الحفر الأفقي: تقنية الحفر الأفقي الاتجاهي ، ثقب المجاري بأيديهم ، منشآت لوضع الاتصالات

2024 مؤلف: Beatrice Philips | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-09 13:03

الحفر الأفقي هو أحد أنواع الآبار. أصبحت التكنولوجيا منتشرة على نطاق واسع في مجال البناء وصناعة النفط والغاز ، وكذلك عند تنفيذ العمل في ظروف مزدحمة في المناطق الحضرية. دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في جوهر الطريقة ، وما هي المراحل الرئيسية لهذا النوع من الحفر.

ما هذا؟

الحفر الأفقي الموجه (HDD) هو نوع من الحفر بدون خنادق يساعد في الحفاظ على سطح الأرض (على سبيل المثال ، أرضية الطريق ، وعناصر المناظر الطبيعية ، وما إلى ذلك). ظهرت هذه التقنية في الستينيات من القرن الماضي وهي شائعة اليوم . تتيح هذه التقنية تقليل تكاليف الحفر ، أو بالأحرى استعادة المناظر الطبيعية بعد هذه العملية.

في المتوسط ، يتم تقليل تكلفة العمل بمقدار 2-4 مرات.

ميزات التكنولوجيا

بكلمات بسيطة ، إذن يتم تقليل مبدأ الطريقة إلى إنشاء ثقبين في الأرض (حفر) و "ممر" تحت الأرض بينهما باستخدام أنبوب مائل أفقيًا . تُستخدم هذه التقنية أيضًا في الحالات التي يكون فيها من المستحيل حفر خندق (على سبيل المثال ، على أشياء ذات قيمة تاريخية). تتضمن التقنية تنفيذ الأعمال التحضيرية (تحليل التربة ، إعداد موقعين - عند نقاط الدخول والخروج من الخندق) ، وتشكيل بئر تجريبي وتوسيعه لاحقًا وفقًا لقطر الأنبوب. في المرحلة النهائية من العمل ، يتم سحب الأنابيب و / أو الأسلاك في الخنادق الناتجة.

باستخدام HDD ، يمكن وضع كل من الأنابيب البلاستيكية والفولاذية في الخندق . يمكن تثبيت الأول بزاوية ، بينما يمكن تثبيت الأخير فقط على طول مسار مستقيم. هذا يسمح باستخدام أنابيب البولي بروبلين في الخنادق تحت المسطحات المائية.

يعتبر الحفر الأفقي فعالاً في حل المهام التالية:

• مد الكابلات الكهربائية والغاز وخطوط الأنابيب للأشياء ؛
• الحصول على آبار لإنتاج النفط وإنتاج المعادن الأخرى ؛
• تجديد الاتصالات التي تعرضت للبلى ؛
• تشكيل الطرق السريعة تحت الأرض.

بالإضافة إلى هذه المدخرات ، فإن تقنية الحفر هذه لها مزايا أخرى:

• الحد الأدنى من تدمير سطح الأرض (يتم عمل ثقبين فقط) ؛
• تقليل وقت العمل بنسبة 30٪ ؛
• تقليل عدد العاملين في اللواء (مطلوب 3-5 أفراد) ؛
• تنقل المعدات ، سهل التركيب والنقل ؛
• القدرة على تنفيذ العمل في أي منطقة (المراكز التاريخية ، في إقليم مرور خطوط الجهد العالي) والتربة ؛
• القدرة على الحفاظ على التربة دون الإضرار بطبقاتها الخصبة ؛
• لا يتطلب تنفيذ العمل تغييرًا في الإيقاع المعتاد: حركة متداخلة ، وما إلى ذلك ؛
• لا ضرر على البيئة.

تساهم الفوائد الموصوفة في انتشار أسلوب الأقراص الصلبة واعتمادها على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإنه أيضا له عيوب.

• مع استخدام التركيبات القياسية للحفر العميق ، من الممكن مد أنابيب بطول لا يزيد عن 350-400 متر. إذا كنت بحاجة إلى وضع خط أنابيب أطول ، فعليك عمل وصلات.
• إذا كان من الضروري تركيب أنابيب أطول تحت الأرض أو تمريرها على أعماق كبيرة ، فإن الطريقة الخالية من الخنادق ستكون مكلفة للغاية.

معدات

لتنفيذ الأقراص الصلبة ، يتم استخدام الآلات والأدوات التي يمكن أن تخترق الطبقات العليا من التربة والتعمق أكثر.بناءً على حجم العمل ونوع التربة ، يمكن أن تكون هذه تدريبات خاصة للصخور أو تدريبات بمحرك أو آلات حفر. يستخدم الخياران الأولان عادةً للاستخدام الشخصي ، بينما تُستخدم آلات الحفر للأجسام الكبيرة والتربة الصلبة والصلبة.

سيارات

آلة الحفر أو جهاز HDD هي نوع من المعدات الصناعية التي تعمل على محرك ديزل. العناصر الوظيفية الرئيسية للآلة هي المحطة الهيدروليكية والعربة ولوحة التحكم . يسمح الأخير للمشغل بالتحكم في تشغيل وحركة الماكينة ويبدو وكأنه لوحة تحكم خاصة. يمكن إنشاء خندق بنفسه بفضل المثقاب. أثناء الدوران ، يتم تسخين المثقاب ، وهو أمر محفوف بفشله السريع. يمكن تجنب ذلك عن طريق تبريد الجزء المعدني بالماء بانتظام. لهذا الغرض ، يتم استخدام خرطوم إمداد المياه - وهو عنصر آخر في آلة الحفر.

يتم تصنيف معدات الحفر على أساس حدود قوة السحب (تقاس بالأطنان) ، وطول الحفر الأقصى وقطر البئر . بناءً على هذه المعلمات ، يتم حساب قوة المثقاب. التناظرية الأكثر إحكاما لجهاز الحفر هو المثقاب بمحرك. الغرض الرئيسي منه هو القيام بأعمال الحفر الصغيرة. ومع ذلك ، فإن الجزء الثاقب من عملية الحفر في بعض الحالات يتم تنفيذه بسهولة وبسرعة باستخدام مثقاب بمحرك. نظرًا لأن المثقاب الحركي يعمل كمعدات البريمة ، فإنه غالبًا ما يطلق عليه آلة الضغط المثقاب. تشتمل هذه الحفارة على مثقاب وقضيب ومحرك.

يمكن الحفر باستخدام مثقاب كهربائي حتى بواسطة شخص واحد ، وتختلف الأجهزة في نوع الطاقة وتنقسم إلى احترافية وللاستخدام الخاص.

تحديد الأنظمة

مثل هذا النظام ضروري للتحكم بدقة في مسار رأس الحفر وخروجه في موقع الثقب الثاني. إنه مسبار متصل برأس الحفر. يتم مراقبة موقع المسبار من قبل العمال باستخدام محددات المواقع.

يمنع استخدام نظام الموقع رأس الحفر من الاصطدام بالعوائق الطبيعية ، على سبيل المثال ، رواسب التربة الكثيفة والمياه الجوفية والحجارة.

أدوات الدعم

يصبح هذا النوع من الأدوات ضروريًا في مرحلة ثقب التربة. قضبان مستعملة وأدوات لولبية وموسعات ومضخات. يتم تحديد اختيار أداة معينة حسب نوع التربة ومراحل العمل . تشمل الأدوات المساعدة أيضًا المشابك والمحولات ، وتتمثل مهمتها الرئيسية في المساعدة في الحصول على خط أنابيب بالطول المطلوب. تستخدم الموسعات للحصول على قناة بالقطر المطلوب. يتم تزويد الوحدة بالماء باستخدام نظام ضخ. تضمن المولدات التشغيل المستمر للمعدات ، كما يسمح نظام الإضاءة بالحفر حتى في الظلام.

تشمل الأدوات أو المواد الاستهلاكية الإضافية شحم الجرافيت النحاسي . يتم استخدامه لتليين مفاصل قضبان الحفر. ينطوي الحفر الأفقي بالضرورة على استخدام البنتونيت ، الذي تؤثر جودته بشكل كبير على سرعة العمل وموثوقية الخندق والسلامة البيئية. البنتونيت هو تركيبة متعددة المكونات تعتمد على سيليكات الألمنيوم ، وتتميز بزيادة التشتت والخصائص المحبة للماء. يتم اختيار باقي مكونات المحلول وتركيزها على أساس تحليل التربة. الغرض من استخدام البنتونيت هو تقوية جدران الخندق لتجنب تساقط التربة.

أيضًا ، يمنع المحلول التصاق التربة بالمعدات ويبرد العناصر الدوارة.

وصف تفصيلي للعملية

يتم تنفيذ HDD على عدة مراحل ، ويبدو المخطط العام للعمل كما يلي:

• إعداد وثائق المشروع ، والتي تعكس جميع الحسابات اللازمة ؛
• تنسيق المشروع مع مالك الموقع (إذا كانت منطقة خاصة) والسلطات (إذا كان الأمر يتعلق بتنفيذ العمل في المرافق البلدية) ؛
• حفر الحفر: واحدة في بداية العمل ، والثانية عند نقطة خروج خط الأنابيب ؛
• وضع المعدات اللازمة عن طريق منصات الحفر ؛
• الانتهاء من العمل: ردم الحفر ، إذا لزم الأمر - ترميم المناظر الطبيعية في موقع الحفر.

قبل حفر حفرة في الأرض ، يجب توخي الحذر لإعداد المناظر الطبيعية. لتثبيت معدات حفر عالمية ، ستحتاج إلى مساحة مسطحة تبلغ 10x15 مترًا ، وهي تقع مباشرة فوق مكان ثقب المدخل. يمكنك القيام بذلك بنفسك أو باستخدام معدات خاصة. تأكد من وجود طرق التفافية لهذا الموقع. بعد ذلك يتم تسليم وتركيب معدات الحفر.

بالإضافة إلى آلة HDD ، ستكون هناك حاجة إلى معدات لتحضير ملاط البنتونيت. يتم استخدامه لتقوية جدران الخندق وإزالة التربة من القناة. يتم تركيب ملاط البنتونيت على مسافة 10 أمتار من آلة الحفر. يتم إنشاء مسافات بادئة صغيرة بالقرب من نقاط الثقب المقصودة في حالة وجود ملاط زائد.

كما تتضمن مرحلة الإعداد تركيب والتحقق من الاتصالات اللاسلكية بين عمال اللواء وتحليل التربة . بناءً على هذا التحليل ، يتم تحديد مسار أو آخر للحفر. يجب حماية منطقة الحفر بشريط تحذير أصفر. ثم يتم تركيب معدات الحفر والقضيب التجريبي. يتم تثبيته عند النقطة التي يدخل فيها رأس الحفر إلى الأرض.

تتمثل إحدى الخطوات المهمة في تأمين الأدوات بمثبتات لتجنب الإزاحة أثناء محرك الأقراص الثابتة.

عند الانتهاء من المرحلة التحضيرية ، يمكنك المتابعة مباشرة إلى الحفر. أولاً ، يتم تكوين بئر تجريبية بقطر 10 سم ، ثم يتم إعادة تنقيح الجهاز وتعديل إمالة رأس الحفر - يجب أن يكون لها زاوية ميل من 10 إلى 20 درجة بالنسبة لخط الأفق. البئر التجريبي هو ثقب تدريبي ، بدون تشكيله يكون الحفر بدون خنادق غير مقبول. في هذا الوقت ، يتم التحقق من أداء الأنظمة وقابليتها للخدمة ، وتقييم ميزات حركة الحفر.

في مرحلة تكوين بئر تجريبي ، من الضروري ضبط الأداة لزاوية ميل التربة ، وكذلك التحقق من موضع رأس الحفر فيما يتعلق بخط المناظر الطبيعية . فقط في حالة تشكيل الانحناءات في الحفر. ستكون مفيدة إذا تم العثور على المياه الجوفية أو سوائل البنتونيت بكميات كبيرة. هذا الأخير سيمنع انهيار الخندق وكبح المثقاب بسبب التصاق التربة به ، وارتفاع درجة حرارة المعدات.

عند التحضير ، من المهم إجراء حسابات دقيقة حتى لا تتلف خطوط الأنابيب الموضوعة مسبقًا. يجب ألا تقل المسافة عن الأنابيب عن 10 أمتار. ثم تبدأ عملية الحفر التي تمر بمسار معين ، ومن الضروري كل 3 أمتار التحكم في اتجاه الأداة وتصحيحه. عندما يصل الحفر إلى العمق المطلوب ، يبدأ في التحرك أفقيًا أو عند منحدر طفيف - هكذا يتم وضع خندق بالطول المطلوب. بعد أن يتجاوز المثقاب الطول المطلوب ، يتم توجيهه لأعلى نحو المخرج. بطبيعة الحال ، يتم حساب نقطة الحفرة الثانية مسبقًا ، وفي هذه المرحلة يتم تحضير الموقع بشكل أولي.

تتمثل الخطوة الأخيرة في إزالة الأداة الأصلية من الأرض وتوسيع الفتحة باستخدام موسع الثقوب أو المثقاب. يتم تثبيته بدلاً من المثقاب ويسمح لك بزيادة قطر القناة التجريبية. أثناء حركة الموسع ، يتم توفير التحكم ، وإذا لزم الأمر ، تصحيح مسار حركة الأداة كل 3 أمتار.

يتحرك ريمر على طول مسار معاكس لاتجاه المثقاب ، أي من الثقب الثاني إلى الأول. اعتمادًا على القطر المطلوب للخندق ، يمكن لموسعة الثقوب المرور خلالها عدة مرات. يعتمد قطر القناة على قطر الأنابيب - في المتوسط ، يجب أن يكون أكبر بنسبة 25٪ من قطر الأنابيب التي يتم وضعها. إذا كنا نتحدث عن أنابيب عازلة للحرارة ، فيجب أن يكون عرض قطر القناة أكبر بنسبة 50٪ من قطر الأنابيب.

إذا تم الحصول على ضغط تربة كبير في القناة وكان هناك احتمال متزايد لانهيارها ، فسيتم إنتاج توزيع موحد للبنتونيت . بعد أن تصلب ، لا يتم استبعاد خطر الانهيار فحسب ، بل يتم أيضًا استبعاد هبوط التربة. لتسهيل دخول الأداة ومرورها عبر التربة ، يتم استخدام سائل حفر ملين خاص. باستخدام طريقة HDD ، يتم إيلاء اهتمام كبير لخطر تساقط التربة. في هذا الصدد ، تتم مراقبة قوة وصلة الأنابيب بشكل إضافي حتى لا تنكسر تحت وطأة التربة المنهارة.

بعد أن يصبح الخندق الأفقي جاهزًا ، يبدأون في تثبيت الأنابيب فيه . للقيام بذلك ، يتم إرفاق الأقواس والمحاور به ، والتي يمكن من خلالها تشديد الأنبوب في القناة. يتم توصيل رأس ببداية الأنبوب ، حيث سيتم بالفعل إصلاح المحور الدوار. يتم ربط الأنابيب أيضًا من خلال الدوران ، بينما يتم إيقاف تشغيل معدات الحفر نفسها. للانضمام ، يلجأون إلى استخدام محولات خاصة.

بالنسبة للآبار صغيرة الحجم وسحب الأنابيب البلاستيكية ذات القطر الصغير ، يتم استخدام قوة آلة الحفر. بعد وضع الأنبوب في خندق أفقي ، تعتبر عملية محرك الأقراص الصلبة كاملة.

نطاق التطبيق

يعتبر HDN مناسبًا لوضع أنابيب الحماية التي يمر بداخلها كابلات الهاتف والألياف الضوئية والكهرباء ؛ لتركيب خط أنابيب تتحرك بداخله مياه الأمطار والصرف الصحي وكذلك مياه الشرب. أخيرًا ، يمكن أيضًا مد أنابيب المياه وأنابيب النفط والغاز باستخدام طريقة HDN.

يتم استخدام هذه التقنية أيضًا في تلك الحالات عندما يكون من الضروري تقليل ميزانية الإصلاحات أو تقليل عدد العمال . يرجع الانخفاض في التكاليف المالية إلى عدم الحاجة إلى استعادة المناظر الطبيعية بعد الحفر ، فضلاً عن التشغيل الآلي الأقصى للعملية. يصبح تحسين حجم فريق العمل ممكنًا نظرًا لحقيقة أن هناك حاجة فعلية للعمال فقط لتشغيل الماكينة.

هذه التقنية فعالة عند تركيب خطوط الأنابيب في التربة الرملية والطينية والطينية. استخدام التكنولوجيا الموصوفة له ما يبرره إذا كان الخندق يعمل تحت الطرق السريعة أو في مناطق ذات قيمة تاريخية أو تحت الماء. في الحالة الأخيرة ، يتم ثقب الدخول من خلال فم النهر.

يعتبر الحفر بدون خنادق فعالًا ليس فقط في المناطق الحضرية الكثيفة والمراكز التاريخية ، ولكن أيضًا في منزل خاص ، لأنه يسمح لك بالحفاظ على المزارع والمباني . كقاعدة عامة ، يتم وضع أنظمة إمدادات المياه والصرف الصحي في الممتلكات الخاصة بهذه الطريقة.