Technologie horizontálního vrtání je progresivní metoda bezvýkopového vrtání studní pod umělými i přírodními objekty. Díky moderní technologii a vybavení byli instalatéři schopni položit potrubí pod budovy a stavby, železnice a silnice, řeky a jezera, bažinaté a chráněné oblasti, aniž by narušili povrchovou infrastrukturu. Stavitelé mají často otázku: kdo vynalezl horizontální vrtání, kdo musí vzdát hold tak užitečné a produktivní technologii?
Historie HDD
Podle historických dokumentů vynalezl HDD na konci 15. století velký inženýr a umělec Leonardo da Vinci. Přišel se zařízením, se kterým bylo možné dělat v zemi studny pod libovolným úhlem, tedy i vodorovně. Během svého života postavil velký génius 10 vrtných souprav, které se staly prototypy pro vytvoření nejprve ruční a poté první plně automatické soupravy.
V průběhu další historie byla technologie horizontálního směrového vrtání neustále zdokonalována, ale nebyla sériově vyráběna z důvodu nedostatečně rozvinuté průmyslové základny. Průlom nastal v roce 1971 při stavbě ropovodu v Kalifornii (USA). Bylo nutné jej vést přes řeku Pejero, jejíž šířka v úzkém místě byla asi 200 m.
Tato akce byla svěřena americkému průmyslníkovi Martinu Cherringtonovi, který se s tímto úkolem skvěle vypořádal. Pod řekou byl vyvrtán vrt o délce 231 m a průměru 115 mm.
V budoucnu, na pozadí hnutí za zlepšení infrastruktury osad, se tato technologie stala stále populárnější. Sloužil k pokládce plynového potrubí, vodovodního potrubí, elektrických a telefonních kabelů bez kopání příkopů a následných restaurátorských prací. Metoda HDD se dnes používá ve všech průmyslových odvětvích při výstavbě podzemních dálnic místního i celostátního významu.
Technologie bezvýkopové výstavby podzemních inženýrských sítí
Postup výstavby komunikací pod komunikacemi vrtáním se skládá z etap, z nichž každá má velký význam pro dosažení kvalitního konečného výsledku.
Pořadí bezvýkopového pokládání vodovodu je následující:
- Přípravná fáze. Zkoumá se složení půdy, přítomnost přírodních překážek pod zemí. Schéma průchodu dříve položených komunikací se studuje. Připravuje se projekt a harmonogram prací. Získání povolení k využívání půdy.
- Vrtání pilotní studny. Úkolem tohoto procesu je vyrobit kanál o dané trajektorii, podél kterého bude probíhat další vrtání. K dosažení požadovaného výsledku prvního průniku slouží navigační zařízení k určení umístění vrtací hlavy v půdní mase. Vyhýbání se překážkám se provádí dálkovým ovládáním sloupu pomocí jeho ohybu ve vstupním bodě. Do vrtu se přivádí vrtná kapalina, která zabraňuje zborcení jejích stěn. Výsledkem vrtání je výstup hlavy ve vypočítaném bodě.
- Rozšíření studny. Používají se rotační trysky, které se mění po každém průchodu kanálem. Průměr vrtu se postupně zvětšuje až o 25 % přesahuje část potrubí.
- Tahání potrubí. Pomocí uchopovacího zařízení se vlasec vtáhne do studny. Připojení nových úseků svařováním se provádí při ponoření potrubí do vyvrtaného kanálu.
V konečné fázi je zařízení demontováno, výkop je zasypán a plocha je uvedena do původního vzhledu. Poté je objekt předán zákazníkovi.
Instalace HDD
Pro zhotovení horizontálních a zakřivených vrtů se používají vrtné soupravy ruské i zahraniční výroby. Zařízení pokládá potrubí ve všech typech půdy v kteroukoli roční dobu, bez ohledu na povětrnostní podmínky.
Zařízení pro směrové vrtání HDD je rozděleno do následujících kategorií:
- Plíce. Na základě pásového nebo kolového podvozku. Určeno pro výrobu kanálů o průměru do 100 mm a délce do 50 m.
- Střední. Jednotky osazené na housenkovém podvozku dosahují celkové hmotnosti 25 t. Používají se pro zhotovení vrtů o průměru do 200 mm a délce do 100 m.
- Velký. Jsou to trvalé struktury. S hmotností až 60 tun jsou schopni dělat studny o průřezu až 50 cm a délce až 200 m.
- Super velký. Zařízení modulárního typu s celkovou hmotností do 2000 t. Určeno pro pokládku hlavních potrubí. Jednotky jsou schopny dělat studny o průměru až 150 cm a délce 1000-1200 m.
Obecné uspořádání vrtných souprav je následující:
- Základna. Skládá se z vozíku, otočného mechanismu, sekcí, spojky a ovládacího panelu.
- Generátor. V závislosti na velikosti zařízení vyvine výkon až 100 kW.
- Řezací nástroj. Zahrnuje trysky různých velikostí a konfigurací, hlavice a dilatátory.
- Čerpací zařízení. Určeno pro proplachování kolony a čerpání vrtné kapaliny do potrubí.
- Lokalizační systém. Navrženo pro ovládání pohybu sloupu správným směrem.
V procesu výroby studní se používají speciální maziva a roztoky.
Lokalizační systém na HDD jako nástroj pro správu
Metoda HDD umožňuje pokládání podzemních inženýrských sítí s vysokou přesností a rychlostí. Ve vrtací hlavě je instalována sonda, která přenáší informace o svém umístění do synchronizační konzole pomocí optického kabelu, jehož délka může být až 1500m. Ve správný okamžik operátor změní úhel zkosení hlavy, načež sloup změní směr a obchází přírodní nebo umělé překážky.
Vrtací kapaliny pro horizontální směrové vrtání
Během bezvýkopového stavebního procesu se používají speciální kapaliny, které zajišťují hladký chod instalace HDD. Vrtný výplach je vyroben z hlíny, která při kontaktu s vodou bobtná a tvrdne a vytváří tvrdou kůru. Bentonit je určen k chlazení vrtací hlavy a zpevnění stěn výkopu.
Moderní rusko-čínská výroba vysoce kvalitních horizontálních vrtných souprav.
Při výstavbě podzemních inženýrských sítí se používá mnoho různých technologií, ale podle odborníků je technologie horizontálního směrového vrtání považována za nejúčinnější. Tento způsob podzemního kladení potrubí a jiných inženýrských staveb může zkrátit nejen dobu práce, ale také snížit odhadované náklady. Na území Ruska byly první kroky v této oblasti učiněny před 20 lety. Od té doby vstoupilo na trh mnoho společností zabývajících se horizontálním vrtáním. Stavitelé všude začali používat horizontální směrové vrtné soupravy, zejména v těžko dostupných oblastech a hustě obydlených městech.
Mnoho vyspělých zemí již dávno přešlo na horizontální směrové vrtání při pokládání potrubí. Například v Číně jsou tradiční zemní operace pokládání potrubí vládou zcela zakázány. Spojené státy jako zakladatel metody HDD jako první zvážily všechny výhody této technologie. V návaznosti na ně technologii horizontálního vrtání převzaly Kanada, Německo, Velká Británie, Francie a další západoevropské země.
Rusko teprve nedávno začalo aktivně vyvíjet HDD. Vážným přínosem k popularizaci této technologie byla Mezinárodní asociace horizontálního směrového vrtání, která byla založena v roce 2002. Ve všech federálních okresech země se objevily specializované vrtné společnosti. Včetně federálního okruhu Volha. HDD ve Federálním distriktu Volha zaujímá zvláštní místo. Není náhodou, že Kazaň je považována za ruské hlavní město horizontálního směrového vrtání.
Podstata technologie HDD
Bezvýkopová pokládka podzemních inženýrských sítí má oproti tradičním zemním pracím řadu výhod. Tato nejmodernější technika umožňuje provádět operace vrtání s vysokou přesností, aniž by byla narušena celistvost povrchu. Vrtání se provádí pomocí specializované stavební techniky – HDD jednotek. Navzdory skutečnosti, že takové zařízení je poměrně drahé, velmi rychle se vyplatí, protože náklady na práci jsou výrazně sníženy.
Všechny výhody této technologie ji činí bezkonkurenční ve srovnání s jinými typy a způsoby pokládky potrubí:
- zkrácení termínů provedení prací;
- snížení finančních nákladů;
- ochrana krajiny;
- minimalizace technogenního dopadu na životní prostředí;
- schopnost pracovat na těžko dostupných místech (pod řekami, lesy, roklemi) a ve stísněných městských podmínkách.
Vývoj HDD ve federálním okruhu Volha
Trh s vrtnými operacemi ve federálním okruhu Volha je také poměrně rozsáhlý. Je zde také několik docela seriózních místních firem. Pervaya Burovaya Kompaniya provádí vrtné operace na území tohoto federálního okresu od roku 2010 a je největší v regionu. Disponujeme rozsáhlou flotilou HDD souprav, vlastním skladem spotřebního materiálu, opravárenskou základnou a školicím střediskem pro specialisty na vrtání.
Naše společnost pokračuje ve své činnosti na území Povolžského federálního okruhu dodnes. Poté se horizontální směrové vrtání začalo postupně používat v dalších městech okresu:
- GNB Kazaň;
- GNB Orenburg;
- GNB Samara;
- GNB Ufa;
- HDD Nižnij Novgorod;
- GNB Saratov;
- GNB Kirov;
- HDD Yoshkar-Ola;
- GNB Saransk;
- GNB Penza;
- HDD Perm;
- GNB Iževsk;
- GNB Cheboksary.
- GNB Tyumen,
- GNB KhMAO
HDD v Kazani
Kazaň je považována za centrum horizontálního směrového vrtání v Rusku. Právě zde byla podepsána dohoda o založení International HDD Association. V Kazani se také nachází jedno z největších školicích středisek pro školení personálu v tomto odvětví – vzdělávací centrum Unirus.
HDD v Orenburgu
Navzdory tomu, že je Orenburg považován za malé město, i zde vývoj vrtání HDD rychle postupuje.
HDD v Samaře
V tomto městě volžského federálního okruhu je směr bezvýkopového pokládání komunikací velmi rozvinutý. Naše společnost v tomto regionu dokončila řadu významných projektů. Vozový park společnosti zahrnuje nejmodernější vrtné soupravy XCMG a Vermeer. Operátoři závodu a mechanici byli vyškoleni v Německu.
V současné době má společnost za sebou více než sto úspěšně realizovaných projektů na realizaci horizontálních vrtů různé náročnosti.
GNB UFA
UFA je jedním z centrálních regionů z hlediska těžby ropy. Bezvýkopové pokládání ropovodů je zde mimořádně důležité, takže horizontální vrtání v Ufě má zvláštní význam.
HDD v Saratově
Na území Saratova a regionu Saratov existuje řada podniků, které provádějí horizontální vrtání. Bezvýkopová pokládka vodovodního potrubí je zde nejoblíbenější službou, protože na předměstích se aktivně staví letní chaty.
HDD v Nižním Novgorodu
Nižnij Novgorod je více než milionové město. V takto hustě obydlených oblastech je použití bezvýkopové pokládky potrubí mimořádně efektivní a vykazuje všechny své pozitivní stránky. To je důvod, proč místní správa Nižnij Novgorod všemi možnými způsoby přispívá k rozvoji HDD v regionu. Ve městě je stále méně vidět příkopy a náspy na krajnicích, protože zákazníci preferují HDD firmy.
