Vaakaporaus ja vaakasuuntainen poraus ( HDD tai englantilainen HDD vaakasuuntaisesta porauksesta ) on yleinen kaivamaton menetelmämaanalaisten kommunikaatioiden rakentaminen, joka perustuu erityisten porauskompleksien (lautasten) käyttöön. Telojen asennuksen pituus voi olla useista metreistä useisiin kilometreihin ja halkaisija voi olla jopa 1200 mm tai enemmän. Viestinnän suojaamiseksi käytetään polyeteenistä (HDPE), teräksestä ja muista materiaaleista valmistettuja putkia.
Vaakaporauksen, josta on tullut vallankumouksellinen rakentamisessa, keksi Martin Cherrington vuonna 1963 vaihtoehdoksi perinteiselle kaivausmenetelmälle kommunikaatiossa.
Ennen töiden aloittamista maaperän ominaisuudet ja koostumus, olemassa olevien maanalaisten laitosten sijainti tutkitaan huolellisesti ja maanalaisiin töihin myönnetään asianmukaiset luvat ja hyväksynnät. Maaperän valikoiva luotaus ja tarvittaessa porausreitin erityisen vaikeiden risteyskohtien poraus olemassa olevien yhteyksien kanssa. Näiden töiden tuloksilla on ratkaiseva merkitys kaivon rakentamisen liikeradan ja taktiikan valinnassa . Erityistä huomiota kiinnitetään porauslaitteiden optimaaliseen sijoittamiseen työmaalla ja turvallisten työskentelyolosuhteiden varmistamiseen porausmiehistölle ja ympärillä oleville ihmisille.
Maanalaisten laitosten rakentaminen vaakasuuntaisen poraustekniikan avulla suoritetaan neljässä vaiheessa:
Pilottikaivon poraus on erityisen tärkeä työvaihe, josta lopputulos suurelta osin riippuu. Se suoritetaan kallionleikkaustyökalulla - porapäällä, jossa on viiste edessä ja sisäänrakennettu emitteri.
Porapää on liitetty onton rungon avulla joustavaan käyttötankoon, jonka avulla voidaan ohjata ohjauskaivon rakentamista ja ohittaa porauksen valmisteluvaiheessa tunnistetut maanalaiset esteet mihin tahansa suuntaan vedetyn työskentelyn luonnollisen mutkan sisällä. linja. Porauspäässä on reiät erityisen porausnesteen syöttämiseksi , joka pumpataan kaivoon ja muodostaa suspension murskatun kiven kanssa. Porausneste vähentää kitkaa poran pään ja tangon välillä, suojaa kaivoa sortumiselta, jäähdyttää kallionleikkaustyökalua, tuhoaa kiven ja puhdistaa kaivon sen roskista tuoden ne pintaan.
Poran pään sijainnin ohjaus tapahtuu paikantimen vastaanottolaitteella, joka vastaanottaa ja käsittelee poran pään runkoon rakennetun lähettimen signaalit. Paikannusnäyttö näyttää visuaalista tietoa porapään sijainnista, kaltevuudesta ja laakerista. Nämä tiedot näkyvät myös laitteen käyttäjän näytöllä. Nämä tiedot ovat ratkaisevia valvottaessa rakenteilla olevan putkilinjan liikeradan mukaisuutta suunnittelun kanssa ja minimoivat työkierteen katkeamisriskit. Kun porapää poikkeaa suunnitellulta liikeradalta, käyttäjä pysäyttää poratankojen pyörimisen ja asettaa porapään viisteen haluttuun asentoon. Sitten poratangot murskataan ilman pyörimistä porausradan korjaamiseksi.
Koekaivon rakentaminen saatetaan päätökseen porauspään ulostulolla projektin määrittämässä kohdassa.
Poratanko (BS) on putki, jonka halkaisija on 50-80 mm ja pituus 2-6 metriä. BS:n päissä leikataan CONICAL-kierreliitokset ulkokierteillä ja vastakkaisessa päässä - sisäkierteillä. BS:ssä on yksi erittäin tärkeä elementti, jota ilman pilotin suunnan muuttaminen olisi mahdotonta, tämä on paljesisäke (liitäntä). Jokaisella tukiasemalla on kaksi tällaista liitäntää. Yleisesti ottaen tämä on teknisesti enemmän kuin uurrettu putkessa kuin jonkinlainen BS:ään hitsattu sisäosa.
Porakoneessa BS:t ruuvataan peräkkäin, yksi toisensa sisään, kun porapää etenee. Siten toisiinsa yhdistetyt BS:t ovat samanlaisia kuin joustava kaapeli, jota käytetään viemäriputkien puhdistamiseen.
SuunnanmuutosperiaatePeriaate poran pään liikesuunnan muuttamisesta vaaka- ja pystytasoissa noudattaa joustavan kaapelin periaatetta: jos sen vapaa pää ei ole kiinteä (jos se on kiinteä, tämä on jo " joustava akseli "), eli se on aina hieman taipunut.
Kannettavan vastaanottimen näytöllä oleva käyttäjä "näkee" poran pään pyörimiskulman (eli "kaapelin vapaan pään") ja sen suunnan, ja jos on tarpeen "kääntää" poran suuntaa. kaivo antaa porakoneen käyttäjälle komennon "seis" ja sitten "Käännä N ../astetta" (mutta vain yhteen suuntaan - BSh-kierteiden kiristyssuuntaan!) niin, että poran pää makaa oikeaan suuntaan. Lisäksi kaukosäätimen käyttäjän käskystä poran pää "puristetaan" maahan halutun lentoradan kulmassa, sitten porakoneen käyttäjä käynnistää huuhtelunesteen - yleensä veden - syöttämisen ja pitkittäinen syöttö pyörimällä. Huuhteluneste syötetään kontrolloidussa paineessa porakoneen karan kautta BSH:lle ja edelleen porauspäähän. Porauspää porataan maahan haluttuun lentorataan.
Kaivon laajennusKaivon laajennus suoritetaan koeporauksen päätyttyä. Porapää irrotetaan poratangoista ja sen tilalle on kiinnitetty vanne - käänteinen laajennus. Käyttäen vetovoimaa ja samanaikaisesti pyörimistä, vanne vedetään porausreiän läpi porauslaitteen suuntaan, jolloin ohjauskaivo laajenee halkaisijaan, joka tarvitaan putkilinjan vetämiseen. Jotta varmistetaan putkilinjan esteetön vetäminen laajennetun kaivon läpi, sen halkaisija on 50-100 % suurempi kuin putkilinjan halkaisija .
Pipeline pullingKaivon puolella, vastapäätä porauslaitetta, on putkilinja, joka on valmis vetämiseen. Piikan etupäähän on kiinnitetty käännöllä ja vanteella pää, joka havaitsee vetovoiman , eikä samalla välitä pyörimisliikettä putkilinjaan. Siten porakone vetää kaivoon vedettävän putkilinjan suunnittelurataa pitkin.
SementointiPutkea laskettaessa vaikeissa geologisissa olosuhteissa rengasmainen tila sementoidaan pumppaamalla sinne sementointiliete paineen alaisena erikoiskoneella.
Viimeinen vaiheTärkeimpien teknisten vaiheiden päätyttyä insinööri- ja tekninen henkilökunta toimittaa asiakkaalle valmiiksi rakennetun dokumentaation , joka osoittaa asennetun putkilinjan todellisen sijainnin eri tasoissa, ja siinä on pakollinen merkintä "sidoksista" maassa oleviin maamerkkeihin.
HDD-asennukset (koneet) ovat monimutkaisia rakennuslaitteita. Tyypillinen kone sisältää rungon, rungon, alustan ( tela- tai pyörillä ), voimalaitoksen ( dieselmoottori ), hydrauliaseman, sauvansyöttölaitteen, porausvaunun ja ohjauspaneelin (käyttäjän työpiste).
Asennukset luokitellaan suurimman vetovoiman mukaan, mitattuna tonneissa. Muita siihen epäsuorasti liittyviä tärkeitä ominaisuuksia ovat suurin laajenemishalkaisija ja suurin porauspituus.
Toissijaisia indikaattoreita, jotka voivat luonnehtia kiintolevyasennuksen kuluttajaominaisuuksia, ovat tangon taivutussäde (näyttää kuinka paljon pilottiporauksen liikerataa voidaan muuttaa) sekä bentoniittiliuoksen kulutus (l./min., näyttää kuinka usein on tarpeen täydentää sekoituslaitteen säiliötä porauslietteen valmistelua varten ).
Minikiintolevyasemat ovat kompakteja HDD-laitteita, jotka mahdollistavat hallitun puhkaisun tien alla. Minikiintolevyasennukset mahdollistavat tiedonsiirron maisemaa häiritsemättä. Tuo kommunikaatiot vaikeapääsyisiin paikkoihin, kaivosta, kaivosta ahtaissa olosuhteissa. Mini HDD -asennukset ovat kooltaan kevyempiä ja kompakteja, vetovoima jopa 50 tonnia, puhkaisupituus jopa 100 metriä.
Kiintolevyn hallinta on erittäin tärkeä asia. Pora on poissa näkyvistä ja ulottumattomissa käytön aikana, ja hallitsematon poraus voi johtaa arvaamattomiin seurauksiin. Siksi HDD-töiden tuotannossa käytetään paikannusjärjestelmiä ohjaamaan porausprosessia. Paikannusjärjestelmä on anturi, joka sijaitsee porapäässä, ja erityinen synkronointilaite tämän anturin kanssa, joka on maanpinnan paikannusjärjestelmän (paikannuksen) operaattorin käsissä. Anturi tallentaa kaikki tiedot porauksen kulmasta ja suunnasta, kierrosten lukumäärästä ja poran pään lämpötilasta. Nämä tiedot välitetään porauksen aikana paikantimelle ja estävät ei-toivotut seuraukset.
HDD - asiantuntijat käyttävät paljon aikaa porausnesteiden laadun parantamiseen, kun porataan vaakasuoraan suunnattuja kaivoja. Tiedetään, että porausnesteellä on suuri vaikutus koko prosessin tuottavuuteen ja tehokkuuteen: porauksen nopeuteen, ympäristötilanteeseen ja työturvallisuuteen. HDD:ssä porausnesteen laatu takaa 70–80 % tiedonsiirtotöiden onnistuneesta valmistumisesta.
Hiekkaisessa maaperässä työskennellessä HDD-asiantuntijat kohtaavat usein suodatus- ja vedenimeytysongelman , mikä johtuu itse maaperän ominaisuuksista, koska hiekka on luonnostaan huokoista ja erittäin läpäisevää. Mitä tulee liuskesaveihin ja -saveihin , joita usein löytyy porauskohteista, tämäntyyppiset kivet muuttuvat tahmeiksi ja turpoavat joutuessaan alttiiksi vedelle. Tällaisten prosessien seurauksena voi olla nesteen kierron menetys, poraustyökalun jumiutuminen ja jumiutuminen, mikä johtaa siihen, että niin sanotun "työkalun takertumisen" kanssa ei tehdä jatkotyötä.
Näiden ongelmien välttämiseksi käytetään bentoniittiporausnesteitä ja erilaisia komponentteja komplikaatioiden poistamiseen, saven estäjiä tai stabilointiaineita, voitelulisäaineita työkalun voitelemiseen ja porausreiän seinämiä tunkeutumisen helpottamiseksi, polymeerejä, jotka sakeuttavat porausnestettä sen vaaditun viskositeetin säilyttämiseksi.
Useimmat kiintolevyn käyttäjät käyttävät bentoniittipohjaisia "yksipussisia" monikomponenttisia seoksia helpottaakseen vähän kiintoainepitoisuutta sisältävän porausnesteen valmistusta paikan päällä.
Suurissa laitoksissa ratkaisu valmistetaan yksilöllisesti geologisen ja teknologisen linjan (GTN), vedettävän putken halkaisijan, maaperän koostumuksen, pumpun tehon ja asennuksen vetovoiman mukaan.