Способ образования горизонтальных скважин Советский патент 1993 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к горной и строительной отраслям промышленности и предназначено для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в грунте,

Цель изобретения - повышение производительности прокладки горизонтальных скважин за счет повышения скорости проходки.

На фиг.1 изображена схема реализации способа; на фиг.2 - график зависимости скорости движения пробойника от глубины вертикальной скважины.

На схеме (см.фиг. 1) изображен пробойник 1 с насадкой 2, шланг 3 для подачи воздуха к пробойнику 1. компрессор 4. Пробойник 1 связан с треногой 5 мерным канатом 6 ручной лебедки 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед образованием горизонтальной скважины по всей длине трассы осуществляют зондирование грунта до максимальной проектной глубины заложения горизонтальной скважины. Пробойником 1 с насадкой 2 осуществляют в нескольких местах по направлению предполагаемой горизонтальной прокладки вертикальную проходку (см. а, б, в на фиг.1). Чем больше будет выполнено вертикальных проходок (проколов), тем точнее будет определен оптимальный слой для прокладки горизонтальной скважины, тем выше производительность прокладки. Во время вертикальных проколов с помощью секундомера фиксируем время прохождения оди00

о

ю о ел

ю

наковых по длине участков грунтового массива, для чего канат 6 разбиваем с помощью каких-либо меток на равные по длине участки. Так как пробойник 1 снабжен насадкой 2, диаметр которой больше диаметра корпуса пробойника, то измеряя скорость движения пробойника 1, мы измеряем сопротивление проникновению его в слой грунта, находящегося в непосредственном контакте с насадкой 2.

Так как влияние силы тяжести на энергию удара при вертикальной проходке величина постоянная, то она не будет влиять на форму изменения кривой на графике зависимости скорости движения пробойника от глубины проходки. После достижения максимальной проектной глубины проходки вертикальной скважины включается реверс пробойника 1 и с помощью мерного каната б лебедкой 7 извлекаем пробойник 1 на поверхность. По результатам замеров строим графики изменения скорости движения пробойника от глубины проходки для всех вертикальных скважин (см.фиг.2, фиг.1, а. б, в). Затем, анализируя графики, и, учитывая технологические требования к прокладываемой подземной коммуникации, строим траекторию для проходки горизонтальной скважины, определяя положение оптимального слоя по максимальному значению скорости. В зависимости от конфигурации построенной траектории горизонтальную скважину осуществляют управляемым пневмопробойником (при сложной конфигурации) или забивают трубу (при прямолинейном расположении оптимального слоя) открытым или закрытым торцом.

Пример. Необходимо выполнить горизонтальную скважину на участке длиной 60 м п од железнодорожным полотном. Производим прокол 3-х вертикальных скважин: в начале, в конце и в центре участка (см,фиг, 1). Устанавливает треногу 5 над местом первой вертикальной скважины а. Вывешиваем на канате 6 лебедки 7 пнев- мопробойник 1 (ИП4605А) с насадкой 2. Включает компрессор 4 и выводим его на постоянный режим подачи сжатого воздуха. Пробойник 1 начинает внедряться в грунт. С помощью секундомера фиксируем время проходки равных отрезков длиной 1 м, отмеченных на мерном канате 6. После забивки

пробойника 1 на глубину 8 м включает реверс и пробойник 1 с помощью лебедки 7 извлекаем на поверхность. Вычисляем среднюю скорость на каждом из участков пройденного пути и строим график зависимости средней скорости от глубины скважины (см.фиг.2). По графику определяем, что оптимальным для проходки слоем грунта является слой на глубине 5-5,5 м, где наблюда

ется максимальная скорость вертикальной проходки, равная 0,8 м/с-10 . Аналогично осуществляли проходку остальных скважин б и в и строили для них графики (фиг.1). Далее, соединив на графике точки с максимальными скоростями, получили оптимальную траекторию движения для образования скважины, по которой затем осуществляют образование горизонтальной скважины. Предлагаемый способ по сравнению с

прототипом позволит повысить надежность и скорость проходки горизонтальных скважин пневмопробойниками или забивки трубопровода с минимальными энергозатратами.

Формула изобретения

Способ образования горизонтальных скважин, согласно которому горизонтальную скважину формируют уплотнением грунта с помощью пнёвмопробойника, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности образования скважины, перед образованием горизонтальной скважины по всей длине трассы осуществляют зондирование грунта до максимальной проектной глубины заложения скважины образованием вертикальных скважин с помощью пнёвмопробойника с насадкой, при этой при образовании каждой вертикальной скважины измеряют скорость перемещения пнёвмопробойника на одинаковых по ее длине участках, затем для каждой вертикальной скважины строят график зависимости скорости перемещения пнёвмопробойника в грунте от ее глубины и

по максимальному значению скорости перемещения пнёвмопробойника в грунте опре- деляют глубину расположения оптимального слоя грунта для каждой вертикальной скважины, при этом формирование горизонтальной скважины осуществляют по оптимальному слою грунта.

- -

Сущность изобретения: способ, согласно которому перед образованием горизонтальной скважины по всей длине трассы осуществляют зондирование грунта до максимальной проектной глубины заложения скважины образованием вертикальных скважин с помощью пневмопробойника с насадкой. При образовании каждой вертикальной скважины измеряют скорость перемещения пневмопробойника на одинаковых по ее длине участках. Для каждой вертикальной скважины строят график зависимости скорости перемещения пневмопробойника в грунте от ее глубины и по максимальному значению скорости перемещения пневмопробойника в грунте определяют глубину расположения оптимального слоя грунта для каждой вертикальной скважины. Формирование горизонтальной скважины осуществляют по оптимальному слою грунта с помощью пневмопробойника. 2 ил. ел