способ бестраншейной прокладки трубопроводов

Формула изобретения

Способ бестраншейной прокладки трубопроводов методом направленного бурения с использованием электробурового оборудования с последующим расширением и протаскиванием трубопровода в образованную скважину в направлении, обратном бурению, отличающийся тем, что ствол пилотной скважины расширяется в направлении бурения расширителями, устанавливаемыми в конце первой колонны бурильных труб, и наращиванием бурильных труб второй колонны, через которую передается крутящий момент на расширитель, осевая нагрузка создается второй установкой, расположенной на другом конце скважины, через первую колонну бурильных труб, а протаскивание трубопровода производится второй колонной бурильных труб в расширенную скважину в направлении, обратном бурению и расширению.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительному и горному делу, а именно к способам бестраншейной прокладки трубопроводов и иных коммуникаций под препятствиями (реки, морские акватории, железные дороги и др.) с расширением предварительно пробуренных сквозных наклонно-направленных (пилотных) скважин.

Известен способ бестраншейной прокладки трубопроводов, включающий бурение пилотной скважины по заданной траектории с помощью электробурового погружного оборудования и подачи буровой колонны для создания на забое осевого усилия посредством перемещения и фиксации силового блока и блока захвата, последующее протаскивание трубопровода в образованную скважину в направлении, обратном бурению. Осевое усилие на забое и на трубопроводах создается за счет гидроцилиндров. Патент РФ 2075754, кл. Е 02 F 5/13.

Однако данный способ не может быть применен для прокладки трубопроводов при встрече с твердыми породами и абразивами.

Известен способ бестраншейной прокладки трубопровода путем наклонно-направленного бурения пионерной скважины под дном водной преграды с началом на одном берегу и выходом на противоположном, расширения этой скважины и протаскивания в нее рабочего трубопровода /или защитного кожуха "на себя", а уж потом внутри него - рабочего трубопровода/, собранного на другом берегу.

"Строительство подводных переходов трубопроводов бестраншейным способ. Строительство, строительно-технологические нормы. Министерство топлива и энергетики Российской Федерации, инновационная фирма "Магма", научно-производственный центр "Магистраль". Издание официальное, Москва, 1993 г., стр. 15-16.

Устройство для осуществления указанного способа подробно изложено в вышеуказанном источнике, на стр. 20 - конструктивная схема проходческой установки типа КПГ, на стр. 21 - компоновка электробурового инструмента для бурения пионерной скважины и последующего расширения и протаскивания трубопровода.

Этот способ и отдельные усовершенствования изложены также в брошюре семинара "Современные методы сооружения подземных переходов трубопроводов различного назначения", АОЗТ, СКМ-"Гейзер", Москва, 1996 г." Строительство подземных /подводных/ переходов трубопроводов методом направленного бурения с применением электробурового оборудования", стр. 6-20.

Описанный в обоих источниках способ принят нами за прототип.

Недостаток данного способа заключается в том, что одновременный процесс расширения скважины и прокладки /протаскивания/ трубопровода осуществляется за счет энергии, передаваемой с поверхности земли по колонне бурильных труб, которые одновременно испытывают большие растягивающие усилия и крутящий момент, а несущая способность их из-за небольшого поперечного сечения ограничена. По этой причине количество энергии, передаваемой через колонну бурильных труб ограничиваются допускаемыми напряжениями в теле последних, что приводит к значительным потерям в скоростях расширения, а следовательно, к удлинению сроков строительства переходов под препятствиями. В случае порыва бурильной трубы в стволе пионерной скважины последнюю придется перебуривать, что вызывает кратное удорожание стоимости работ.

Цель изобретения - увеличение скорости расширения ствола пилотной скважины за счет силового воздействия на забой путем разделения передаваемой на расширитель энергии на два потока.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый способ бестраншейной прокладки трубопроводов достигается путем расширения ствола пионерной скважины в направлении бурения расширителями, устанавливаемыми в конце первой колонны бурильных труб и наращиванием бурильных труб второй колонны, через которую передается крутящий момент на расширитель, а осевая нагрузка создается второй установкой, расположенной на другом конце скважины через первую колонну бурильных труб. А проталкивание трубопровода производится второй колонной бурильных труб в расширенную скважину в направлении, обратном бурению и расширению.

На чертеже представлен общий вид схемы расположения механизмов и инструмента для осуществления предлагаемого способа бестраншейной прокладки трубопроводов.

По окончанию бурения пилотной скважины, заканчивающейся с выходом электробурового оборудования в заданной точке на противоположном берегу реки или другого препятствия, мешающего прокладке трубопровода, на первую колонну бурильных труб 1 со стороны входа в пилотную скважину наворачивают расширитель 2 через силовой вертлюжок 3. Расширение ствола пилотной скважины осуществляется наращиванием бурильных труб второй колонны 4, передающей крутящий момент расширителю установкой 5, а осевая нагрузка на него приложением тягового усилия с установки 6. При этом предлагаемый способ не исключает использование электробурового оборудования для расширения, особенно в тех случаях, когда диаметр расширения во много раз больше диаметра пилотной скважины и появляется необходимость расширения ступенями. В данном случае, первая ступень осуществляется расширителем на валу электробура, а вторая - расширителем на бурильных трубах второй колонны.

Преимуществами заявляемого способа являются:

- кратное увеличение скорости расширения, т.к. подводимая энергия на расширитель передается двумя потоками через две колонны бурильных труб;

- возможность замены изношенного расширителя на новый при работе на крепких породах, сложенных с включениями абразивных минералов;

- исключение возможности потери ствола пионерной скважины, т.к. в последней при любых технологических процессах остаются бурильные трубы первой или второй колонны;

- увеличение протяженности прокладываемых трубопроводов.