Tutto sulla perforazione orizzontale

La perforazione orizzontale è uno dei tipi di pozzi. La tecnologia si è diffusa nel settore edile, nell'industria petrolifera e del gas, nonché quando si lavora in condizioni di affollamento urbano. Consideriamo più in dettaglio qual è l'essenza del metodo e quali fasi sono le principali per questo tipo di perforazione.

La perforazione direzionale orizzontale (HDD) è un tipo di perforazione senza scavo, che aiuta a preservare la superficie del paesaggio (ad esempio, fondo stradale, elementi paesaggistici, ecc.). Questa tecnica è apparsa negli anni '60 del secolo scorso ed è popolare oggi. La tecnica consente di ridurre i costi di perforazione, o meglio, il ripristino del paesaggio dopo questo processo.

In parole semplici, quindi il principio del metodo si riduce alla creazione di 2 fori nel terreno (pozzi) e un "passaggio" sotterraneo tra di loro utilizzando una posa di tubi inclinata orizzontalmente. Questa tecnologia viene utilizzata anche nei casi in cui è impossibile scavare una trincea (ad esempio su oggetti di valore storico). La tecnica prevede l'implementazione di lavori preparatori (analisi del suolo, preparazione di 2 siti - nei punti di ingresso e uscita della trincea), la formazione di un pozzo pilota e la sua successiva espansione in base al diametro del tubo. Nella fase finale del lavoro, i tubi e / oi fili vengono tirati nelle trincee risultanti.

Con HDD è possibile posare in trincea sia tubi in plastica che in acciaio. Il primo può essere fissato ad angolo, mentre il secondo può essere fissato solo lungo un percorso rettilineo. Ciò consente l'uso di tubi in polipropilene in trincee sotto i corpi idrici.

La perforazione orizzontale è efficace nel risolvere i seguenti compiti:

• posa di cavi elettrici, gas e condotte agli oggetti;
• ottenere pozzi per la produzione di petrolio e la produzione di altri minerali;
• rinnovamento delle comunicazioni che hanno subito usura;
• la formazione di autostrade sotterranee.

Oltre a questi risparmi, questa tecnica di perforazione presenta altri vantaggi:

• distruzione minima della superficie terrestre (vengono fatte solo 2 forature);
• riduzione del tempo di lavoro del 30%;
• riduzione del numero di addetti alla brigata (necessarie 3-5 persone);
• mobilità delle attrezzature, è facile da installare e trasportare;
• la capacità di svolgere lavori in qualsiasi territorio (centri storici, nel territorio del passaggio di linee ad alta tensione) e suoli;
• la capacità di preservare il suolo senza danneggiare i suoi strati fertili;
• l'esecuzione del lavoro non richiede un cambiamento nel ritmo abituale: movimento sovrapposto, ecc.;
• nessun danno per l'ambiente.

I vantaggi descritti contribuiscono alla popolarità e all'adozione diffusa del metodo HDD. Tuttavia, presenta anche degli svantaggi.

• Con l'utilizzo di impianti standard per la perforazione profonda, è possibile posare tubi con una lunghezza non superiore a 350-400 metri. Se devi posare una tubazione più lunga, devi realizzare giunti.
• Se è necessario installare tubi più lunghi nel sottosuolo o passarli a grandi profondità, il metodo trenchless sarà troppo costoso.

Per eseguire l'HDD, vengono utilizzate macchine e strumenti in grado di perforare gli strati superiori del terreno e andare più in profondità.In base al volume di lavoro e al tipo di terreno, possono trattarsi di perforatrici da roccia speciali, motoseghe o perforatrici. Le prime 2 opzioni sono solitamente utilizzate per uso personale, mentre le perforatrici sono utilizzate su oggetti di grandi dimensioni, terreni solidi e duri.

Una perforatrice o un impianto HDD è un tipo di attrezzatura industriale che funziona su un motore diesel. I principali elementi funzionali della macchina sono una stazione idraulica, un carrello, un quadro di comando. Quest'ultimo consente all'operatore di controllare il funzionamento e il movimento della macchina e si presenta come un apposito pannello di controllo. La creazione di una trincea stessa è possibile grazie a un trapano. Durante la rotazione, il trapano si surriscalda, il che è irto del suo rapido guasto. Ciò può essere evitato raffreddando regolarmente la parte metallica con acqua. Per questo, viene utilizzato un tubo di alimentazione dell'acqua, un altro elemento della perforatrice.

Le attrezzature di perforazione sono classificate in base al limite della forza di trazione (misurata in tonnellate), alla lunghezza massima della perforazione e al diametro del foro. Sulla base di questi parametri, viene calcolata la potenza del trapano. Un analogo più compatto di un impianto di perforazione è un trapano a motore. Il suo scopo principale è quello di eseguire piccoli lavori di sterro. Tuttavia, la parte perforante del processo di perforazione in alcuni casi viene eseguita abbastanza facilmente e rapidamente con un trapano a motore. Poiché il trapano a motore funziona come attrezzatura a coclea, viene spesso chiamato macchina pressa-coclea. Questo impianto include un trapano, un'asta e un motore.

Un tale sistema è necessario per controllare con precisione la traiettoria della testa di perforazione e la sua uscita nella posizione della seconda puntura. È una sonda fissata alla testa del trapano. La posizione della sonda è monitorata dai lavoratori che utilizzano localizzatori.

Questo tipo di strumenti diventa necessario nella fase di perforazione del terreno. Barre usate, utensili a vite filettata, espansori, pompe. La scelta di uno strumento specifico è determinata dal tipo di terreno e dalle fasi di lavoro. Gli strumenti ausiliari includono anche morsetti e adattatori, il cui compito principale è aiutare a ottenere una tubazione della lunghezza richiesta. Gli espansori vengono utilizzati per ottenere un canale del diametro richiesto. L'unità è alimentata con acqua tramite un sistema di pompaggio. I generatori garantiscono il funzionamento ininterrotto dell'attrezzatura e il sistema di illuminazione consente la perforazione anche al buio.

Gli strumenti ausiliari o i materiali di consumo includono grasso alla grafite di rame. Viene utilizzato per lubrificare i giunti delle aste di perforazione. La perforazione orizzontale implica necessariamente l'uso di bentonite, la cui qualità influisce in gran parte sulla velocità di lavoro, sull'affidabilità della trincea e sulla sicurezza ambientale. La bentonite è una composizione multicomponente a base di alluminosilicato, caratterizzata da una maggiore dispersione e proprietà idrofile. Il resto degli ingredienti della soluzione e la loro concentrazione sono selezionati sulla base dell'analisi del suolo. Lo scopo dell'utilizzo della bentonite è quello di rafforzare le pareti della trincea, per evitare lo spargimento del terreno.

L'HDD viene eseguito in più fasi e lo schema generale del lavoro si presenta così:

• preparazione dei documenti di progetto, che riflettono tutti i calcoli necessari;
• coordinamento del progetto con il proprietario del sito (se si tratta di un territorio privato) e le autorità (se si tratta di eseguire lavori presso strutture comunali);
• scavi pozzi: uno all'inizio dei lavori, il secondo nel punto di uscita del gasdotto;
• posa delle attrezzature necessarie mediante perforatrici;
• completamento dei lavori: riempimento delle fosse, se necessario - ripristino del paesaggio nel sito delle fosse.

Prima di praticare un foro nel terreno, è necessario prestare attenzione a preparare il paesaggio. Per installare l'attrezzatura di perforazione universale, avrai bisogno di un'area piana di 10x15 metri, si trova direttamente sopra il punto della foratura di ingresso. Puoi farlo da solo o usando attrezzature speciali. Assicurati che ci siano deviazioni su questo sito. Successivamente, avviene la consegna e l'installazione delle attrezzature di perforazione.

Oltre alla macchina HDD, sarà necessaria l'attrezzatura per la preparazione dei fanghi bentonitici. Viene utilizzato per rafforzare le pareti della trincea e rimuovere il terreno dal canale. L'impianto per fanghi bentonitici è installato ad una distanza di 10 metri dalla perforatrice. Si creano piccole rientranze in prossimità dei punti di foratura previsti in caso di malta in eccesso.

La fase di preparazione prevede anche l'installazione e la verifica delle comunicazioni radio tra gli operai della brigata, analisi del suolo. Sulla base di questa analisi, viene selezionato l'uno o l'altro percorso per la perforazione. L'area di perforazione deve essere protetta con nastro di avvertenza giallo. Quindi vengono installati l'attrezzatura di perforazione e l'asta pilota. È fissato nel punto in cui la testa di perforazione entra nel terreno.

Al completamento della fase preparatoria, puoi procedere direttamente alla perforazione. Innanzitutto, viene formato un pozzo pilota con una sezione di 10 cm, quindi l'attrezzatura viene ridefinita e l'inclinazione della testa di perforazione viene regolata - dovrebbe avere un angolo di inclinazione di 10-20 gradi rispetto alla linea dell'orizzonte. Un pozzo pilota è una perforazione di addestramento, senza la cui formazione la perforazione senza scavo è inaccettabile. A questo punto, viene verificato il funzionamento e la manutenzione dei sistemi e vengono valutate le caratteristiche del movimento del trapano.

Nella fase di formazione di un foro pilota, è necessario regolare lo strumento per l'angolo di inclinazione del terreno e controllare anche la posizione della testa di perforazione rispetto alla linea del paesaggio. Per ogni evenienza, si formano curve nei box. Saranno utili se si trovano acque sotterranee o liquidi bentonitici in grandi volumi. Quest'ultimo impedirà il crollo della trincea e la frenata della perforazione a causa dell'adesione del terreno ad essa, del surriscaldamento dell'attrezzatura.

Durante la preparazione, è importante eseguire calcoli accurati in modo da non danneggiare le tubazioni precedentemente posate. La distanza minima dai tubi deve essere di 10 metri. Quindi inizia il processo del trapano che passa una determinata traiettoria e ogni 3 metri è necessario controllare e correggere la direzione dell'utensile. Quando il trapano raggiunge la profondità richiesta, inizia a muoversi orizzontalmente o in leggera pendenza: è così che viene posata una trincea della lunghezza richiesta. Dopo che il trapano ha superato la lunghezza richiesta, viene diretto verso l'alto verso l'uscita. Naturalmente, il punto della seconda fossa viene calcolato in anticipo ea questo punto viene preparato preliminarmente il sito.

Il passaggio finale consiste nel rimuovere l'utensile originale da terra ed espandere il foro con un alesatore o un rimmer. Si installa al posto del trapano e permette di aumentare il diametro del canale pilota. Durante il movimento dell'espansore è previsto il controllo e, se necessario, la correzione della traiettoria del movimento dell'utensile ogni 3 metri.

Rimmer si muove lungo una traiettoria opposta alla direzione del trapano, cioè dalla seconda foratura alla prima. A seconda del diametro richiesto della trincea, l'alesatore può attraversarlo più volte. Il diametro del canale dipende dal diametro dei tubi: in media, dovrebbe essere più largo del 25% rispetto al diametro dei tubi da posare. Se stiamo parlando di tubi termoisolanti, la larghezza del diametro del canale dovrebbe essere maggiore del 50% rispetto al diametro dei tubi.

Se si ottiene una grande pressione del suolo nel canale e vi è una maggiore probabilità che si sgretoli, viene prodotta una distribuzione uniforme della bentonite. Dopo che si è indurito, è escluso non solo il rischio di sgretolamento, ma anche il cedimento del suolo. Per facilitare l'ingresso e il passaggio dell'utensile nel terreno, viene utilizzato uno speciale fluido di perforazione addolcente. Con il metodo HDD si presta grande attenzione al rischio di spargimento del suolo. A questo proposito, viene inoltre monitorata la resistenza della connessione del tubo in modo che non si rompa sotto il peso del terreno sgretolato.

Dopo che la trincea orizzontale è pronta, iniziano a installare i tubi al suo interno. Per fare ciò, vengono fissate staffe e girelle, con l'aiuto delle quali sarà possibile serrare il tubo nel canale. Una testa è attaccata all'inizio del tubo, per la quale la parte girevole sarà già fissata. I tubi sono anche uniti attraverso la parte girevole, mentre l'attrezzatura di perforazione stessa è spenta. Per l'adesione, ricorrono all'utilizzo di adattatori speciali.

HDN è idoneo per la posa di tubi protettivi all'interno dei quali passano cavi telefonici, in fibra ottica e di potenza; per l'installazione di una conduttura, all'interno della quale si muovono acqua piovana e fognaria, nonché acqua potabile. Infine, con il metodo HDN possono essere posate anche condotte idriche e oleodotti e gasdotti.

La tecnica viene utilizzata anche in quei casi in cui è necessario ridurre il budget per le riparazioni o ridurre il numero di lavoratori. La diminuzione degli oneri finanziari è dovuta all'assenza della necessità di ripristinare il paesaggio dopo la perforazione, nonché alla massima automazione del processo. L'ottimizzazione delle dimensioni del team di lavoro diventa possibile grazie al fatto che i lavoratori sono effettivamente necessari solo per azionare la macchina.

La tecnica è efficace quando si installano condotte in terreni sabbiosi, argillosi e argillosi. L'uso della tecnologia descritta è giustificato se la trincea corre sotto autostrade, in aree storicamente preziose o sott'acqua. In quest'ultimo caso, la foratura di ingresso viene effettuata attraverso la foce del fiume.

La perforazione senza scavo è efficace non solo nelle aree urbane dense e nei centri storici, ma anche in una casa privata, poiché consente di preservare le piantumazioni e gli edifici. Di norma, i sistemi di approvvigionamento idrico e fognario sono posati in proprietà privata in questo modo.

Guarda il prossimo video per vedere come funziona la perforazione direzionale orizzontale.