Журнал РОБТ №3 (апрель 2011) "Шнековое бурение: возможности и перспективы". Интервью главного редактора журнала «РОБТ» с коммерческим директором ООО «Капстройтраст» Л.Г. Прокубовским

1. Шнековое бурение:
возможности
и перспективы
Интервью главного редактора журнала «РОБТ» с коммерческим
директором ООО «Капстройтраст» Л.Г. Прокубовским
Лев Григорьевич, сегодня тех- Тогда давайте поговорим о тех- технологии горизонтального шне-
нология прокладки трубопрово- нологических преимуществах, кового бурения при бестраншейной
дов с использованием шнековых особенностях шнекового бурения, прокладке трубопроводов различ-
буровых машин является одной из которые, собственно говоря, обе- ного назначения. Пользуясь случа-
самых востребованных в общем спечивают сегодняшний спрос дан- ем, хотелось бы уточнить основные
перечне применяемых бестран- ного метода прокладки подземных рабочие параметры шнековых ма-
шейных технологий. В чем се- коммуникаций. шин на примере опыта эксплуата-
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ПРАКТИКА
крет? Таких особенностей несколько: ции продукции фирмы Barbco. Да-
Думаю, что востребованность тех- относительно низкая себестоимость, вайте начнем с величины диаметра
нологии шнекового горизонтального простота и надежность, возможность используемых труб.
бурения, впрочем, как и большинства работы с трубами практически любых Безусловно, величина диаметра
бестраншейных технологий прокладки диаметров, включая большие и сверх- продавливаемых в грунт труб при гори-
трубопроводов, обусловлена оживле- большие, проведение работ без про- зонтальном шнековом бурении являет-
нием ( началом или продолжением) садок земной поверхности… ся одной из основных характеристик
реализации инфраструктурных проек- Сегодня приходится слышать возможностей технологии, которая
тов. различные мнения о возможностях определяет как планируемые технико-
экономические показатели, так и об-
ласть применения метода в целом.
Судите сами, чем шире диапазон
диаметров используемых в работе
труб, тем больше сегментов подзем-
ной инфраструктуры будет потенци-
ально охвачено для внедрения техно-
логии шнекового бурения.
Например, речь можно вести как
о проколах футляров из труб неболь-
шого диаметра при газификации на-
селенных пунктов, так и сооружении
переходов магистральных газопрово-
дов большого диаметра под действу-
ющими преградами.
Сказанное в полной мере относит-
ся к системам самотечной канализа-
РОБТ №3 апрель 2011
ции, нефтепроводам, водопропуск-
ным сооружениям и т.д.
Заканчивая разговор о диаметрах
трубопроводов, прокладываемых с
применением технологии шнекового
горизонтального бурения, отмечу, что
именно значение диаметра труб опре-
Продавливание стального футляра диаметром 1720 мм в Ярославской области маши- деляет технические характеристики
ной Barbco МНС 68 – 72 бурошнековой машины.
26

2. О каких параметрах машин идет сонала – за счет использования бло- Возвращаясь к диапазону диа-
речь? кирующих и предохранительных эле- метров прокладываемых труб: что
В первую очередь о силовых: уси- ментов, рационального расположения сегодня представляет модельный
лии продавливания и крутящем мо- рабочего места оператора. ряд бурошнековых машин фирмы
менте. Чем объясняется стремление Barbco?
Очевидно, что с увеличением ра- конструкторов фирмы Barbco «впи- На сегодняшний день модельный ряд
бочего диаметра трубы значения этих сать» конструкцию машины в мини- машин фирмы Barbco удовлетворяет по-
параметров возрастают и во многом мально возможные габариты? требности строительных организаций
определяют другие, не менее важные, Думаю, причин несколько. Основ- практически во всем диапазоне диаме-
пункты технической характеристики ные – комфортная транспортировка тров прокладываемых стальных труб.
машины: габариты и безопасную экс- машины и приемлемые габариты ра- В сегменте продавливания труб
плуатацию, которые тесно взаимосвя- бочего котлована. большого диаметра с применением
заны.
Важно отметить, что именно при
переходе к созданию мощных устано-
вок горизонтального шнекового буре-
ния имеют место отличия в подходах
фирмы Barbco от других производите-
лей.
Можно здесь остановиться не-
много подробнее?
При продавливании труб машина
развивает очень высокое значение
крутящего момента. Здесь главной
задачей конструкторов становится
обеспечение устойчивости машины и
ее безопасной для рабочего персона-
ла эксплуатации. Компания Barbco, в
отличие от других производителей, не
идет на увеличение габаритов маши-
ны, обеспечивая устойчивость за счет
других конструктивных инноваций, а
безопасность обслуживающего пер-
ООО «КАПСТРОЙТРАСТ»
11
5
4
6 10
3 8
2 7
9
1
12 13 14 15 16 17 18
РОБТ №3 апрель 2011
Тоннелепроходческая приставка
вверху: задавливание приставки в рабочем котловане
внизу: технологическая схема применения приставки:
1 – режущий орган; 2 – коробка передач; 3 – система контроля направления ; 4 – направляющие цилиндры; 5 – вал; 6 – мотор-
редуктор; 7 – транспортная труба со шнеком внутри; 8 – толкающий упор; 9 – шнековая буровая машина; 10 – бентонитовый насос;
11 – выносной генератор; 12 – оператор; 13 – передний упор; 14 – панель управления; 15 – металлическая оболочка; 16 – направ-
ляющие; 17 – основание; 18 – задний упор;
27

3. мощных машин компания Barbco яв- Усилие передается машиной через проблема обеспечения точности и
ляется признанным мировым лиде- став проталкиваемых труб, управле- управления траекторией прокола
ром. ние рабочим органом осуществляется при шнековом бурении?
В качестве подтверждения моих 4-мя цилиндрами, работающими в на- Я бы не сказал, что этот вопрос яв-
слов можно привести пример созда- правлении «вперед-назад». ляется нерешенным на сегодняшний
ния в прошлом году сверхмощных Разработанный грунт транспорти- день в практике шнекового бурения.
машин, позволяющих осуществлять руется из забойной зоны в рабочий Здесь важно отдавать отчет в том «ка-
прокол труб диаметром 2,2 м. котлован с помощью шнеков неболь- кая точность требуется в проекте», и
Так называемый класс машин шого диаметра, помещенных в защит- «какими средствами она может быть
Barbco Extreme! ную трубу-кожух, расположенную в достигнута».
Для убедительности, не оста- лотковой части. Так, в диапазоне возможных диа-
навливаясь подробно на наличии в Конструкция тоннелепроходческой метров используемых труб можно
конструкции таких установок нового приставки проста и надежна, она име- выделить две группы: первая – диа-
мощного двигателя Caterpillar мощ- ет еще одно весомое преимущество метром менее 1000 мм, вторая – диа-
ностью 350 кВт и 4-х 12-ти дюймовых по сравнению с «классической» тех- метр более 1000 мм.
рабочих гидроцилиндров, приведу нологией шнекового горизонтально- На практике вторая группа пред-
основные параметры технической ха- го бурения. Это – компактность при ставлена толстостенными стальны-
рактеристики: максимальное усилие транспортировке. Дело в то что на- ми трубами большого диаметра. Их
продавливания – 1200 т; максималь- личие шнеков небольшого диаметра соединение (стыковка) в трубопровод
ный крутящий момент – 405 Н.м! Это позволяет обойтись использованием (футляр) в процессе работы не сни-
гигантское значение крутящего мо- 2-х транспортных контейнеров, вме- жает общей жесткости конструкции:
мента! Оно может служить иллюстра- сто 4-5, необходимых для перевозки добиться изгиба труб практически не-
цией к одному из предыдущих моих «больших» шнеков, занимающих до- возможно даже при наличии препят-
ответов на Ваш вопрос. статочно много места. ствий.
Если говорить о мощности уста- А как быть с точностью продав- По сути, если выдержано заданное
новок шнекового бурения, чем се- ливания труб? Имеются ли здесь направление в ходе монтажа рамы
годня располагает российский ры- определенные нюансы при шнеко- основания машины в рабочем котло-
нок? вом бурении? ване и обеспечен должный контроль
В прошлом году ООО «Капстрой- Насколько мне известно, ча- направления первой трубы, дальней-
траст» поставило установку Barbco стой темой для дискуссии является шие отклонения минимальны.
68-72 для проектов ОАО «Краснодар-
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ПРАКТИКА
газстрой» (структурное подразделе-
ние ОАО «Газстроймонтаж»).
К настоящему времени она явля-
ется самой мощной в России и позво-
ляет продавливать трубы диаметром
до 1720 мм.
За год эксплуатации машиной был
успешно выполнен ряд сложных про-
ектов в Средней полосе РФ.
Предлагаю перейти к обсужде-
нию максимальной протяженности
трассы прокола. Имеются ли здесь
определенные технологические ре-
шения у фирмы Barbco?
Общепринятой «границей» протя-
женности трассы проколов при исполь-
зовании технологии горизонтального
шнекового бурения в «классическом
виде» является значение 70-80 м, в
отдельных случаях – до 100 м.
В любом случае эта цифра уточ-
няется для конкретных инженерных и
горно-геологических условий проекта.
Неужели, сто метров – предел и
«за флажки» нельзя ни при каких
обстоятельствах?
РОБТ №3 апрель 2011
Рабочую длину прокола можно
увеличить, но для этого потребуется
определенная трансформация самой
технологии – использование тоннеле-
проходческой приставки.
Вкратце, она представляет голов-
ную часть проталкиваемого трубопро- Система PATHFINDER
вода, соответствующую диаметру ис- вверху слева: пилотная буровая головка; вверху справа: светодиодная мишень;
пользуемых труб. внизу: система в сборе
28

4. При работе с трубами диаметром необходимые параметры выводятся включая все возможные их сочетания.
менее 1000 мм процесс идет значи- на дисплей. По окончании пилотного Здесь важно правильно подобрать
тельно сложнее… Достижение тре- бурения система Pathfider демонти- режущий инструмент. Кстати, фир-
буемой точности становится более руется и начинается задавливание ма Barbco постоянно совершенствует
трудоемким. основных труб. При этом пилотная свои разработки в этом направлении,
Допустим, что высокой точно- скважина используется в роли на- позволяя своим клиентам эффективно
сти сооружения прокола проектом правляющей, исключает отклонения работать практически во всех типах
не предусмотрено. Что достаточно как в плане, так и в профиле. грунтов.
предпринять в этом случае? По мере сооружения прокола пи- В заключение хотелось бы
Такая ситуация на практике встре- лотные штанги выдавливаются в при- узнать о достигнутых успехах в про-
чается довольно часто. Например, не емный котлован и последовательно движении продукции фирмы Barbco
требуется высокой точности при про- демонтируются. на российском рынке и ближайшие
кладке футляров для газопроводов Лев Григорьевич, если брать перспективы.
различного назначения. технические аспекты практики В настоящее время на российском
В данном случае из возможных шнекового бурения, у нас остался рынке работают более десяти машин
технологических приемов отлично невыясненным вопрос о возмож- фирмы Barbco различной мощности.
зарекомендовало себя применение ном диапазоне грунтовых усло- Имеются и реальные перспективы,
управляемой головной части ( головы вий. включая реализацию технических ин-
– обих.). Диапазон грунтовых условий мо- новаций, о которых мы сегодня гово-
Способ предусматривает стыковку жет быть весьма широким: от мягких рили. Но, давайте, не будем забегать
со стартовой трубой, так называемой грунтов до скальных горных пород, вперед.
головы – как правило, отрезка исполь-
зуемой трубы длиной 2-3 м, на кото-
ром по бокам симметрично делаются
два V-образных выреза. Далее, здесь
крепятся монтажные петли (в ком-
плекте поставки машины Barbco их
наличие предусмотрено) и с помощью
стяжного болта регулируется положе-
ние головной части ( соответственно,
направления продвижения) в профиле
трассы.
При этом контроль направления
ООО «КАПСТРОЙТРАСТ»
перемещения трубопровода в профи-
ле осуществляется простым и надеж-
ным способом – применением гидрав-
лического уровня.
Но бывают и жесткие требова- 1 2 3
ния к точности?
Бывают достаточно часто. Класси-
ческий пример – продавливание фут-
ляров или рабочих труб самотечных
гидравлических систем.
В данном случае применяется вы-
сокоточная система пилотного буре-
ния Pathfider. Суть технологического
решения заключается в том, что на
начальной стадии осуществляется 4 5 6
точное задавливание колонны пилот-
ных труб с помощью смонтированной
на машине системы Pathfider и мас-
сивных буровых штанг диаметром 100
мм, выдерживающих значительную
нагрузку.
Буровая головка, выполненная в
форме усеченного конуса, со встроен-
ной светодиодной мишенью обеспечи-
РОБТ №3 апрель 2011
вает точность прокола става пилотных Буровой инструмент фирмы Barbco
штанг по аналогии с методом ГНБ: вверху слева: шарошечная буровая головка врубового типа
движение по прямой при вращении и вверху справа: плоский исполнительный орган с дисковыми шарошками
корректировке направления в статич-
внизу: буровой инструмент для работы в широком диапазоне грунтовых условий
ном положении.
Лазерный луч, отраженный от 1 – компактная буровая головка; 2 – буровая головка для скальных грунтов;
светодиодной мишени позволяет 3 – пятилучевая буровая головка; 4 – комбинированная буровая головка для несвяз-
фиксировать даже незначительные ных грунтов; 5 – плоская буровая головка с направляющим кольцом;
отклонения от заданной трассы: все 6 – головка для несвязных грунтов
29

5. Шнековое бурение
скважин диаметром
2134 мм
Грег Томпсон (Greg Thompson), помощник редактора Trenchless Technology.
На одном из участков водоочист- ванного тоннелепроходческого ком- ни один производитель таких устано-
ного комплекса в городе Щугар Хилл плекса (МТПК), или проходят вручную. вок не делал.
(округ Гвиннет, штат Джорджия, США) При длине 39.5 м бурение указанным Генеральный подрядчик, корпора-
субподрядчику, компании Strack Inc., способом никак не может быть эко- ция John D. Stephens Inc., имеет боль-
требовалось пробурить скважину диа- номически оправданным. Эта длина шой опыт строительства объектов
метром 2134 мм и протяженностью слишком мала для МТПК и слишком инфраструктуры, в том числе комму-
39,5 м под путями Норфолкской юж- велика для проходки вручную ввиду нальной, в этом регионе. Субподряд-
ной железной дороги. Глубина заложе- слишком значительных затрат време- чик Strack Inc.также давно и успешно
ния скважины – 4.6 м, грунт – красная ни. Учитывая длину скважины и грун- выполняет в этом регионе разноо-
глина, в которой встречаются старые товые условия, для данного объекта бразные строительные работы, вклю-
шпалы. Все это стало для проходче- больше всего подошло бы шнековое чая проходку нескольких скважин на
ской бригады серьезнойзадачей. бурение, однако скважины такого ди- участке перед пересечением путей
Скважины такого диаметра обыч- метра до сих пор шнековым способом Норфолкскойюжнойжелезнойдороги.
но или бурят с помощью механизиро- никто не проходил. Во всяком случае, «Мы выполнили с помощью МТПК

6. проходку двух выработок», – поясня-
ет Уит Грэйм, старший прораб Strack.
– «Длины выработок - 140.3 и 70.2 м.
Однако, что касается проходки под
железной дорогой, мы хотели бы чего-
тодругого».
Действительно, в проектной до-
кументации это пересечение преду-
сматривалось осуществить щитовой
ручной проходкой. Первоначально,
шнековое бурение здесь не рассматри-
валось, учитывая диаметр и глубину
заложения скважины, железная дорога
выражала опасение, боясь просадок. –
« И вообще, никто о шнеках диаметром
2134 мм никогданеслышал».
«Не удивительно», – усмехается
Грэйм. – «Они не знали о существова-
нии такой установки и поэтому не мог-
ли предусмотреть ее в проекте».
Strack выступила с предложением
осуществить этот переход под же- Специалисты Barbco произвели не- ясняет Тони Барбера. – «При той мощ-
лезной дорогой шнековым бурением. обходимые расчеты и определили, ка- ности, какую мы вложили в машину,
Вначале железная дорога сопротивля- кие параметры установки для бурения надо быть предельно осторожным».
лась, но, в конце концов, такой способ шнеком диаметром 2134 мм (коробка Когда установка была изготовлена,
проходки был согласован. Теперь оста- передач, линия привода и т. д.) соот- настало время приступать к делу.
валось лишь найти буровую установку ветствуют требованиям Strack, после «Машина работала великолепно»,–
со шнеком диаметром 2134 мм. К сча- чего увеличилиэтипараметры. говоритГрэйм.
стью, в Strackзнали,гдееенадоискать. Увеличение мощности потребова- В глине была пройдена выра-
В Восточном округе находится за- ло соответствующей корректировки ботка и в нее вставлена металли-
регистрированная в штате Огайо ком- других параметров. «Пришлось уве- ческая обсадная труба внешним
пания Barbco Inc., которая была осно- личивать все, начиная от главного диаметром 2134 мм. Попадавшие-
вана в 1989 г. Джеймсом С. Барберой, вала и кончая рельсовыми путями», – ся время от времени старые шпа-
и с тех пор выпускает бурошнековое поясняет Кен Клэвер, вице-президент лы проблемы не составили. Проса-
оборудование. Эта компания в тече- Barbco по продажам. – «Все в этой док вдоль трассы не наблюдалось.
ние многих лет помогает строителям установке должно быть больше». «Мы уже применили эту установку
в принятии инновационных решений, Все, в том числе безопасность. на ряде других пересечений данного
поскольку требования заказчиков по- «Это – то, что нельзя терять ни в коем объекта», – говорит Грэйм. – «Среди
стоянно растут и усложняются. случае», – говорит Дэйв Барбера. – них еще одна скважина диаметром
«В течение последних лет, наши «Мы хотели сделать эту машину не 2134 мм и длиной 35.1 м. Что касается
заказчики неоднократно высказыва- только максимально мощной, но и объекта первого использования, сква-
лись в пользу более мощных буровых максимально безопасной». жина в грунте была пройдена быстро
установок», – говорит Дэйв Барбера, С этой точки зрения, важно, что и без особых трудностей».
вице-президент Barbco Inc. – «Но до установкой можно управлять дис- Следующая установка шнекового
этого объекта никто не шел на риски- танционно по радио; кроме того, бурения может не быть больше этой
нетребовалтакуюустановку». предусмотрен выключатель в виде – обеспечение прочности конструкции
«В чертежах такая машина суще- выступающего сверху штифта, на- и общие затраты могут оказаться «не-
ствовала у нас давно», – добавляет жатием которого отключается сце- подъемными». Тем не менее, Barbco
Тони Барбера, также вице-президент пление и останавливается двигатель с нетерпением ожидает следующего
Barbco. «Когда Strack к нам обрати- (если машина сдвинется – потенци- заказа на более мощную, более экс-
лась, основные параметры установки ально возможный при шнековом бу- тремальную машину. «Если появится
– мощность, крутящий момент и т. п. рении случай). «Если шнек работает строитель, готовый выйти за обычные
уже были проработаны, так что у нас в скважине и неожиданно ударяется пределы», – говорит Дэйв Барбера,
было от чего отталкиваться сразу по- о препятствие, крутящий момент как «Мы создадим установку, которая это
сле обращения». бы возвращается к установке», – по- сделает».