Alles über Horizontalbohren

Horizontales Bohren ist eine der Arten von Brunnen. Die Technologie hat sich in der Bauindustrie, der Öl- und Gasindustrie sowie bei der Arbeit unter städtischen beengten Bedingungen weit verbreitet. Lassen Sie uns genauer betrachten, was das Wesen der Methode ist und welche Phasen die wichtigsten für diese Art des Bohrens sind.

Horizontal Directional Drilling (HDD) ist eine Art des grabenlosen Bohrens, das hilft, die Oberfläche der Landschaft (z. B. Straßenbett, Landschaftselemente usw.) zu erhalten. Diese Technik erschien in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts und ist heute beliebt. Die Technik ermöglicht es, die Bohrkosten bzw. die Landschaftsrestaurierung nach diesem Prozess zu reduzieren.

In einfachen Worten also Das Prinzip der Methode reduziert sich auf die Erstellung von 2 Löchern im Boden (Gruben) und einem unterirdischen "Durchgang" zwischen ihnen unter Verwendung einer horizontal geneigten Rohrverlegung. Diese Technik kommt auch dort zum Einsatz, wo ein Graben nicht möglich ist (zB bei historisch wertvollen Objekten). Die Technik beinhaltet die Durchführung von vorbereitenden Arbeiten (Bodenanalyse, Vorbereitung von 2 Standorten - an den Eintritts- und Austrittspunkten des Grabens), die Bildung einer Pilotbohrung und deren anschließende Erweiterung entsprechend dem Rohrdurchmesser. In der letzten Arbeitsphase werden Rohre und / oder Drähte in die resultierenden Gräben gezogen.

Mit HDD können sowohl Kunststoff- als auch Stahlrohre im Graben verlegt werden. Ersteres kann in einem Winkel befestigt werden, während letzteres nur entlang einer geraden Strecke befestigt werden kann. Dies ermöglicht den Einsatz von Polypropylenrohren in Gräben unter Gewässern.

Horizontales Bohren löst effektiv die folgenden Aufgaben:

• Verlegen von Elektrokabeln, Gas und Rohrleitungen zu Gegenständen;
• Gewinnung von Bohrlöchern für die Ölförderung und die Gewinnung anderer Mineralien;
• Erneuerung der abgenutzten Kommunikation;
• die Bildung von unterirdischen Autobahnen.

Neben diesen Einsparungen hat diese Bohrtechnik weitere Vorteile:

• minimale Zerstörung der Erdoberfläche (es werden nur 2 Einstiche gemacht);
• Arbeitszeitverkürzung um 30%;
• Verringerung der Anzahl der Arbeiter in der Brigade (3-5 Personen sind erforderlich);
• Mobilität der Ausrüstung, es ist einfach zu installieren und zu transportieren;
• die Fähigkeit, in jedem Gebiet (historische Zentren, im Gebiet der Passage von Hochspannungsleitungen) und Böden Arbeiten auszuführen;
• die Fähigkeit, den Boden zu erhalten, ohne seine fruchtbaren Schichten zu beschädigen;
• die Durchführung der Arbeit erfordert keine Änderung des üblichen Rhythmus: überlappende Bewegung usw.;
• kein Schaden für die Umwelt.

Die beschriebenen Vorteile tragen zur Popularität und breiten Akzeptanz der HDD-Methode bei. Es hat jedoch auch Nachteile.

• Mit Standardinstallationen für Tiefbohrungen ist es möglich, Rohre mit einer Länge von nicht mehr als 350-400 Metern zu verlegen. Wenn Sie eine längere Rohrleitung verlegen müssen, müssen Sie Fugen herstellen.
• Müssen längere Rohre unterirdisch verlegt oder in großen Tiefen verlegt werden, wird das grabenlose Verfahren zu kostspielig.

Um HDD auszuführen, werden Maschinen und Werkzeuge verwendet, die die oberen Schichten des Bodens durchdringen und tiefer gehen können.Je nach Arbeitsvolumen und Bodenart können dies spezielle Gesteinsbohrer, Motorbohrer oder Bohrmaschinen sein. Die ersten beiden Optionen werden normalerweise für den persönlichen Gebrauch verwendet, während Bohrmaschinen für große Objekte, feste und harte Böden verwendet werden.

Eine Bohrmaschine oder ein HDD-Rig ist eine Art Industriegerät, das mit einem Dieselmotor betrieben wird. Die Hauptfunktionselemente der Maschine sind eine Hydraulikstation, ein Schlitten, ein Bedienfeld. Letzteres ermöglicht dem Bediener, den Betrieb und die Bewegung der Maschine zu steuern und sieht aus wie ein spezielles Bedienfeld. Die Erstellung eines Grabens selbst ist dank eines Bohrers möglich. Während der Rotation erwärmt sich der Bohrer, was mit seinem schnellen Ausfall behaftet ist. Dies kann durch regelmäßiges Kühlen des Metallteils mit Wasser vermieden werden. Dazu wird ein Wasserversorgungsschlauch verwendet - ein weiteres Element der Bohrmaschine.

Bohrgeräte werden nach Zugkraftgrenze (gemessen in Tonnen), maximaler Bohrlänge und Bohrlochdurchmesser klassifiziert. Anhand dieser Parameter wird die Leistung des Bohrers berechnet. Ein kompakteres Analogon einer Bohranlage ist eine Motorbohrmaschine. Sein Hauptzweck ist die Durchführung kleiner Erdarbeiten. Der Lochteil des Bohrvorgangs wird jedoch in einigen Fällen mit einer Motorbohrmaschine recht einfach und schnell durchgeführt. Da die Motorbohrmaschine als Schneckenausrüstung arbeitet, wird sie oft als Pressschneckenmaschine bezeichnet. Dieses Rig enthält einen Bohrer, eine Stange und einen Motor.

Ein solches System ist notwendig, um die Flugbahn des Bohrkopfes und seinen Austritt an der Stelle des zweiten Einstichs genau zu steuern. Es ist eine Sonde, die am Bohrkopf befestigt ist. Die Position der Sonde wird von Arbeitern mit Ortungsgeräten überwacht.

Diese Art von Werkzeugen wird beim Durchstechen des Bodens erforderlich. Gebrauchte Stangen, Gewindeschraubwerkzeuge, Expander, Pumpen. Die Wahl eines bestimmten Werkzeugs wird durch die Art des Bodens und die Arbeitsschritte bestimmt. Zu den Hilfswerkzeugen gehören auch Schellen und Adapter, deren Hauptaufgabe darin besteht, eine Rohrleitung der erforderlichen Länge zu erhalten. Expander werden verwendet, um einen Kanal mit dem erforderlichen Durchmesser zu erhalten. Die Wasserversorgung der Anlage erfolgt über ein Pumpensystem. Generatoren sorgen für einen unterbrechungsfreien Betrieb der Geräte und das Beleuchtungssystem ermöglicht Bohren auch im Dunkeln.

Hilfswerkzeuge oder Verbrauchsmaterialien umfassen Kupfer-Graphit-Fett. Es wird verwendet, um die Gelenke der Bohrgestänge zu schmieren. Horizontales Bohren erfordert zwangsläufig die Verwendung von Bentonit, dessen Qualität die Arbeitsgeschwindigkeit, die Zuverlässigkeit des Grabens und die Umweltsicherheit stark beeinflusst. Bentonit ist eine mehrkomponentige Zusammensetzung auf Alumosilikatbasis, die sich durch erhöhte Dispersion und hydrophile Eigenschaften auszeichnet. Die restlichen Inhaltsstoffe der Lösung und deren Konzentration werden auf Basis einer Bodenanalyse ausgewählt. Der Zweck der Verwendung von Bentonit besteht darin, die Wände des Grabens zu verstärken, um ein Ablösen des Bodens zu vermeiden.

HDD wird in mehreren Phasen durchgeführt, und das allgemeine Arbeitsschema sieht wie folgt aus:

• Erstellung von Projektunterlagen, die alle notwendigen Berechnungen widerspiegeln;
• Koordination des Projekts mit dem Grundstückseigentümer (wenn es sich um ein privates Territorium handelt) und den Behörden (wenn es um die Durchführung von Arbeiten in kommunalen Einrichtungen geht);
• Ausheben von Gruben: eine zu Beginn der Arbeiten, die zweite am Austrittspunkt der Pipeline;
• Verlegung der notwendigen Ausrüstung mittels Bohrinseln;
• Abschluss der Arbeiten: Verfüllung der Gruben, falls erforderlich - Wiederherstellung der Landschaft am Ort der Gruben.

Bevor ein Loch in den Boden gebohrt wird, muss die Landschaft sorgfältig vorbereitet werden. Um universelle Bohrgeräte zu installieren, benötigen Sie eine ebene Fläche von 10x15 Metern, die sich direkt über der Stelle der Einstichstelle befindet. Sie können es selbst tun oder mit speziellem Equipment. Stellen Sie sicher, dass es Umleitungen zu dieser Seite gibt. Danach erfolgt die Lieferung und Installation der Bohrausrüstung.

Zusätzlich zur HDD-Maschine wird eine Ausrüstung für die Bentonit-Slurry-Aufbereitung benötigt. Es wird verwendet, um die Wände des Grabens zu verstärken und den Boden aus dem Kanal zu entfernen. Die Anlage für Bentonitschlämme wird in einem Abstand von 10 Metern von der Bohrmaschine platziert. Bei Mörtelüberschuss entstehen im Bereich der vorgesehenen Einstichstellen kleine Vertiefungen.

Die Vorbereitungsphase beinhaltet auch die Installation und Überprüfung der Funkkommunikation zwischen den Arbeitern der Brigade, Bodenanalyse. Basierend auf dieser Analyse wird die eine oder andere Route zum Bohren ausgewählt. Der Bohrbereich sollte mit gelbem Warnband geschützt werden. Dann werden die Bohrausrüstung und die Pilotstange installiert. Es wird an der Stelle befestigt, an der der Bohrkopf in den Boden eindringt.

Nach Abschluss der Vorbereitungsphase können Sie direkt mit dem Bohren fortfahren. Zuerst wird ein Pilotbohrloch mit einem Abschnitt von 10 cm gebildet, dann wird das Gerät neu getestet und die Neigung des Bohrkopfes angepasst - er sollte einen Neigungswinkel von 10-20 Grad gegenüber der Horizontlinie haben. Eine Pilotbohrung ist eine Trainingsperforation, ohne deren Bildung grabenloses Bohren nicht akzeptabel ist. Dabei wird die Funktionsfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit der Systeme überprüft und die Eigenschaften der Bohrbewegung bewertet.

In der Phase der Bildung eines Pilotlochs muss das Werkzeug an den Neigungswinkel des Bodens angepasst und auch die Position des Bohrkopfs in Bezug auf die Landschaftslinie überprüft werden. Für alle Fälle bilden sich in den Gruben Biegungen. Sie werden nützlich sein, wenn Grundwasser oder Bentonitflüssigkeiten in großen Mengen gefunden werden. Letzteres verhindert das Einstürzen des Grabens und das Abbremsen des Bohrers aufgrund des Anhaftens von Erde und einer Überhitzung der Ausrüstung.

Bei der Vorbereitung ist es wichtig, genaue Berechnungen anzustellen, um die zuvor verlegten Rohrleitungen nicht zu beschädigen. Der Mindestabstand zu den Rohren muss 10 Meter betragen. Dann beginnt der Prozess des Bohrens, der eine bestimmte Flugbahn passiert, und alle 3 Meter muss die Richtung des Werkzeugs kontrolliert und korrigiert werden. Wenn der Bohrer die erforderliche Tiefe erreicht hat, beginnt er sich horizontal oder leicht geneigt zu bewegen - so wird ein Graben der erforderlichen Länge gelegt. Nachdem der Bohrer die erforderliche Länge überschritten hat, wird er nach oben zum Ausgang geleitet. Natürlich wird der Punkt der zweiten Grube im Voraus berechnet, und an diesem Punkt wird die Stelle vorläufig vorbereitet.

Der letzte Schritt besteht darin, das Originalwerkzeug vom Boden zu entfernen und das Loch mit einer Reibahle oder Rimmer zu erweitern. Es wird anstelle des Bohrers installiert und ermöglicht es Ihnen, den Durchmesser des Pilotkanals zu vergrößern. Während der Bewegung des Expanders erfolgt eine Kontrolle und ggf. Korrektur der Werkzeugbahn alle 3 Meter.

Rimmer bewegt sich entlang einer Bahn entgegen der Bohrrichtung, also vom zweiten Einstich zum ersten. Je nach gewünschtem Grabendurchmesser kann die Reibahle diesen mehrmals durchfahren. Der Durchmesser des Kanals hängt vom Durchmesser der Rohre ab - im Durchschnitt sollte er 25% breiter sein als der Durchmesser der zu verlegenden Rohre. Wenn es sich um wärmeisolierende Rohre handelt, sollte die Breite des Kanaldurchmessers 50% größer sein als der Durchmesser der Rohre.

Wenn in der Rinne ein hoher Bodendruck entsteht und eine erhöhte Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie abbröckelt, dann wird eine gleichmäßige Bentonitverteilung erzeugt. Nach dem Aushärten ist nicht nur die Gefahr des Abbröckelns, sondern auch das Setzen des Bodens ausgeschlossen. Zum leichteren Ein- und Durchfahren des Werkzeugs durch den Boden wird eine spezielle enthärtende Bohrspülung verwendet. Bei der HDD-Methode wird der Gefahr der Bodenablösung große Aufmerksamkeit geschenkt. Dabei wird zusätzlich die Festigkeit der Rohrverbindung überwacht, damit diese unter dem Gewicht des bröckelnden Bodens nicht bricht.

Nachdem der horizontale Graben fertig ist, beginnen sie mit der Installation von Rohren. Dazu werden Halterungen und Drehgelenke daran befestigt, mit deren Hilfe das Rohr im Kanal festgezogen werden kann. Am Anfang des Rohres ist ein Kopf angebracht, für den der Wirbel bereits befestigt wird. Durch das Drehgelenk werden auch Rohre verbunden, während die Bohrausrüstung selbst ausgeschaltet ist. Zum Verbinden greifen sie auf spezielle Adapter zurück.

HDN eignet sich zum Verlegen von Schutzrohren, in denen Telefon-, Glasfaser- und Stromkabel verlaufen; für den Einbau einer Rohrleitung, in der sich Regen- und Abwasser sowie Trinkwasser bewegen. Schließlich können auch Wasserleitungen sowie Öl- und Gaspipelines im HDN-Verfahren verlegt werden.

Die Technik wird auch in den Fällen eingesetzt, in denen das Budget für Reparaturen oder die Anzahl der Arbeiter reduziert werden muss. Der Rückgang der finanziellen Kosten ist auf das Fehlen einer Wiederherstellung der Landschaft nach dem Bohren sowie auf die maximale Automatisierung des Prozesses zurückzuführen. Eine Optimierung der Größe des Arbeitsteams wird dadurch möglich, dass Mitarbeiter eigentlich nur zum Bedienen der Maschine benötigt werden.

Die Technik ist effektiv bei der Installation von Rohrleitungen in sandigen, lehmigen und tonigen Böden. Der Einsatz der beschriebenen Technik ist gerechtfertigt, wenn der Graben unter Autobahnen, in historisch wertvollen Gebieten oder unter Wasser verläuft. Im letzteren Fall erfolgt der Einstich durch die Flussmündung.

Grabenloses Bohren ist nicht nur in dichten Stadtgebieten und historischen Zentren, sondern auch in einem Privathaus wirksam, da Sie Pflanzen und Gebäude erhalten können. In der Regel werden so Wasserversorgungs- und Abwassersysteme auf Privatgrundstücken verlegt.

Im nächsten Video erfahren Sie, wie horizontales Richtbohren funktioniert.