7. Машины для сооружения подводных переходов траншейным и бестраншейным способом

Предлагаются для рассмотрения машины для сооружения подводных переходов траншейным и бестраншейным способом.

Бестраншейный способ при строительстве подводных переходов предполагает использование метода наклонно-направленного бурения, имеющего ряд несомненных достоинств. Бестраншейная прокладка трубопроводов методом направленного бурения является наиболее перспективной в технико-экономическом и экономическом аспектах. Метод бестраншейной проходки направленным бурением может быть применен при прокладке трубопроводов и коллекторов под реками, озерами, болотами, различными инженерными сооружениями, в том числе под другими трубопроводами при обустройстве нефтегазопромыслов, при прокладке трубопровода с берега в открытое море под полосой прибоя, при соединении шельфового трубопровода с береговым и т. д.

Строительство подводных переходов траншейным способом можно разделить на четыре основных вида работ: рытье подводной траншеи, монтаж и изоляция трубопровода, укладка трубопровода в траншею, засыпка траншеи.

Все эти операции выполняются специальными машинами и механизмами. Существующие машины по роду работы можно разделить на следующие четыре группы: машины для производства земляных работ, машины для изоляции и утяжеления труб, оборудование для укладки трубопроводов в траншею, вспомогательное оборудование.

Терминология

Земснаряды – специально оборудованные самоходные и несамоходные суда, предназначенные для разработки грунта на дне водоема.

Подводные трубозаглубители – машины, предназначенные для разработки подводных траншей непосредственно под выложенным по дну трубопроводом.

Рабочие органы земснарядов – сложные агрегаты, включающие несколько самостоятельных устройств для разрушения (разрыхлители) и эвакуации грунта, имеющих общий или индивидуальный привод.

Папильонирование – движение земснарядов с боковыми перемещениями.

7.1. Оборудование для бестраншейной прокладки трубопроводов под водными преградами методом наклонно-направленного бурения (ннб)

За рубежом сооружение магистральных нефтегазопроводов через водные преграды осуществляется в основном бестраншейным способом с применением установок направленного бурения (рис. 7.1). Его преимущества перед традиционными технологиями неоспоримы. Среди них следует выделить:

• наименьший экологический ущерб окружающей среде;

• исключение работ по разработке подводных траншей, их засыпке, устройству берегового укрепления;

• увеличение надежности за счет того, что труба укладывается в массив ненарушенного грунта на большую глубину;

• сокращение эксплуатационных затрат за счет исключения водолазных обследований и необходимости периодических работ по ликвидации размывов трубопроводов;

• сохранение естественного ландшафта и многое другое.

Рис. 7.1. Установка наклонного бурения Vermeer D24 × 40 Series II Navigator

В настоящее время уже около 30 зарубежных фирм выпускают целый ряд установок для направленного бурения. Более 20 тыс. таких установок находятся в эксплуатации. Самая мощная из них обеспечивает бурение скважин под трубопровод диаметром 1400 мм на расстояние до 1,5 км (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Техническая характеристика буровых установок

Параметры	Тип установки
	8/60 JetTrac	DD-40	DD-160T	3000.9	Cherrington 60/300R	УББПТ–1	Д–450А
Ширина, м	1,8	1,38	2,44	3,3	Модульного исполнения (по станине 2,4 × 13)	3,6	3,2
Длина, м	5,9	5,5	14,68	16		19,4	18
Масса, т	4,6	3,65	36,5	70	18	84	56
Тяговое (толкающее) усилие, т	10,2	18,2	72,6	300	320	2000	100
Диаметр проходки, мм	57–175	100–500	200–800	800–1400	200–1400	1000	114–219
Макс. длина бурения, м	280	500	900	1800	2000	2000	800
Макс. расширение, мм	440	600	1500	14000	1600	800	530
Глубина измерения прибором от поверхности, м	До 10	До 10			До 20	–	–
Давление бурового раствора, кгс/см2	103	85	65–105		1–350	–	–
Удельный расход бурового раствора, л/мин	115	340	760–1250		185–460	–	–
Объем резервуара бурового раствора, м3	3,5–4,0	4,5	19		36,6	20	10
Расширители	160–500	200–600	400–800	600–1800	711–1600	300–800	200–530
Двигатель, л.с.	2 × 80				3 × 577	–	–

При выполнении трубопроводного перехода процесс ННБ состоит из трех основных этапов (рис. 7.2–7.4). Во-первых, бурится пилотная скважина уменьшенного диаметра с входной стороны на выходную. Затем ствол скважины расширяется с тем, чтобы в нее можно было затащить дюкер увеличенного диаметра. И на последнем этапе дюкер протаскивается через скважину с выходной стороны на входную.

Рис. 7.2. Бурение пилотной (лидерной) скважины

Рис. 7.3. Расширение скважины

Рис. 7.4. Протаскивание трубопровода