СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ПРИПОВЕРХНОСТНОЙ ПРОКЛАДКИ ПОДЗЕМНЫХ КАБЕЛЕЙ ИЛИ ПОДЗЕМНЫХ ЛИНИЙ В ГРУНТЕ Российский патент 2019 года по МПК E21B7/04 E21B7/20 E02F5/18 

Изобретение относится к системе для приповерхностной прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине вдоль прокладочной трассы между исходной точкой и конечной точкой, с буровым станком, с проходческой головкой для проходки скважины, с бурильной колонной и/или со ставом обсадных труб, а также к способу приповерхностной прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине вдоль прокладочной трассы между исходной точкой и конечной точкой, в котором проходческую головку перемещают вдоль прокладочной трассы, за счет того, что при помощи бурового инструмента посредством бурильной колонны передают подачу или подачу и вращение.

При сооружении электросети, например при создании линии на 380 кВ, наряду с созданием надземных линий необходимой, также является прокладка таких линий в грунте.

При приповерхностной прокладке подземных кабелей применяют открытый траншейный способ построения. Зачастую это приводит к значительным нарушениям окружающей среды вдоль трассы и сопряжено с заслуживающими самого серьезного внимания издержками при выемке траншеи и при обратной засыпке траншеи. Для создания кабельной трассы на 380 кВ необходимым является, например, создание двух траншей с профилями в каждом случае с шириной 5,5 м и глубиной 2,15 м. В качестве особо дорогостоящего этапа проявило себя разделение отдельных слоев грунта, которое требует выкладки нескольких слоев извлеченного грунта. Это является необходимым для восстановления качества грунта вновь к первоначальному состоянию при последующей обратной засыпке траншеи. Кроме того, во время строительных работ должна быть зарезервирована необходимая для стройки поверхность в примерно 40 м, в то время как после окончания строительных работ должна быть выдержана полоса защиты от доступа к кабелю величиной в 23 м. Эти весьма дорогостоящие воздействия во время строительной фазы и последствия - после окончания работ в рамках открытой прокладки обосновывают необходимость развития отвечающего спросу подземного способа прокладки.

Кроме того, для поддержания на незначительном уровне во время строительной фазы вмешательств в природную среду и издержек по строительству, при бестраншейной прокладке требуется достижение больших длин участка трубопровода. При этом следует стремиться к длинам участка трубопровода величиной до 1500 м. Проблематичным при приповерхностной прокладке является незначительное перекрытие линии, например толщиной лишь от 2 до 6 м. Диаметр прокладываемых в данном случае линий находится в диапазоне менее 800, местами даже менее 300 мм.

В настоящее время уже имеются способы бестраншейного бурения при строительстве магистральных труболиний, такие как микротоннелирование и бурение горизонтально-наклонных скважин. Тем не менее, достижение необходимых параметров с помощью этих способов не является возможным.

Таким образом, уже имеются способы бурения, посредством которых могут быть проложены требуемые величины диаметров, тем не менее, эти способы, по техническим причинам, ограничены существенно более короткими длинами участков. Под этим подразумевают, например, микротоннельную буровую технику до 300 мм. Для длин участка трубопровода более 1,5 км в настоящее время должна быть использована микротоннельная буровая техника с диаметром примерно 1000 мм. Разумеется, при возрастании диаметра занимаемая оборудованием строительной площадки площадь, а также издержки существенно возрастают. Поэтому такая техника не является пригодной к применению.

Для данных диаметров и длин участков представляется возможным прокладка с помощью способа горизонтального направленного бурения (HDD). Этот способ уже применяют, в частности, при пересечении снизу речных русел или улиц. В рамках этого способа первоначально создают лидерную скважину от исходной точки в направлении конечной точки при применении вращающейся бурильной головки и бурильной колонны. При этом точность позиционирования обеспечена посредством измерительной системы, которая размещена за бурильной головкой. Отделенный материал подают совместно с бентонитовой суспензией на поверхность. Бентонитовую суспензию прокачивают через бурильную колонну непосредственно к размещенным в бурильной головке соплам. Суспензия смешивается с отсоединенным грунтом и протекает назад - через кольцевое пространство между бурильной колонной и грунтом к исходной точке. Для чистого отведения освобожденного грунта требуется, однако, высокое давление бурового раствора. Для предотвращения нежелательного выхода бурового раствора на поверхность в рамках способа горизонтального направленного бурения, в этом случае, однако, требуются по возможности большие глубины прокладки и, тем самым, перекрытия, например толщиной более 30 м. Глубины прокладки в диапазоне менее 10 м при некоторых особенностях грунта могут привести к нежелательному выходу бурового раствора в рамках обычного способа горизонтального направленного бурения.

Целью изобретения является разработка системы и способа приповерхностной прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте, с помощью которых могут быть преодолены описанные выше недостатки, а также обеспечена возможность приповерхностной прокладки подземных кабелей или подземных линий с длиной участка трубопровода до 1500 м.

Эта цель достигается в системе для прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине вдоль прокладочной трассы между исходной точкой и конечной точкой, имеющей буровой станок, проходческую головку для проходки скважины, бурильную колонну и/или став обсадных труб. В соответствии с изобретением диаметр проходческой головки превышает диаметр става обсадных труб или бурильной колонны таким образом, что между стенкой скважины и ставом обсадных труб или бурильной колонной возникает кольцевое пространство, которое снабжено смазкой, причем проходческой головкой в одном варианте системы является система бурильной головки в составе бурильного инструмента и привода бурильного инструмента для освобождения грунта, а в другом варианте – вытесняющая бурильная головка, смазкой является постоянная смазка, а система выполнена с возможностью приповерхностной проходки скважины и с возможностью выполняемого во время или до изъятия из скважины бурильной колонны и/или става обсадных труб введения в скважину подземных кабелей, подземных линий или защитной трубы, в которую могут вводиться подземные кабели или подземные линии.

Существенное преимущество системы состоит в том, что по сравнению с известными способами прокладки присутствует относительно малая потребность в площади на участке оборудования строительной площадки. Присутствуют лишь точечные нарушения ландшафта в исходных и конечных точках. В исходных и конечных точках вследствие ограниченной транспортабельности кабелей в куске необходимым является сооружение постройки для создания соединительных или муфтовых работ таким образом, что нарушения оказываются еще более уменьшенными. Кроме того, отсутствует нужда в каких-либо связанных со строительством нарушениях окружающей среды вдоль трассы, вследствие чего, сделана возможной особо удовлетворяющая экологическим требованиям прокладка подземных кабелей. Например, устранена необходимость в применении тяжелого оборудования между исходной и конечной точками. Расположение слоев грунта, а именно, применительно к его сельскохозяйственному использованию, не подвержено изменению таким образом, что после окончания работ могут быть произведены неизменные посадка и выращивание растений. В противоположность воздушной линии электропередачи в результате подземной прокладки отсутствует визуальный ущерб для ландшафта. Наряду с этим, за счет незначительной толщины перекрытия сделан возможным быстрый доступ к линиям в случае необходимости их обслуживания.

Как указано выше во втором варианте предлагаемого в изобретении решения используется вытесняющая бурильная головка. Она может представлять собой бурильный молоток или грунтовытесняющий шнек. Кроме того, является предпочтительным, что вытесняющая бурильная головка 15, 16, 41 имеет привод 22 бурильного инструмента. За счет вытесняющего введения надежно избегают промоин бурового раствора скважины на поверхности, а также сопряженных с ними экологических угроз.

Другое решение изобретения предусматривает, что под приводом бурильного инструмента подразумевают электродвигатель или турбобур. Тем самым сделан возможным надежный и простой привод бурильной головки без вращения бурильной колонны. Исходя из этого, турбобур может быть приведен в действие особо простым и надежным способом, когда приводную жидкость поставляют в закрытой системе или в практически закрытой системе. Практически закрытой является система, в которой для обеспечения смазки происходит выдача незначительного количества жидкости контролируемым образом. Альтернативно, также является возможным привод с помощью бурильной колонны.

Другое решение изобретения предусматривает, что под буровым станком подразумевают буровой станок буровой установки для горизонтального направленного бурения (HDD) или узел подачи. При этом подразумевают относительно малую буровую установку, которая может быть легко перемещена или же перевезена, и которая поэтому не представляет собой существенной нагрузки при перевозке ее между отдельными отправными точками.

Другое решение изобретения предусматривает, что предусмотрен циркуляционный контур бурового раствора, с помощью которого проходческая головка является приводимой в движение и/или управляемой. Другое решение изобретения предусматривает, что для горизонтального или вертикального управления предусмотрен управляющий элемент. Другое решение изобретения предусматривает, что предусмотрен циркуляционный контур бурового раствора, с помощью которого освобожденный системой бурильной головки грунт является отводимым из скважины, причем для выноса, предпочтительно, предусмотрен эжекторный насос/струйный насос. Другое решение изобретения предусматривает, что бурильная колонна выполнена двухстенной и является составной частью циркуляционного контура бурового раствора, или что внутренняя часть бурильной колонны и кольцевое пространство между ставом обсадных труб и бурильной колонной являются составными частями циркуляционного контура бурового раствора.

Другое решение изобретения предусматривает, что предусмотрена по меньшей мере одна точка выдачи для выдачи бурового раствора в качестве смазки.

Другое решение изобретения предусматривает, что во втором буровом проходе расширяющая бурильная головка является соединяемой с бурильной колонной и/или ставом обсадных труб.

Другое решение изобретения предусматривает, что под расширяющей бурильной головкой подразумевают бурильный молоток для вытеснения грунта, грунтовытесняющий шнек, предпочтительно с приводом бурильного инструмента для вытеснения грунта, или систему бурильной головки в составе бурильного инструмента и привода бурильного инструмента для освобождения грунта.

Другое решение изобретения предусматривает, что защитная труба является изготавливаемой на месте из шланга, из листового материала, предпочтительно из полимера, или из трубных звеньев, предпочтительно из полимера.

Цель изобретения также достигается в способе прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине вдоль прокладочной трассы между исходной точкой и конечной точкой, в котором проходческую головку перемещают вдоль прокладочной трассы за счет того, что при помощи бурового станка на проходческую головку передают посредством бурильной колонны или става обсадных труб движение подачи или передают посредством бурильной колонны движение подачи и вращение. В соответствии с изобретением грунт с помощью проходческой головки вытесняют или освобождают и изымают в процессе приповерхностной проходки скважины таким образом, что между стенкой скважины и ставом обсадных труб, бурильной колонной и/или защитной трубой возникает кольцевое пространство, в котором предусматривают постоянную смазку, и во время или до изъятия из скважины бурильной колонны и/или става обсадных труб в скважину вводят подземные кабели, подземные линии или защитную трубу, в которую могут вводиться подземные кабели или подземные линии.

Другое решение изобретения предусматривает, что при вытеснении грунта в качестве проходческой головки применяют вытесняющую бурильную головку, под которой, предпочтительно, подразумевают бурильный молоток или грунтовытесняющий шнек, особо предпочтительно с приводом от бурильного станка.

Другое решение изобретения предусматривает, что при освобождении и изъятии грунта в качестве проходческой головки применяют систему бурильной головки в составе бурильного инструмента и привода бурильного инструмента.

Другое решение изобретения предусматривает, что для бурового раствора, предпочтительно бентонита, предусматривают циркуляционный контур бурового раствора, посредством которого проходческую головку приводят в действие и/или управляют ею, и/или через который освобожденный грунт отводят из скважины, причем подача и отвод бурового раствора в циркуляционном контуре бурового раствора, предпочтительно, создают посредством выполненной двухстенной бурильной колонны или посредством внутренней части бурильной колонны и кольцевого пространства между ставом обсадных труб и бурильной колонной.

В дальнейшем, способ согласно изобретению и система согласно изобретению разъяснены более подробно посредством предпочтительного примера воплощения в сочетании с чертежами.

При этом показано на:

Фиг. 1 - схематическое представление способа согласно изобретению и системы с бурильным молотком согласно изобретению,

Фиг. 2 - представление аналогично фиг. 1 с грунтовытесняющим шнеком,

Фиг. 3, 4 - схематические представления вытесняющих бурильных головок,

Фиг. 5 - схематическое представление бурильной головки с протеканием бурового раствора,

Фиг. 6, 7 - схематическое представление затягивания подземных кабелей в скважину,

Фиг. 8-18 - схематические представления введения защитной трубы в скважину.

В исходной точке 100 HDD-буровой станок 10 смонтирован (фиг. 1, фиг. 2) и соединен посредством бурильной колонны 11 с проходческой головкой 12. Кроме того, обеспечен став 14 обсадных труб, который окружает бурильную колонну 11. С помощью предоставляемого посредством бурового станка 10 крутящего момента и толкающей вперед силы проходческая головка 12 получает перемещение вдоль заданного трассой 101 направления в конечную точку 110.

На фиг. 1 в качестве проходческой головки 12 представлен и применен бурильный молоток 15. При этом подачу создают посредством става 14 обсадных труб. Бурильная колонна 11 служит для притока бурового раствора для привода бурильного молотка 15 и для вращения бурильного молотка 15, например для управления им.

На фиг. 2 в качестве проходческой головки 12 предусмотрен грунтовытесняющий шнек 16. При этом подачу создают посредством става 14 обсадных труб. Бурильная колонна 11 служит для вращения грунтовытесняющего шнека 16. Им можно управлять посредством регулирования притока бурового раствора 30. Альтернативно, грунтовытесняющий шнек 16 может быть приведен в действие также с помощью предусмотренного в проходческой головке 12 двигателя (не представлен). В этом случае, приток бурового раствора служит для привода двигателя.

После проходки проходческой головки 12 до конечной точки 110, ее демонтируют. Вслед за этим, бурильную колонну 11 в конечной точке соединяют с защитной трубой 20, выполненной, например, из полимера, и втягивают посредством бурового станка 10 при отведении бурильной колонны 11 и/или става 14 обсадных труб. Соединение на фиг. 2 происходит посредством соединительного элемента 21.

Альтернативно, став 14 обсадных труб может быть также выдвинут из скважины 102 с помощью защитной трубы 20, выполненной, например, из полимерного бетона или прочного полимера, такого как, например, стеклопластик, за счет введения защитной трубы 20 в скважину 102. При этом ставы 14 обсадных труб не должны быть соединены друг с другом устойчивым к натяжению образом.

Между бурильной колонной 11 и защитной трубой 20 может быть предусмотрена, как показано на фиг. 1, расширяющая бурильная головка 13. Во время втягивания защитной трубы 20 она без пустот связывается со строительным грунтом с помощью, например, цементного раствора, бентонитового бурового раствора или разжиженного грунта. Втягивание подземных кабелей 30 происходит по окончании выполнения защитной трубной оболочки 31 или, в случае, когда не предусмотрено какой-либо защитной трубной оболочки 31, непосредственно в скважине.

Альтернативно, в качестве исходной и конечной точек 100, 110 могут быть предусмотрены также исходная или же конечная шахты (не представлены).

Фиг. 3А показывает схематический разрез бурильного молотка 15, который присоединен к бурильной колонне 11 и ставу 14 обсадных труб. Бурильный молоток 15 на его переднем конце имеет вытесняющую головку 41. Она соединена с молотковым элементом 42 и смонтирована на участке 43 бурильной головки. Кроме того, бурильный молоток 15 соединен со ставом 14 обсадных труб. Посредством бурильной колонны 11 буровой раствор 120 подводят к молотковому элементу 42 для приведения его в действие. При этом асимметрично выполненная вытесняющая головка 41 передает удары на грунт таким образом, что структура грунта подвергается разрушению, и бурильный молоток 15 посредством передаваемой ему через став 14 обсадных труб подачи получает перемещение в скважине. За участком бурильной головки 43 предусмотрены выпускные сопла 44, через которые буровой раствор 120 подают в кольцевое пространство 121 для обеспечения смазки в кольцевом пространстве 121 для уменьшения трения между ставом обсадных труб и стенкой скважины. Дополнительно, в ставе 14 обсадных труб могут быть предусмотрены выпускные отверстия 45 для смазочного средства, посредством которых в кольцевое пространство 121 также может быть подан буровой раствор 120 в качестве дополнительной смазки.

Фиг. 3Б показывает расширяющую бурильную головку 13. Она присоединена к защитной трубе 20 и к ставу 14 обсадных труб, а также к бурильной колонне 11, и получает снабжение буровым раствором 120. В данном случае, расширяющая бурильная головка 13 снабжена молотковым элементом 42, который действует аналогично вышеописанному. В качестве привода его снабжают буровым раствором посредством бурильной колонны. Выпускаемый молотковым элементом 42 буровой раствор протекает посредством става 14 обсадных труб или же посредством промежуточного пространства 17 между ставом 14 обсадных труб и бурильной колонной 11 назад к буровому станку 10. В альтернативном варианте осуществления также являются возможными вращающийся элемент или также извлечение грунта посредством бурильного инструмента.

Фиг. 4А показывает схематический разрез грунтовытесняющего шнека 16, который присоединен к бурильной колонне 11 и к ставу 14 обсадных труб. Грунтовытесняющий шнек 16 имеет на своем переднем конце вращающуюся головку 46, за счет вращения которой происходит вытеснение прилегающего грунта. Грунтовытесняющий шнек 16 получает перемещение в скважине за счет передаваемой через став 14 обсадных труб подачи. При этом грунтовытесняющий шнек 16 имеет управляющий элемент 47, под которым подразумевают гидравлический цилиндр или подобное устройство, посредством приведения в действие которого направление может быть изменено за счет наклона переднего участка 48.

Фиг. 4Б показывает, как защитная труба 20 или же защитная трубная оболочка 31 посредством соединительного элемента 21 соединена со ставом 14 обсадных труб и бурильной колонной 11 без предусмотрения при этом расширяющей бурильной головки 13.

Фиг. 5 показывает схематический разрез системы 18 бурильной головки в составе бурильного инструмента 19 для освобождения прилегающего грунта, привода 22 бурильного инструмента для вращения бурильного инструмента 19 и струйного насоса 23 для отвода смеси 123, (состоящей) из бурового раствора 120 и освобожденного грунта. В данном случае, также могут быть предусмотрены выпускные сопла 44, 45.

Фиг. 6 и фиг. 7 схематически показывают затягивание подземных кабелей 30 в скважину, либо в защитную трубную оболочку 31 (фиг. 6), либо непосредственно в грунт (фиг. 7). При этом в верхней части в каждом случае показано описанное выше создание скважины с помощью проходческой головки 12, става 14 обсадных труб и бурильной колонны 11.

В середине на фиг. 6 представлено затягивание защитной трубной оболочки 31 в скважину посредством вытягивания или выталкивания става 14 обсадных труб и бурильной колонны 11 или только става 14 обсадных труб. Наконец, в нижней части фиг. 6 показано втягивание подземных кабелей 30 посредством того, что их либо втягивают за натяжной канат (не представлен), который размещен совместно с защитной трубной оболочкой 31, либо посредством бурильной колонны 11, которая остается в скважине, в то время как защитную трубную оболочку размещают в скважине посредством протягивания или выталкивания става 14 обсадных труб.

В середине фиг. 7 показано затягивание подземных кабелей 30 в став 14 обсадных труб посредством протягивания или, альтернативно, выталкивания бурильной колонны 11. На нижнем участке в этом случае представлено, как став 14 обсадных труб затем вытаскивают из скважины после введения подземных кабелей 30.

На фиг. 8-18 показано, как обеспечивают для прокладки защитную трубную оболочку или же, как подземные кабели могут быть размещены в скважине. Важным при этом является, например, для токопроводящих подземных кабелей 30 обеспечение адекватной теплопередачи как при прокладке непосредственно в грунте, так и при прокладке в защитной трубной оболочке 31.

Прокладка непосредственно в грунте показана на фиг. 8 и фиг. 18. Подземные кабели 30, например, посредством распорок 32 расположены в пакете, который затягивают в скважину 102. В качестве защиты на подземных кабелях 30 расположены колодки 33 (фиг. 8), которые выполнены в форме полуцилиндров. Затем скважину 102 для обеспечения адекватной теплопередачи заполняют разжиженным грунтом или бентонитом 34 или подобным материалом. Альтернативно колодкам 33 в качестве защиты также может быть предусмотрено покрытие 35, которое размещено на кабелях 30, например, уже на заводе.

При размещении защитной трубной оболочки 31 для последующего размещения в ней подземных кабелей, такая оболочка может быть изготовлена различными образами.

Фиг. 17 показывает при этом, что защитную трубную оболочку 31 изготавливают из отдельных защитных труб 20 посредством их сварки встык. При этом защитные трубы 20 выравнивают по одной оси, стыки 24, при необходимости, плоско обрубают, нагревают с помощью нагревательного элемента 25 и прижимают друг к другу.

Альтернативно, защитная трубная оболочка 31 является изготавливаемой на месте из листового материала. Для этого является необходимым использование соответствующего устройства (не представлено).

Фиг. 9А при этом показывает открытую трубу 36 в качестве защитной трубной оболочки 31, которую на месте сгибают из листового материала 37 и размещают непосредственно в скважине 102. В ней затем размещают кабельный пакет, и трубу в грунте заполняют разжиженным грунтом или бентонитом 34 или подобным материалом. При использовании представленной на фиг. 9Б защитной трубы к трубе дополнительно присоединяют, например посредством сварки, приклеивания, запрессовывания и т.д., листовой материал. Изготовление, как таковое, схематически представлено на фиг. 10. Намотанный на барабан листовой материал 37 посредством матрицы 36а сгибают и, при необходимости, присоединяют.

Фиг. 11 показывает другой вариант осуществления. В данном варианте осуществления закрытую трубу 20, 31 изготавливают посредством выворачивания наизнанку. Например, трубу 38 изготавливают из листового материала 37, прежде всего из полимера. Такую трубу размещают в скважине 102, в которую ее вдвигают в направлении стрелки А. Начало 39 трубы 38 укрепляют в вывернутом наизнанку положении, вследствие чего изготавливают внешнюю трубу 39а, которая прилегает к скважине 102. Зону 40 выворачивания наизнанку при этом перемещают посредством выдвигания внутренней трубы 38 в скважину, посредством чего изготавливают трубную оболочку 31.

Другой вариант осуществления изготовления на месте защитной трубной оболочки из листового материала показан на фиг. 16. В данном варианте осуществления защитную трубную оболочку сваривают из полос 40а спиралеобразным образом во время ее втягивания в скважину 102.

Фиг. 12 показывает изготовление защитной трубной оболочки 31 из шланга. Например, пропитанный синтетической смолой полимерный шланг 50 выворачивают наизнанку в скважину 102. Вывернутый наизнанку шланг 50 наполняют холодной водой 51, вследствие чего шланг 50 самостоятельно затягивается в скважину 102 и прилегает к скважине 102 с геометрическим замыканием.

Затем смолу отверждают в ходе экзотермической реакции посредством подачи горячей воды.

Альтернативно, на фиг. 13 показан сложенный в осевом направлении шланг 50, который при затягивании в скважину в начале скважины 102 удерживают под напряжением, и который затем развертывают в скважине с образованием защитной трубной оболочки. При необходимости, как описано выше, должно быть выполнено, кроме того, отверждение.

На фиг. 14 и фиг. 15 показана другая возможность введения защитной трубной оболочки. При этом в скважине 102 размещают сложенную в радиальном направлении трубу 50. Затем на нее оказывают давление с помощью воды 51 или пара 52 таким образом, что она из радиального свертывания расширяется с образованием защитной трубной оболочки 31.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

10 HDD-буровой станок

43 Участок бурильной головки

11 Бурильная колонна

44 Выпускное сопло

12 Проходческая головка

45 Выпускное отверстие для смазочного средства

13 Расширяющая бурильная головка

46 Вращающаяся головка

14 Став обсадных труб

47 Управляющий элемент

15 Бурильный молоток

16 Грунтовытесняющий шнек

50 Полимерный шланг

17 Промежуточное пространство

51 Холодная вода

18 Система бурильной головки

52 Пар

19 Бурильный инструмент

20 Защитная труба

00 Исходная точка

21 Соединительный элемент

101 Трасса

22 Привод бурильного инструмента

102 Скважина

23 Струйный насос

24 Стык

110 Конечная точка

25 Нагревательный элемент

120 Буровой раствор

30 Подземный кабель

121 Кольцевое пространство

31 Защитная трубная оболочка

123 Смесь

32 Распорка

A Направления стрелок

33 Колодка

34 Бентонит

35 Покрытие

36 Труба

36a Матрица

37 Листовой материал

38 Труба

39 Начало 30

39a Внешняя труба

40 Зона выворачивания наизнанку

40a Полоса

41 Вытесняющая бурильная головка

42 Молотковый элемент

Группа изобретений относится к сооружениям электросетей. Технический результат - обеспечение приповерхностной прокладки подземных кабелей или подземных проводов с длиной участка трубопровода до 1500 м. Система для прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине вдоль прокладочной трассы между исходной точкой и конечной точкой включает буровой станок, проходческую головку для проходки скважины, бурильную колонну и/или став обсадных труб. Диаметр проходческой головки превышает диаметр става обсадных труб или бурильной колонны таким образом, что между стенкой скважины и ставом обсадных труб или бурильной колонной возникает кольцевое пространство, которое снабжено смазкой. При этом проходческой головкой является система бурильной головки в составе бурильного инструмента и привода бурильного инструмента для освобождения грунта, а смазкой является постоянная смазка. Система выполнена с возможностью приповерхностной проходки скважины и с возможностью выполняемого во время или до изъятия из скважины бурильной колонны и/или става обсадных труб введения в скважину подземных кабелей, подземных линий или защитной трубы, в которую могут вводиться подземные кабели или подземные линии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Система для прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине (102) вдоль прокладочной трассы (101) между исходной точкой (100) и конечной точкой (110), имеющая буровой станок (10), проходческую головку (12) для проходки скважины (102), бурильную колонну (11) и/или став (14) обсадных труб, отличающаяся тем, что диаметр проходческой головки (12) превышает диаметр става (14) обсадных труб или бурильной колонны (11) таким образом, что между стенкой (102) скважины и ставом (14) обсадных труб или бурильной колонной (11) возникает кольцевое пространство (121), которое снабжено смазкой, причем проходческой головкой (12) является система (18) бурильной головки в составе бурильного инструмента (19) и привода (22) бурильного инструмента для освобождения грунта, смазкой является постоянная смазка, а система выполнена с возможностью приповерхностной проходки скважины (102) и с возможностью выполняемого во время или до изъятия из скважины (102) бурильной колонны (11) и/или става (14) обсадных труб введения в скважину подземных кабелей (30), подземных линий или защитной трубы (20, 31), в которую могут вводиться подземные кабели (30) или подземные линии.

2. Система для прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине (102) вдоль прокладочной трассы (101) между исходной точкой (100) и конечной точкой (110), имеющая буровой станок (10), проходческую головку (12) для проходки скважины (102), бурильную колонну (11) и/или став (14) обсадных труб, отличающаяся тем, что диаметр проходческой головки (12) превышает диаметр става (14) обсадных труб или бурильной колонны (11) таким образом, что между стенкой (102) скважины и ставом (14) обсадных труб или бурильной колонной (11) возникает кольцевое пространство (121), которое снабжено смазкой, причем проходческой головкой (12) является вытесняющая бурильная головка (15, 16, 41), смазкой является постоянная смазка, а система выполнена с возможностью приповерхностной проходки скважины (102) и с возможностью выполняемого во время или до изъятия из скважины (102) бурильной колонны (11) и/или става (14) обсадных труб введения в скважину подземных кабелей (30), подземных линий или защитной трубы (20, 31), в которую могут вводиться подземные кабели (30) или подземные линии.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что вытесняющей бурильной головкой (15, 16, 41) является бурильный молоток (15) или грунтовытесняющий шнек (16).

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что вытесняющая бурильная головка (15, 16, 41) имеет привод (22) бурильного инструмента.

5. Система по п. 1 или 4, отличающаяся тем, что приводом (22) бурильного инструмента является электродвигатель, или турбобур, или привод бурильной колонны.

6. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что буровым станком (10) является буровой станок буровой установки для горизонтального направленного бурения или узел подачи.

7. Система по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что предусмотрен циркуляционный контур бурового раствора, с помощью которого проходческая головка (12) является приводимой в движение и/или управляемой.

8. Система по одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что для горизонтального или вертикального управления предусмотрен управляющий элемент.

9. Система по одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что предусмотрен циркуляционный контур бурового раствора, с помощью которого освобожденный системой (18) бурильной головки грунт является отводимым из скважины (102), причем для выноса, предпочтительно, предусмотрен струйный насос (23).

10. Система по одному из пп. 1-9, отличающаяся тем, что бурильная колонна (11) выполнена двухстенной и является составной частью циркуляционного контура бурового раствора.

11. Система по одному из пп. 1-10, отличающаяся тем, что предусмотрена по меньшей мере одна точка (44, 45) выдачи для выдачи бурового раствора в качестве смазки.

12. Система по одному из пп. 1-11, отличающаяся тем, что она содержит расширяющую бурильную головку (13), соединяемую с бурильной колонной (11) и/или ставом (14) обсадных труб во втором буровом проходе.

13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что расширяющей бурильной головкой (13) является бурильный молоток для вытеснения грунта, грунтовытесняющий шнек, предпочтительно с приводом бурильного инструмента для вытеснения грунта, или система бурильной головки в составе бурильного инструмента и привода бурильного инструмента для освобождения грунта.

14. Система по одному из пп. 1-13, отличающаяся тем, что защитная труба (20, 31) является изготавливаемой на месте из шланга, из листового материала (37), предпочтительно из полимера, или из трубных звеньев (20), предпочтительно из полимера.

15. Система по одному из пп. 1-14, отличающаяся тем, что приповерхностная проходка означает проходку скважины на глубине менее 10 м, предпочтительно от 2 до 6 м, и/или использование проходческой головки диаметром менее 800 мм.

16. Способ прокладки подземных кабелей или подземных линий в грунте в скважине (102) вдоль прокладочной трассы (101) между исходной точкой (100) и конечной точкой (110), в котором проходческую головку (12) перемещают вдоль прокладочной трассы (101) за счет того, что при помощи бурового станка (10) на проходческую головку (12) передают посредством бурильной колонны (11) или става (14) обсадных труб движение подачи или передают посредством бурильной колонны (11) движение подачи и вращение, отличающийся тем, что грунт с помощью проходческой головки (12) вытесняют или освобождают и изымают в процессе приповерхностной проходки скважины (102) таким образом, что между стенкой скважины (102) и ставом (14) обсадных труб, бурильной колонной (11) и/или защитной трубой (20, 31) возникает кольцевое пространство (121), в кольцевом пространстве (121) предусматривают постоянную смазку, и во время или до изъятия из скважины (102) бурильной колонны (11) и/или става (14) обсадных труб в скважину вводят подземные кабели (30), подземные линии или защитную трубу (20, 31), в которую могут вводиться подземные кабели (30) или подземные линии.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что при вытеснении грунта в качестве проходческой головки (12) применяют вытесняющую бурильную головку (15, 16, 41), в качестве которой предпочтительно применяют бурильный молоток (15) или грунтовытесняющий шнек (16), особо предпочтительно с приводом бурильного инструмента.

18. Способ по п. 16 или 17, отличающийся тем, что при освобождении и изъятии грунта в качестве проходческой головки (12) применяют систему (18) бурильной головки в составе бурильного инструмента (19) и привода (22) бурильного инструмента.

19. Способ по одному из пп. 16-18, отличающийся тем, что для бурового раствора, предпочтительно бентонита (34), предусматривают циркуляционный контур бурового раствора, посредством которого проходческую головку (12) приводят в действие и/или управляют ею, и/или через который освобожденный грунт отводят из скважины (102), причем подача и отвод бурового раствора в циркуляционном контуре бурового раствора, предпочтительно, происходит посредством выполненной двухстенной бурильной колонны (11).

20. Способ по одному из пп. 16-19, отличающийся тем, что приповерхностная проходка означает проходку скважины на глубине менее 10 м, предпочтительно от 2 до 6 м, и/или использование проходческой головки диаметром менее 800 мм.