Khái niệm cơ bản về khoan ngang và lịch sử của khoan định hướng (HDD)

Khái niệm cơ bản về khoan ngang và lịch sử của khoan định hướng (HDD)

Quy trình khoan ngang có kiểm soát của khoan ngầm robot (HDD) được phát triển ở Việt Nam và trong những ngày đầu tiên của nó đã cách mạng hóa việc lắp đặt ngầm đường ống vượt qua các con sông lớn hơn, với tất cả các loại đường quốc lộ, đường cao tốc cung cấp gần 6.000 m đường ống ngầm được coi là là giờ khai sinh của khoan định hướng ngang theo nghĩa ngày nay. Đường ống khoan ngầm vượt sông dài 2.500 m dưới sông gần phía nhà bè tuyến ống dẫn khí Nhơn Trạch - Nhà Bè, với đường khí áp suất cao DN 100 làm bằng thép vào năm 2008. Dự án đã được lên kế hoạch và thực hiện thành công của Công ty PVGAS. Các tính năng cơ bản của công nghệ này, hoàn toàn mới để xây dựng đường ống, đã được áp dụng từ công nghệ khoan sâu cho dầu thô và khí tự nhiên và được phát triển thêm cho các yêu cầu đặc biệt là khoan có kiểm soát ở khu vực gần bề mặt.
Trong khoảng thời gian từ năm 2008 đến năm 2015, việc sử dụng kỹ thuật này bị giới hạn ở những đoạn giao nhau có độ dài tương đối ngắn, và tổng cộng chỉ có 210 lỗ được khoan trong thời gian này - tất cả đều ở Phía Nam. Kể từ năm 2016 đã có sự phát triển nhanh chóng hơn nữa của công nghệ khoan ngang có điều khiển, đi kèm với việc sử dụng hầu hết trên toàn quốc trong các dự án đặc biệt trong xây dựng đường ống.
Khoan ngầm robot và khoan ngầm qua sông cho các dự án tuyến ống dẫn khí sử dụng quy trình Khoan định hướng ngang lần đầu tiên được thực hiện thành công vào đầu những năm 2006. Với những giàn khoan lớn trên thị trường hiện nay, việc vượt qua chiều dài hơn 1.000m đã được thực hiện thành công. Công nghệ khoan không ngừng phát triển cho phép đặt đường ống không rãnh có đường kính lên đến khoảng 56 "(DN 1400) ở hầu hết các dạng đất được nhà thầu khoan ngầm Minh Phương corp thực hiện với máy khoan ngang robot có công suất lớn nhất Việt Nam hiện nay.

Công nghệ khoan định hướng ngang (HDD) trong Khoan ngầm robot và khoan ngầm qua sông: Trình tự tiêu chuẩn của một khoan ngang có kiểm soát có thể được chia thành ba các bước công việc chính:
Khoan thí điểm là quá trình khoan định hướng theo tuyến đường ống định sẵn.
Khoan lỗ mở rộng là quá trình khoan bằng đâu doa mở rộng từng bước lỗ khoan

Lỗ khoan thí điểm định hướng được thực hiện dọc theo một đường khoan mục tiêu cong hai hoặc ba chiều giữa một điểm vào (phía trước giàn khoan) và một điểm thoát hiểm ở phía đối diện của chướng ngại vật sẽ được vượt qua.
Việc giải phóng mặt đất đang chờ xử lý được thực hiện bởi một đầu khoan nằm ở đầu trước của sợi khoan. Tùy thuộc vào loại sàn, một thiết bị khoan cho công việc hòa tan thủy lực chủ yếu hoặc đục đá với động cơ đế lỗ khoan (rock-bit với động cơ bùn) được sử dụng cho công việc hòa tan cơ học thủy lực kết hợp hoặc hoàn toàn cơ học. Việc khoan thí điểm dọc theo trục mục tiêu được tính toán trước được điều khiển bằng thiết kế không đối xứng của đầu khoan hoặc bằng cách sử dụng phần tử cần khoan có góc hơi phía sau đầu khoan. Trong trường hợp nguồn cấp dữ liệu không quay, hướng hiện tại của mảnh góc hoặc bề mặt điều khiển (góc xiên) xác định hướng đi xa hơn của lỗ; với sự quay đồng thời của dây khoan, sự bất đối xứng của cấu trúc được trung hòa và hướng khoan thẳng .
Vị trí khoan ngầm: Để có thể đi theo một trục mục tiêu xác định bằng dụng cụ khoan, cần phải biết chính xác vị trí của đầu khoan trong bề mặt dưới mọi thời điểm. Với mục đích này, các đầu dò đo đặc biệt được lắp vào dây khoan phía sau đầu khoan. Tùy thuộc vào lĩnh vực ứng dụng và công nghệ được sử dụng, dữ liệu vị trí được truyền không dây tới bộ thu nằm trên bề mặt trái đất phía trên đầu khoan (Hệ thống đầu dò) hoặc qua cáp chạy trong dây khoan (Lỗ xuống Hệ thống) đến thiết bị hiển thị và xử lý dữ liệu bề mặt.
Khoan doa lỗ mở rộng: Bước thứ hai trong việc thực hiện khoan ngang có kiểm soát là việc mở rộng mũi khoan thí điểm (doa) đến đường kính lớn hơn. Với mục đích này, một dụng cụ khoan (cạp hoặc doa) thích ứng với điều kiện đất tương ứng được gắn trên dây khoan vẫn nằm trong lỗ khoan ở phía lối ra của lỗ khoan.
Mũi doa, được kết nối tích cực với dây khoan, được kéo xuyên qua mặt đất tới giàn khoan trong khi quay và do đường kính ngoài lớn hơn nên mở rộng lỗ khoan theo đường kính mới.
Đối với mỗi cần khoan được tháo ra khỏi giàn khoan, một cần khoan mới được bổ sung trực tiếp tại điểm thoát. Điều này có nghĩa là một dây khoan hoàn chỉnh luôn ở trong lỗ khoan, bất kể vị trí của mũi doa.
Bước mở rộng đầu tiên được hoàn thành với bước doa trên giàn khoan. Tùy thuộc vào đường kính của đường ống được kéo vào, các bước mở rộng tiếp theo với các dao cạo lớn hơn sẽ được thực hiện cho đến khi đạt được đường kính cuối cùng cần thiết của kênh khoan. Thông thường, đường kính lỗ khoan được chọn lớn hơn đường kính ống kéo vào từ 1,3 đến 1,5 lần.
Đất lỏng lẻo trong bước làm việc này được chuyển tải lên bề mặt với sự hỗ trợ của dung dịch khoan, được bơm liên tục qua dây khoan đến dụng cụ khoan, khi nó chảy trở lại không gian hình khuyên giữa dây khoan và thành lỗ khoan.
Tính ổn định của kênh khoan không thiên về cơ bản được đảm bảo nhờ áp suất thủy tĩnh của dung dịch khoan tác dụng lên thành lỗ khoan.

Quá trình kéo ống vào lỗ khoan là bước cuối cùng trong quá trình thực hiện một lỗ khoan nằm ngang có thể điều khiển được, ống sản phẩm được chuẩn bị ở phía lối ra của lỗ khoan nằm ngang được kéo vào lỗ khoan đã mở rộng hoàn toàn (kéo lùi). Để đảm bảo rằng đường ống được hút vào mà không bị hư hại và càng ít ma sát càng tốt, đường ống thường được đặt trên các ổ lăn và được đưa qua một khúc cua phía trên theo hướng cần thiết để đi vào kênh khoan.
Cần khoan được kết nối với ống sản phẩm được kéo vào thông qua khớp xoay
Để kéo dây ống vào lỗ khoan đã chuẩn bị, dây khoan được kéo trở lại giàn khoan trong khi quay và lấy ra ở đó bằng que. Vòng xoay xen kẽ ngăn không cho chuyển động quay của dây khoan đến ống sản phẩm.

Thông thường, các ống bảo vệ cũng được đặt để đặt cáp điện hoặc cáp quang.
Ngày nay, có thể khoan ngang có kiểm soát với ít hạn chế trên mọi loại đất, ngay cả trong đá rắn, không phải tất cả các lỗ khoan ngang đều hoàn toàn tuân theo nguyên tắc 3 pha được mô tả ở trên và việc sử dụng kỹ thuật doa ngang có điều khiển không được sử dụng trong mọi trường hợp để cắt ngang dưới chướng ngại vật. Công nghệ không ngừng cải tiến cho phép vô số sửa đổi phù hợp với các yêu cầu tương ứng của một dự án xây dựng đường ống không rãnh.
Khoan ngầm robot và khoan ngầm qua đường, qua sông các lĩnh vực ứng dụng quan trọng là giao cắt của đường sông và đường thủy thuộc tất cả các loại đường sắt, đường băng. Các khu vực không thể tiếp cận Biotopes Các bề mặt cần được bảo vệ trong công nghệ khoan ngầm kéo ống.
Ngoài ra còn có các ứng dụng đặc biệt sau: giếng lọc ngang để thoát nước khai thác, cải tạo khoan đá thủy lợi trong bãi rác và khu vực ô nhiễm trên bờ - các kết nối ngoài bờ ở khu vực ven biển đặt ngầm cáp và đường ống trong các đường thoát nước khu vực ngoài khơi