین حداکثر اتوماسیون فرآیند است. بهینه سازی اندازه تیم کاری به دلیل این واقعیت است که کارگران در واقع فقط برای کار با دستگاه نیاز دارند.

این تکنیک هنگام نصب خطوط لوله در خاکهای شنی ، لومی و رسی م isثر است. استفاده از فناوری توصیف شده در صورتی قابل اجراست که ترانشه زیر بزرگراه ها ، مناطق با ارزش تاریخی یا زیر آب حرکت کند. در حالت دوم ، سوراخ ورودی از طریق دهانه رودخانه انجام می شود.

حفاری بدون سنگر نه تنها در مناطق متراکم شهری و مراکز تاریخی ، بلکه در یک خانه خصوصی نیز م effectiveثر است ، زیرا به شما امکان می دهد تا مزارع و ساختمانها را حفظ کنید . به عنوان یک قاعده ، سیستم های آبرسانی و فاضلاب به این روش در املاک خصوصی گذاشته می شود.