Como é feito o assentamento de tubos sem valas: características do método + exemplo de trabalho

Na construção de novos oleodutos, bem como no reparo ou substituição de linhas de comunicação antigas, a colocação de tubos sem valas é ativamente utilizada.

Uma variedade de métodos permite escolher o método ideal, dependendo da complexidade do local ou da densidade do edifício.

Neste material falaremos detalhadamente sobre os métodos de colocação de dutos sem valas e suas características distintivas.

Vantagens e características do BPT

As vantagens óbvias da abertura de valas em relação à escavação são as seguintes:

• redução do tempo de trabalho;
• minimizar custos para restauração de comodidades;
• manter o funcionamento normal das instalações de infraestrutura;
• reduzindo o impacto em áreas ambientalmente sensíveis.

A escolha do método de colocação de dutos sem valas depende do diâmetro do poço necessário, das características da paisagem e do solo, do material dos tubos a serem colocados e da presença ou ausência de comunicações existentes.

Corpos de água naturais, infraestruturas aéreas e subterrâneas, espaços verdes e edifícios não são afetados se os trabalhos de construção de tubulações forem realizados usando um método sem valas.

As opções de implementação são muitas, mas entre elas podem ser distinguidos quatro métodos principais: reabilitação, punção e punção do solo, perfuração direcional horizontal.

Reconstrução e substituição da tubulação pelo método de saneamento

O método de reabilitação é utilizado nos casos em que o processo de auditoria revelou a necessidade de substituição total ou parcial da conduta existente.

Com a ajuda do saneamento, os seguintes problemas são efetivamente resolvidos:

• entupimento de trechos de dutos e formação de fissuras;
• destruição de ramos locais de comunicações pelas raízes das árvores;
• ameaça de ruptura do tubo devido à corrosão.

Dependendo do estado das comunicações e das tarefas atribuídas, recorrem à tecnologia de reembasamento ou renovação.

Tecnologia de reembasamento ou “pipe in pipe”

O relining é uma opção de reabilitação utilizada para tubulações nas quais é possível uma redução insignificante no diâmetro. Se a vida útil real dos tubos de metal se esgotar e houver preocupação de que eles continuarão a funcionar até a próxima descoberta, eles serão primeiro limpos de depósitos de cálcio, ferrugem e areia.

Um forro de polietileno é preparado em forma de manga, que primeiro é preenchido por dentro com uma composição polimérica distribuída uniformemente ao longo de todo o comprimento. Esta meia de polímero é endireitada dentro do tubo sob pressão de água ou ar, ao mesmo tempo que é virada do avesso para que a composição previamente aplicada fique adjacente às paredes do tubo.

Após a mangueira preencher todo o segmento da tubulação desgastada, o processo de polimerização é realizado sob a influência da temperatura. Como resultado, tanto a força das comunicações como o seu rendimento aumentam.

Outra tecnologia de rebasamento envolve a colocação de novos tubos de polipropileno de dentro dos antigos existentes. Desta forma, são substituídas tubulações de aço, cerâmica, cimento-amianto, ferro fundido, concreto e concreto armado com diâmetro de 200-315 mm.

O relining é uma forma rápida e econômica de atualizar uma tubulação e aumentar sua capacidade, apesar de uma ligeira diminuição no diâmetro interno dos tubos

Deve-se levar em conta que em locais Conexões de tubos de PVC forma-se uma costura de cerca de 15 mm, e a partir dela é necessário medir a folga entre o diâmetro interno do tubo antigo e a superfície externa do novo tubo.

Devido à baixa resistência hidráulica dos tubos de plástico, o rendimento não se deteriora mesmo com a diminuição do diâmetro.

Atualizando pipelines usando tecnologia de renovação

Outra opção de reabilitação é a renovação. Difere do relining por uma atitude muito menos suave em relação às comunicações existentes, que são destruídas e compactadas no solo, criando uma concha protetora para uma nova tubulação, que muitas vezes tem um diâmetro maior.

Quando a tecnologia de renovação é utilizada, segmentos desgastados do gasoduto antigo são destruídos e pressionados contra o solo, criando assim uma camada protetora adicional para novas comunicações.

Para esse assentamento de tubos sem valas, é necessário equipamento especializado - é utilizada uma máquina de impacto pneumática com cone expansor equipado com nervuras de corte. O vídeo abaixo do artigo mostra claramente como o cone lida com um tubo de aço de 6 mm.

O mecanismo de trabalho é fixado ao cabo de tração, após o qual são gradativamente fixados módulos feitos de tubos de PVC, cujo comprimento pode variar de 600 a 1000 mm, dependendo da largura do poço. A mangueira pneumática é conectada ao compressor e, em seguida, juntamente com um cabo de segurança, passa pelos módulos acoplados.

A entrada da tubulação que está sendo substituída é ampliada e nela é inserida uma máquina de impacto pneumática.Movendo-se pelas comunicações, ela as quebra, ao mesmo tempo que puxa o material colocado atrás dela.

Métodos de perfuração de solo

A punção do solo também é realizada em um número significativo de variações. Trata-se de tecnologia de microtúnel, uso de punções pneumáticas, perfuração direcional com trado, punção controlada e não controlada.

Cada um desses métodos de instalação sem valas é procurado e relevante dependendo da localização das comunicações.

Caso de tubo ou método de punção não guiada

Com este método, o tubo de revestimento é pressionado no solo e ao mesmo tempo é removido. Mais frequentemente, brocas são usadas para amostragem; menos frequentemente, ar comprimido e lavagem com água são usados.

A punção descontrolada é utilizada em qualquer tipo de solo, embora possam surgir dificuldades no caso de solos não coesos e na presença de pedras grandes, quando o revestimento é comprimido pelo solo ou o seu progresso está bloqueado.

Na fase de preparação da obra, o tubo de revestimento é colocado na cava de forma clara ao longo do eixo do furo. Devido a possíveis obstáculos, a trajetória do movimento pode ser ajustada por meio de dois tubos, um dos quais é selecionado com diâmetro maior que o necessário, e dentro dele é colocada uma série de tubos com o diâmetro necessário.

O tubo externo funciona como uma espécie de caixa e protege a tubulação de trabalho, o que é importante nos casos em que a instalação é realizada sob trilhos de trem ou bonde, bem como sob rodovias com cargas pesadas.

Uma das instalações mais comuns para colocação sem valas de tubos de pequeno diâmetro. As vantagens da instalação são compactação e facilidade de transporte.

A diferença de diâmetro é geralmente de 150-250 mm, e a distância entre tubos está sujeita a aterro - preenchimento com argamassa de cimento-areia.Isso reduz a pressão do solo no tubo de trabalho, reduz a carga de transporte sobre ele e também fornece proteção contra a influência de outras comunicações localizadas nas proximidades.

O comprimento dos segmentos de tubo de revestimento varia de 3 a 12 metros; Durante o processo de assentamento eles são soldados sequencialmente.

Diferenças entre punções controladas

Este método difere da punção descontrolada pelo uso adicional de chicotes - placas de aço fixadas na parte frontal da carcaça. Eles são levantados por meio de cilindros hidráulicos, corrigindo assim o sentido do furo.

A instalação de punção de solo controlada UPGK-40U pode ser utilizada em poços com diâmetro de até um metro e tampa de bueiro de até 600 mm

Em ambos os casos, é utilizada uma solução de bentonita para reduzir o atrito, que é bombeada após a colocação da tubulação e pode ser reutilizada após a filtração.

Você pode ler mais sobre a tecnologia de colocação de tubos pelo método de punção em este material.

Usando punções pneumáticas em solos densos

Usar punções pneumáticas para perfurar o solo é o método mais barato, rápido e eficaz, devido à precisão relativamente alta da escavação sem valas.

Este método dispensa a fabricação de batentes adicionais para macacos hidráulicos, utiliza equipamentos pequenos e fáceis de transportar e impõe requisitos mínimos para a preparação do canteiro de obras.

Um punção pneumático desta potência é utilizado para fazer furos com diâmetro de 155 mm sem expansor a 245 mm, desde que seja utilizado expansor

Devido ao ar comprimido, é desenvolvida energia de impacto suficiente, sob a influência da qual um tubo de aço aberto de até 80 metros de comprimento é cravado em solos de alta resistência.A velocidade média de assentamento é de 15 metros por hora. Após a instalação, os tubos são limpos de sujeira com água e ar comprimido. Tubos de grande diâmetro são limpos manualmente.

Vantagens da tecnologia de microtúnel

O processo de microtúnel é totalmente automatizado. O revestimento e os tubos de trabalho são feitos não apenas de aço, mas também de cerâmica, fibra de vidro, ferro fundido e concreto armado. A distância média de condução sem reinstalar a estação de elevação é de 100 a 250 metros.

Os sistemas de perfuração de microtúneis permitem colocar caixas de aço e concreto armado com diâmetro de até 1700 mm em solos contendo pedregulhos e inclusões rochosas

A faixa de distância varia dependendo do tipo de solo, da potência da estrutura de punção com a qual o complexo de microtúneis está equipado, bem como do material dos tubos utilizados - dependendo de quanta força de compressão o tubo pode suportar.

Uso de unidades de perfuração com sem-fim direcional

O uso de instalações de trado é uma alternativa barata ao microtúnel. Tais instalações permitem a colocação de tubos de revestimento com alta precisão e respeitando a inclinação do projeto, importante para as comunicações por gravidade.

Areia movediça e grandes inclusões de solo sólido podem limitar o uso. A distância de condução geralmente não excede 80 metros.

O comprimento máximo do poço antes da reinstalação do equipamento trado é de cerca de 80 metros. O alcance também depende da resistência do invólucro

A utilização de brocas de eixo oco permite que a perfuração seja realizada sem desenvolver um poço de recepção.

Método de perfuração direcional horizontal

Talvez este seja o método mais caro de todos os existentes no assentamento de tubos sem valas, mas também o de mais alta tecnologia.

O HDD é utilizado não apenas quando é necessário perfurar longas distâncias e colocar tubos de grande diâmetro, mas também nos casos em que é necessário colocar um pequeno trecho de uma tubulação de pequeno diâmetro nas proximidades de propriedades privadas ou objetos de valor cultural.

O processo utiliza fluido de perfuração, que reduz o atrito ao puxar uma série de tubos, mantém o solo desenvolvido em estado suspenso para evitar a compressão do material colocado, resfria e lubrifica o equipamento e carrega o solo desenvolvido até a superfície.

O fluido de perfuração é preparado diluindo a bentonita em água - um mineral natural com um complexo de aditivos especiais. A suspensão resultante evita o colapso dos canais e elimina a necessidade de bombeamento parcial ou total das águas subterrâneas, pois é capaz de desempenhar suas funções mesmo em solos permeáveis.

A perfuração direcional horizontal em solos saturados de água requer controle preciso da pressão e vazão do fluido de perfuração, bem como o uso de aditivos especiais em seu preparo.

Como a água para o preparo da solução é retirada de corpos d'água localizados nas imediações, é necessário levar em consideração a presença de sais minerais e o pH das águas subterrâneas, pois esses parâmetros podem afetar a estabilidade da suspensão. Esta abordagem evita a erosão descontrolada.

A execução do trabalho no HDD pode ser dividida em várias etapas:

• planejamento de trajetória de perfuração;
• preparação do canteiro de obras;
• execução de poço piloto;
• estágio de expansão do poço;
• tração reversa;
• restauração do território.

Vamos considerar cada ponto do plano.

Etapa de planejamento e cálculo da trajetória do poço

Antes de iniciar a perfuração é necessário calcular e planejar a trajetória do poço.

Leve em consideração não só a extensão e profundidade do caminho, mas também possíveis obstáculos, como:

• compactação, porosidade e pegajosidade do solo;
• teor de umidade e nível do lençol freático;
• a presença de grandes pedras e rochas;
• estruturas subterrâneas adjacentes à zona de perfuração.

Possíveis riscos são identificados e notificações são enviadas aos serviços de emergência e à Polícia Rodoviária.

Mesmo ao estabelecer comunicações em curtas distâncias, é necessário calcular com precisão a trajetória do poço, e também levar em consideração possíveis riscos

É traçado um desenho da trajetória de perfuração ou feitas marcações diretamente na superfície do território. Uma abordagem de engenharia séria leva em consideração os ângulos de entrada e saída da broca, bem como os raios de curvatura mínimos permitidos da coluna de hastes.

A maior carga na instalação ocorre durante a expansão simultânea do poço piloto e colocação da tubulação, portanto os cálculos são realizados ajustados à potência do equipamento.

Organização de um local de perfuração direcional horizontal

O complexo HDD é entregue no local, descarregado e exibido no local de trabalho. É necessário verificar o ângulo de inclinação da moldura de perfuração e ancorar a instalação.

Sem essa fixação, a própria furadeira, seu acionamento e a estrutura da furadeira se desgastam mais rapidamente, portanto não se deve descuidar da fixação. Em seguida, você deve testar o misturador da suspensão e dos motores de instalação e certificar-se de que a conexão das mangueiras do sistema hidráulico está estável.

Execução de poço piloto

A perfuração piloto consiste em percorrer toda a extensão da trajetória de um poço com diâmetro pequeno, suficiente para puxar uma série de hastes.O primeiro segmento é carregado na haste guia, a conexão roscada é generosamente lubrificada e conectada à cabeça de perfuração - um dispositivo que consiste em um transmissor do sistema de localização, a própria lâmina de perfuração e um filtro de alimentação de suspensão.

Em seguida, a solução de bentonita é fornecida e a pressão é ajustada para garantir que a suspensão passe pelas mangueiras até a haste de perfuração, entre no cano, filtro e bicos da cabeça de perfuração e saia com a pressão necessária.

O operador da instalação faz um furo de entrada perpendicular à superfície do solo em relação ao eixo longitudinal da cabeça de perfuração, após o qual perfura, aumentando sucessivamente o cordão de hastes.

Uma pequena equipe de operadores, intervenção mínima no cenário existente, alta velocidade de construção de dutos - fortes argumentos a favor do HDD

O operador do sistema de localização marca posições de perfuração, profundidades e ângulos, verifica a trajetória planejada e traça a trajetória real se for necessária reorientação. Assim que a cabeça de perfuração aparecer no ponto de saída, a perfuração piloto estará concluída.

Etapas de expansão de poço e construção de túneis

No processo de perfuração piloto, forma-se um poço com largura de 75-100 mm, o que é suficiente para estabelecer comunicações de pequeno diâmetro. Se o diâmetro do poço for mais estreito do que o necessário, um alargador é puxado na direção oposta.

Freqüentemente, esse estágio é combinado com a colocação de comunicações e, em seguida, um suporte giratório é instalado atrás do expansor rotativo para que o material colocado não torça.

Em alguns casos, levando em consideração as forças necessárias para o aperto, o poço é ampliado separadamente para que o tamanho do túnel garanta a colocação de material com o diâmetro necessário.

A tração reversa também é realizada com fornecimento de fluido de perfuração para reduzir o atrito do material contra as paredes do poço. À medida que o fio é apertado ao comprimento da haste, o operador do HDD desliga o fornecimento de suspensão, interrompe a rotação e desconecta a haste, após o que retoma a operação da instalação.

O procedimento é repetido até que o expansor apareça na entrada do poço.

Conclusão da obra e restauro do paisagismo

Após a conclusão da instalação da tubulação sem valas, o motor de instalação é desligado, a linha de comunicação estabelecida é desconectada e os conectores, o suporte giratório e o filtro são removidos.

Todos os dispositivos são limpos de sujeira e tratados com lubrificante à prova d'água. O restante da suspensão é bombeado, a fossa é preenchida e, se possível, a paisagem natural ou próxima da natural é restaurada.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Perfurar um poço com meios improvisados ​​em terreno privado:

Vídeo sobre como usar o método de reembasamento:

O princípio da renovação é a destruição de um tubo de aço:

Instruções passo a passo para usar uma instalação de HDD compacta:

O uso de um método sem valas para estabelecer comunicações envolve o uso de equipamentos especiais e certos dispositivos. Porém, em distâncias curtas, você pode perfurar um poço com um diâmetro de 50-100 mm, tendo à mão aparelhos elétricos comuns. O principal é fazer os cálculos corretamente.

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