- Beneficios y características de BPT
- Reconstrucción y reposición del método de rehabilitación del oleoducto.
- Métodos de punzonado
- Método de perforación direccional horizontal
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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En la construcción de nuevas tuberías, así como en la reparación o reemplazo de líneas de comunicaciones antiguas, se utiliza activamente la colocación de tuberías sin zanjas.
Una variedad de métodos le permite elegir la mejor manera, dependiendo de la complejidad del sitio o la densidad del edificio.
En este material describiremos en detalle los métodos de colocación de tuberías sin zanjas y sus características distintivas.
Beneficios y características de BPT
Las ventajas obvias en comparación con la excavación al cavar zanjas son los siguientes aspectos:
- reducción de los términos de trabajo;
- minimización de costos por restauración de logro;
- preservación de las instalaciones de infraestructura en el modo normal;
- Reduciendo el impacto en áreas ambientalmente sensibles.
La elección del método de colocación sin zanjas de la tubería depende del diámetro del pozo requerido, las características del paisaje y el suelo, el material de la tubería que se está colocando, la presencia o ausencia de comunicaciones efectivas.
Los cuerpos de agua natural, la infraestructura superficial y subterránea, los espacios verdes y los edificios no se ven afectados si los trabajos de construcción de tuberías se llevan a cabo utilizando el método sin zanjas.
Hay muchas opciones de implementación, pero entre ellas hay cuatro métodos principales: sanación, perforación y perforación del suelo, perforación direccional horizontal.
Reconstrucción y reposición del método de rehabilitación del oleoducto.
El método de rehabilitación se aplica en los casos en que durante el proceso de auditoría se reveló la necesidad de un reemplazo total o parcial de la tubería existente.
Con la ayuda de la rehabilitación, los siguientes problemas se resuelven de manera efectiva:
- obstrucción de las secciones de la tubería y la formación de grietas;
- destrucción de ramas locales de comunicaciones por raíces de árboles;
- Riesgo de roturas de la tubería por corrosión.
Dependiendo del estado de las comunicaciones y de las tareas asignadas, recurren a la tecnología de revestimiento o renovación.
Revestimiento de tecnología o “pipe in pipe”
Revestimiento es una opción de rehabilitación utilizada para tuberías donde es posible una reducción insignificante en el diámetro. Si la vida útil real de las tuberías de metal se agota y existe la preocupación de que estén funcionando antes del siguiente avance, entonces se limpiarán de manera preliminar los depósitos de calcio, óxido y arena.
Se prepara un revestimiento de polietileno, que tiene la forma de un manguito, que se llena preliminarmente desde el interior con una composición polimérica distribuida uniformemente en toda la longitud. Esta media de polímero bajo la presión del agua o el aire se endereza dentro de la tubería, mientras la voltea para que la composición aplicada anteriormente se adhiera a las paredes de la tubería.
Una vez que el manguito ha llenado todo el segmento de la tubería desgastada, el proceso de polimerización se lleva a cabo bajo la influencia de la temperatura. Como resultado, tanto la fuerza de las comunicaciones como su rendimiento aumentan.
Otra tecnología de revestimiento implica la colocación de nuevos tubos de polipropileno desde el interior de los antiguos. De esta manera, se reemplazan las tuberías de acero, cerámica, asbesto-cemento, hierro fundido, concreto y concreto reforzado con un diámetro de 200-315 mm.
El revestimiento es una forma rápida y económica de actualizar la tubería y aumentar su capacidad, a pesar de una ligera disminución en el diámetro interno de la tubería.
Al mismo tiempo, es necesario tener en cuenta que en las uniones de las tuberías de PVC se forma una costura de unos 15 mm, y es necesario medir el espacio entre el diámetro interior de la tubería antigua y la superficie exterior de la nueva.
Debido a la baja resistencia hidráulica de los tubos de plástico, el rendimiento no se deteriora incluso con un diámetro decreciente.
Renovación de tuberías por tecnología de renovación.
Otra opción para la rehabilitación es la renovación. Difiere de la reclinación por una actitud mucho menos suave hacia las comunicaciones existentes, que se destruyen y compactan en el suelo, creando una cubierta protectora para la nueva tubería, que a menudo es de un diámetro mayor.
Cuando se utiliza la tecnología de renovación, los segmentos desgastados de la tubería antigua se destruyen y se presionan contra el suelo, creando así una cubierta protectora adicional para las nuevas comunicaciones.
Para tal tendido de tuberías sin zanjas, se necesita equipo especializado: se utiliza una máquina neumática de impacto con un extensor de cono equipado con nervaduras de corte. El video debajo del artículo muestra claramente cómo un cono maneja una tubería de acero de 6 mm.
El mecanismo de trabajo se fija al cable de tracción, después de lo cual los módulos de tuberías de PVC, cuya longitud puede variar de 600 a 1000 mm, se conectan en etapas, dependiendo del ancho del pozo. La manguera neumática está conectada al compresor y luego pasa junto con el cable de seguridad a través de los módulos adjuntos.
La entrada a la tubería reemplazada se extiende y la máquina neumática de impacto se introduce en ella. Moviéndose a través de las comunicaciones, las rompe, al mismo tiempo que tira del material de colocación detrás de ella.
Métodos de punzonado
El punzonado también se realiza con un número significativo de variaciones. Se trata de una tecnología de microtunnelling, el uso de punzones neumáticos, perforación con barrena direccional, punción controlada y no controlada.
Cada uno de estos métodos de colocación sin zanjas es exigido y relevante según la ubicación de las comunicaciones.
Caso de tubería o método de punción no administrada
En este método, la tubería de revestimiento se aplasta en el suelo, mientras que al mismo tiempo se muestrea. Los tornillos se usan más a menudo para el muestreo, y con menos frecuencia, aire comprimido y lavado con agua.
Se utiliza una perforación no controlada en cualquier tipo de suelo, aunque puede haber dificultades en el caso de los suelos no cohesivos y en la presencia de piedras grandes, cuando la cubierta está comprimida por el suelo o su progreso está bloqueado.
En la etapa preparatoria, la carcasa se coloca en el pozo claramente a lo largo del eje de la punción. Debido a los posibles obstáculos, la trayectoria del movimiento se puede corregir utilizando dos tubos, uno de los cuales se selecciona con un diámetro más grande que el requerido, y se coloca una pestaña de tubos del diámetro deseado en su interior.
La tubería exterior sirve como un tipo de caja y protege la tubería de trabajo, lo cual es importante en los casos en que la instalación se realiza bajo líneas de ferrocarril o tranvía, así como en tráfico pesado.
Una de las instalaciones más comunes para el revestimiento sin zanjas de tuberías de pequeño diámetro. Ventajas de la instalación: compacidad y facilidad de transporte.
La diferencia de diámetro suele ser de 150-250 mm, y la distancia anular se debe empacar, rellenar con mortero de cemento y arena. Esto reduce la presión del suelo en el tubo de trabajo, reduce la carga sobre él durante el transporte y también proporciona protección contra los efectos de otras comunicaciones cercanas.
La longitud de los segmentos de la carcasa varía de 3 a 12 metros; En el proceso de colocación se sueldan sucesivamente.
Diferencias de punción gestionadas.
Este método difiere de la punción no controlada por el uso adicional de desviadores: placas de acero fijadas en la parte frontal de la carcasa. Se elevan utilizando cilindros hidráulicos, corrigiendo así la dirección de la punción.
La instalación de una perforación controlada de un suelo de UPGK-40U se puede aplicar en pozos con un diámetro de hasta un metro con una tapa de la escotilla de hasta 600 mm.
En ambos casos, se utiliza una solución de bentonita para reducir la fricción, la cual, después de colocar la tubería, se bombea y se puede reutilizar después de la filtración.
Se puede encontrar más información sobre la tecnología de colocación de tubos por punción en este material.
Implicación de punzones neumáticos en suelos densos.
El uso de punzones neumáticos para la perforación del suelo es la forma más económica, rápida y eficiente, debido a la precisión relativamente alta de la penetración sin zanjas.
Este método no requiere la fabricación de paradas adicionales para los gatos hidráulicos, utiliza un equipo pequeño y fácil de transportar, con requisitos mínimos para la preparación del sitio de construcción.
El punzón neumático de tal potencia se utiliza para perforar pozos con un diámetro de 155 mm sin escariador hasta 245 mm con la condición de usar escariador
Debido al aire comprimido, se desarrolla suficiente energía de impacto, bajo la influencia de la cual se conecta una tubería de acero abierta con una longitud de hasta 80 metros en suelos de alta resistencia. La velocidad media de colocación al mismo tiempo es de 15 metros por hora. Después de colocar la tubería se limpia el suelo con agua y aire comprimido. Los tubos de gran diámetro se limpian a mano.
Ventajas de la tecnología de microtunnelling.
El proceso de microtunneling es totalmente automatizado. Las tuberías de revestimiento y de trabajo no solo están hechas de acero, sino también de cerámica, fibra de vidrio, hierro fundido y concreto reforzado. La distancia promedio de penetración sin reinstalar la estación de elevación es de 100 a 250 metros.
Los complejos de microtuneado permiten colocar cajas de acero y concreto reforzado con un diámetro de hasta 1700 mm en suelos que contienen cantos rodados e inclusiones de roca.
La distancia varía según el tipo de suelo, la potencia del marco de empuje con el que está equipado el complejo de microtúnel, así como el material de los tubos utilizados, dependiendo de la fuerza de compresión que el tubo pueda soportar.
Uso de taladradoras direccionales.
El uso de taladradoras de barrena es una alternativa barata a la microtunización. Dichas instalaciones permiten colocar la carcasa con gran precisión y conformidad con la pendiente de diseño, lo que es importante para las comunicaciones por gravedad.
Las restricciones en la aplicación pueden ser arenas movedizas y grandes inclusiones sólidas de suelo. La distancia de conducción no suele superar los 80 metros.
La longitud máxima del pozo antes de reinstalar el equipo del sinfín es de unos 80 metros. La gama también depende de la resistencia de la carcasa.
El uso de tornillos con un eje hueco permite la perforación sin el desarrollo de un pozo de recepción.
Método de perforación direccional horizontal
Quizás este es el método más costoso de todos los existentes en la colocación de tuberías sin zanjas, pero también el más avanzado.
Se recurre a los discos duros no solo si es necesario perforar largas distancias y colocar tuberías de gran diámetro, sino también en los casos en que es necesario colocar un pequeño segmento de una tubería con un diámetro pequeño cerca de propiedades privadas u objetos de valor cultural.
El proceso utiliza un fluido de perforación, que reduce la fricción al dibujar tuberías a través de la tubería, manteniendo el suelo desarrollado en suspensión para evitar la compresión del material tendido, los equipos de refrigeración y lubricación, y el transporte del suelo desarrollado a la superficie.
El lodo de perforación se prepara diluyendo bentonita con agua, un mineral natural con un complejo de aditivos especiales. La suspensión resultante evita el colapso de los canales, elimina la necesidad de bombeo parcial o completo del agua subterránea, ya que puede realizar sus funciones incluso en suelos permeables.
La perforación direccional horizontal en suelos saturados de agua requiere un control preciso de la presión y el flujo del lodo de perforación, así como el uso de aditivos especiales en su preparación.
Dado que el agua para la preparación de la solución se toma de cuerpos de agua ubicados en las inmediaciones, es necesario tener en cuenta la presencia de sales minerales y el pH del agua subterránea, ya que estos parámetros pueden afectar la estabilidad de la suspensión. Este enfoque evita la erosión incontrolada.
El trabajo de HDD se puede dividir en varias etapas:
- planificación de la trayectoria de perforación;
- preparación del sitio;
- Ejecución del pozo piloto;
- etapa de expansión bien;
- tirar hacia atrás
- Restauración del territorio.
Considere cada elemento del plan.
Etapa de planificación y cálculo de la trayectoria del pozo.
Antes de la perforación, se requiere calcular y planificar la trayectoria del pozo.
Tenga en cuenta no solo la longitud y la profundidad del camino, sino también los posibles obstáculos, como:
- compactabilidad del suelo, su porosidad y pegajosidad;
- contenido de humedad y nivel de agua subterránea;
- la presencia de grandes piedras y rocas;
- Estructuras subsuperficiales adyacentes a la zona de perforación.
Se determinan los posibles riesgos y se envían notificaciones a los servicios de emergencia y al departamento de policía de tránsito.
Incluso cuando se realizan comunicaciones a corta distancia, es necesario calcular con precisión la trayectoria del pozo, así como tener en cuenta los posibles riesgos.
Se dibuja un dibujo de la trayectoria de perforación o el marcado se realiza directamente en la superficie del territorio. Con un enfoque de ingeniería serio, se tienen en cuenta los ángulos de entrada y salida de la broca, así como los radios de curvatura mínimos permitidos de las varillas.
La mayor carga en la instalación se produce con la expansión simultánea del pozo piloto y el tendido de la tubería, por lo que los cálculos se realizan ajustados para la capacidad del equipo.
Organización de la ubicación de la perforación direccional horizontal.
El complejo de HDD se entrega en el sitio, se descarga y se exhibe en el sitio de trabajo. Es necesario alinear el ángulo de inclinación del marco de perforación y anclar la instalación.
Sin un accesorio de este tipo, el taladro, su accionamiento y el marco de perforación se desgastarán más rápido, por lo que no debe descuidar la fijación. Luego, es necesario realizar un arranque de prueba de la mezcladora para la suspensión y los motores de la instalación, para asegurarse de que las conexiones de la manguera hidráulica sean estables.
Ejecución de pozo piloto
La perforación piloto es el paso de toda la longitud de la trayectoria de un pozo con un diámetro pequeño, suficiente para tirar de la barra de varillas. El primer segmento se carga en la varilla guía, la conexión roscada está lubricada abundantemente y conectada a la cabeza de perforación, un dispositivo que consiste en un transmisor del sistema de ubicación, la propia hoja de perforación, así como un filtro de suministro de suspensión.
Luego se suministra solución de bentonita y se ajusta la presión para asegurar que la suspensión pase a través de las mangueras hacia la barra de perforación, ingrese al barril, el filtro y las boquillas de la cabeza de perforación y luego salga con la cabeza necesaria.
El operador de la instalación realiza una entrada perpendicular a la superficie del suelo en relación con el eje longitudinal de la cabeza de perforación, y luego realiza la perforación, aumentando constantemente la barra de varillas.
Un pequeño equipo de operadores, un mínimo de interferencia en el paisaje existente, la alta velocidad de construcción de tuberías son argumentos de peso a favor de HDD
El operador del sistema de ubicación marca las posiciones, la profundidad y el ángulo de perforación, se compara con la trayectoria planificada y coloca la trayectoria real en el plan si se requiere una reorientación. Después de que la cabeza de perforación aparece en el punto de salida, se completa la perforación piloto.
Etapas de expansión de pozos y tendido de túneles.
En el proceso de perforación piloto, se forma un pozo de 75–100 mm de ancho, que es suficiente cuando se establecen comunicaciones de pequeño diámetro. Si el diámetro del pozo es más estrecho de lo que se requiere, entonces se tira de un borde de expansión en la dirección opuesta.
A menudo, esta etapa se combina con la instalación del equipo de comunicaciones, luego se instala un pivote detrás del expansor giratorio para que el material apilado no se tuerza.
En algunos casos, teniendo en cuenta el esfuerzo requerido para apretar, el pozo se expande en la medida en que el tamaño del túnel permite la colocación del material del diámetro deseado.
La tracción inversa también se realiza con el suministro de fluido de perforación para reducir la fricción del material contra las paredes del pozo. A medida que la varilla se aprieta a la longitud de la varilla, el operador de la unidad de disco duro apaga la suspensión, detiene la rotación y desconecta la varilla, y luego reanuda la instalación.
El procedimiento se repite hasta que aparece el expansor desde la entrada del pozo.
Terminación y re-paisajismo.
Una vez completada la colocación de la tubería sin zanjas, se apaga el motor de instalación, se desconecta el látigo de comunicaciones tendido, se retiran los conectores, el pivote y el filtro.
Todos los dispositivos son limpiados de tierra, tratados con grasa impermeable. El resto de la suspensión se bombea, el pozo se llena y, si es posible, se restaura el paisaje natural o cercano al natural.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Perforando bien con herramientas improvisadas en una parcela privada:
Video sobre la aplicación del método de tiempo:
El principio de renovación - la destrucción de la tubería de acero:
Instrucciones paso a paso sobre el uso de una instalación compacta de HDD:
El uso del método sin zanjas para establecer comunicaciones implica el uso de equipos especiales y ciertos dispositivos. Sin embargo, para distancias cortas, puede perforar un orificio con un diámetro de 50-100 mm, teniendo a mano los aparatos eléctricos habituales. Главное - правильно произвести расчёты.
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