УГБ – управляемое глубинное бурение

Над названием можно еще подумать, а вот суть заключается в следующем.

Основная идея – использовать несущую прочность грунта для устройства подземного трубопровода. Многократно уплотненный грунт должен выдерживать собственный вес, сохранять круглую форму стенки скважины при внешних воздействиях и главное – компенсировать избыточное давление в трубопроводе. Таким образом, толщина стенки трубы теряет свое значение, так как в всю нагрузку должен воспринимать на себя грунт стенки скважины. Стенка трубопровода будет выполнять роль противофильтрационного экрана, не позволяющего транспортируемому продукту проникать в грунт. Таким образом, для строительства можно будет применять новый вид труб – гибких полимерных «рукавов», оболочек, которые не имеют сварных стыков на большой протяженности, имеют малый вес и не нуждаются в дефектоскопии.

Основной принцип этого бурение – большая глубина. Глубина важна по нескольким факторам:

• требуется значительная толщина грунта для восприятия большой нагрузки,

• необходимо исключить возможность вскрытия трубопровода, которое неминуемо приведет к мгновенной аварии (ввиду малой несущей способности тонкой стенки полимерного трубопровода),

• При пересечениях должна учитываться возможность ремонта пересекаемой коммуникации (вскрытие, и как следствие, уменьшение толщины грунта),

• Для безопасности требуется сравнительно однородный грунт, который будет равномерно воспринимать нагрузку и иметь одинаковую степень уплотнения,

• Хорошо слежавшийся грунт должен выдерживать вибрацию возникающую от транспорта продукта.

Учитывая данный принцип требуется новая методика прокладки трубопровода, имеющая общие черты с микротоннелированием. Предполагается в начальной точке трубопровода устраивать колодец, в который будет погружен робот-бур и все необходимое оборудование. Затем разбуривается начальная скважина длиной достаточной для размещения робота по бурению. Скважина закрепляется обсадной трубой, которая потребуется для начала работы робота. Затем робот начинает бурение малым диаметром (пропорционально степени последующего расширения). По мере пробуривания он движется непрерывно вперед, а хвостовая часть в это время производит расширение, уплотняя грунт и образовывая окончательный вид скважины. Вслед за собой робот может протягивать трубопровод или трос, через который позднее будет протянут трубопровод. Управление робот осуществляется через питающий кабель, позиционирование под землей – с помощью наземных средств локации. Длина такого бурения ограничена лишь прочностью протягиваемых в скважину элементов (тросы, кабели, трубопровод-оболочка). В конечной или промежуточной точке создается аналогичный колодец, который будет принимать бур.

После протаскивания трубопровода через скважину необходимо его заполнить и загерметезировать. Данное требование обусловлено опасностью обрушения стенки канала. Диаметр протаскиваемого трубопровода должен иметь запас по диаметру, т.е. быть больше диаметра пробуренной скважины. В момент заполнения и поднятия давления до рабочего гибкий трубопровод примет форму канала, дополнительно уплотняя его.

Преимущества:

• Прокладка трубопроводов в любом месте – под городами, реками каналами

• Отсутствие вредных выбросов, отходов

• Сохранение рельефа. При прокладке в лесах значительно снижfется площадь порубки леса

• Всесезонность и круглогодичность проведения работ

• Дешевизна труб, прокладка больших и очень больших диаметров без особых проблем

• Отсутствие сварных стыков, монолитность конструкции

• Отсутсвие линейных расширений трубопровода

• Малая требуемая мощность бура, значительная длина прокладки

• Ввиду заложения на большой глубине ест возможно прокладывать трубопровод максимально прямолинейно, избегая пересечений с надземными и подземными объектами

Сложности и недостатки:

• Высокие требования к грунтам, в которых будет прокладываться трубопровод, что значительно снижает зону распространения данной технологии

• Прокладка в обводненных грунтах невозможна или значительно затруднена

• Опасность обрушения скважины в момент бурения, протаскивания трубопровода (возможно применение цементирования грунта для решения данной проблемы)

• Слабая точность позиционирования робота на большой глубине

• Не решен вопрос относительно транспорта выбуренной породы на дневную поверхность (я полагаю, что выбуренную породу нужно оставлять в скважине используя для дополнительного уплотнения)

• Сложность организации стартовых и приемных колодцев большой глубины

• Скорость прокладки неизвестна на данный момент

• Сложность или невозможность (в отдельных случаях) извлечения оборудования при поломке

• Трудоемкость выполнения инженерных изысканий

• Невозможность стыковки с другими трубопроводами (выполнение отдельных участков данным способом)

• Высокое гидравлическое сопротивление ввиду неправильной формы сечения трубопровода