Przewiert HDD, nazywany także horyzontalnym przewiertem sterowanym, to jedna z najważniejszych technologii wykorzystywanych przy bezwykopowej budowie rurociągów. Pozwala prowadzić instalacje pod drogami, rzekami, torami kolejowymi i innymi przeszkodami bez wykonywania otwartego wykopu na całej długości trasy.
Zarys wiercenia – historia HDD
Zanim przejdziemy do poszczególnych zagadnień związanych z tą bez wątpienia rewolucyjną technologią, warto rozpocząć od krótkiego rysu historycznego. Bez rozwoju HDD wiele współczesnych instalacji mogłoby do dziś nie powstać lub ich realizacja byłaby znacznie trudniejsza i droższa.
Historia HDD zaczyna się na początku lat 70. XX wieku, a dokładnie w 1971 roku, kiedy wykonano przekroczenie rzeki Pajaro w Kalifornii. Wykonawcą robót i pionierem technologii była firma Martina Cherringtona – Titan Contractors. W ramach tego zadania zainstalowano rurę stalową o średnicy 100 mm na długości 180 m.
Tworząc pierwowzór wiertnicy horyzontalnej oraz opracowując sposób jej pracy, Cherrington bazował na dobrze znanej technologii wierceń pionowych i umiejętnie dostosował ją do realizacji przekroczeń horyzontalnych. Technologia została uznana najpierw w Stanach Zjednoczonych, a później na całym świecie za rewolucję w bezwykopowej budowie rurociągów.
W stosunkowo krótkim czasie technologię tę udoskonalano. Wprowadzono między innymi płytki sterujące, płuczkę wiertniczą oraz systemy kontroli położenia narzędzia wiertniczego pod ziemią. W Europie HDD pojawiło się na początku lat 80., początkowo w zachodniej części kontynentu. W Polsce pierwsze przekroczenie wykonano w 1991 roku pod Wisłą, nieopodal Włocławka.
Wraz z rozwojem technologii pojawiły się wiertnice o bardzo zróżnicowanych gabarytach: od najmniejszych maszyn kompaktowych po pełnowymiarowe zestawy realizujące najdłuższe przekroczenia na świecie. Stosuje się urządzenia konwencjonalne, hybrydowe i elektryczne. Obecnie przewierty bezwykopowe są nieodłącznym elementem inwestycji infrastrukturalnych w wielu branżach, w których wykorzystuje się rurociągi i przewody osłonowe.
Ciekawostka: przekroczenie rzeki Pajaro zajęło wykonawcy około miesiąca. Obecnie podobny przewiert sterowany można w sprzyjających warunkach zrealizować nawet w ciągu jednego dnia.
Czym jest przewiert sterowany?
Horyzontalny przewiert sterowany to technologia wykorzystywana do bezwykopowej budowy instalacji rurociągowych w branży telekomunikacyjnej, ciepłowniczej, gazowniczej, wodno-kanalizacyjnej i energetycznej. Znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie konwencjonalne prace wykopowe są niemożliwe, zbyt uciążliwe albo nieuzasadnione ekonomicznie.
Do prowadzenia prac wykorzystuje się wiertnice horyzontalne – kompaktowe lub wielkogabarytowe. Wiertnica, wyposażona w odpowiednie napędy i silniki obrotowe, napędza wrzeciono, które przenosi siłę na rury płuczkowe, czyli żerdzie wiertnicze.
Sterowanie przewiertem jest możliwe dzięki zastosowaniu głowic wiertniczych, między innymi płytek sterujących, narzędzi typu TriHawk lub świdrów gryzowych zamontowanych na krzywym łączniku. Urobek w postaci zwiercin jest transportowany na powierzchnię przez bentonitową płuczkę wiertniczą. Płuczka podawana jest pod wysokim ciśnieniem do otworu wewnątrz żerdzi i uwalniana przy końcu narzędzia wiertniczego.
Etapy przewiertu sterowanego
-
Przewiert pilotażowy
Zadaniem przewiertu pilotażowego jest wykonanie otworu wzdłuż trasy pod przeszkodą, zgodnie z wytycznymi projektu. Dzięki głowicy sterującej oraz systemom lokalizacyjnym operator może prowadzić narzędzie po zaplanowanej trajektorii. Przewiert pilotażowy realizuje się żerdź po żerdzi, na bieżąco kontrolując jego parametry, aż do osiągnięcia komory wyjściowej.
-
Poszerzanie otworu, czyli rozwiercanie
Po pomyślnym wykonaniu pilota głowicę sterującą zastępuje się poszerzaczem, czyli rozwiertakiem. Jego zadaniem jest zwiększenie średnicy otworu do wymaganej wartości. Na tym etapie przewód wiertniczy wciąga się w kierunku wiertnicy.
Rozwiercanie może być wykonywane kilkukrotnie, każdorazowo przy użyciu większego poszerzacza. Zazwyczaj przyjmuje się overcut, czyli stosunek średnicy otworu do średnicy instalowanej rury, na poziomie około 1,3–1,4. Ma to umożliwić swobodny odpływ płuczki wraz ze zwiercinami podczas instalacji przewodu rurowego.
-
Instalacja rurociągu
To ostatni etap, podczas którego do przygotowanego otworu wciąga się uprzednio zgrzany lub spawany przewód rurowy. Za rozwiertakiem o średnicy docelowej montuje się krętlik, który zapobiega obracaniu się rurociągu. Następnie do krętlika, za pomocą głowicy ciągnącej, mocuje się przewód rurowy.
Tak przygotowany układ wciąga się w kierunku wiertnicy. Proces powinien przebiegać bez dłuższych przerw niż te wynikające ze zmiany żerdzi wiertniczej. W niektórych sytuacjach rurociąg instaluje się sekcyjnie; wtedy przebieg prac należy odpowiednio zaplanować jeszcze przed rozpoczęciem instalacji.
Gdzie wykorzystujemy przewiert HDD?
Dzięki technologii przewiertu sterowanego można skutecznie instalować rurociągi i przewody osłonowe w miejscach, w których wykonanie otwartego wykopu jest niemożliwe, ryzykowne lub zbyt kosztowne. Przewierty bezwykopowe stosuje się między innymi:
- na terenach silnie zurbanizowanych,
- pod rzekami, kanałami i zbiornikami wodnymi,
- pod drogami i autostradami,
- pod wałami przeciwpowodziowymi,
- w miejscach, których struktury z określonych względów nie można naruszać,
- pod wzniesieniami i na terenach górzystych,
- pod przejazdami kolejowymi i liniami kolejowymi,
- na obszarach chronionego krajobrazu,
- w połączeniach linia brzegowa–morze, czyli landfall,
- w wielu innych lokalizacjach, w których otwarty wykop wiązałby się z nadmierną ingerencją w otoczenie.
HDD a wykop otwarty – porównanie
Poniższe zestawienie pokazuje najważniejsze różnice pomiędzy technologią HDD a tradycyjnym wykopem otwartym.
| Porównanie: przewiert HDD i wykop otwarty | |
| HDD | Wykop otwarty |
| Prace ziemne ograniczają się do wykonania komory startowej i końcowej, a czasami również dodatkowych komór rozprężających. | Prace ziemne prowadzone są na całej długości trasy. |
| Trasę można zaprojektować pomiędzy istniejącą infrastrukturą podziemną, nad nią lub pod nią, ograniczając liczbę kolizji. | Kolizje są uciążliwe. Jeżeli wystąpią, należy je odkopać i odpowiednio zabezpieczyć. |
| Roboty czerpalne nie występują. Możliwe jest wykonanie przewiertu pod dnem. | Ułożenie przewodu rurowego pod dnem zbiornika wodnego wymaga wykopania dna, a następnie jego zasypania, często z wykorzystaniem platform pływających. |
| Ograniczone są zniszczenia przyrody i krajobrazu, a drzewa zwykle nie stanowią przeszkody. | Występuje duża ingerencja w krajobraz, możliwa wycinka drzew na trasie wykopu oraz koszty przywrócenia terenu do stanu sprzed prac. |
| Wysoki poziom bezpieczeństwa na trasie przewiertu dzięki minimalnej liczbie wykopów i obecności sprzętu głównie przy komorach. | Wykop na całej długości trasy może zwiększać ryzyko wypadków, a sprzęt nieustannie zmienia miejsce pracy. |
| Brak konieczności odbudowy koryta. | Odbudowa koryta jest wymagana; często konieczna jest także wymiana gruntu na piasek i jego zagęszczenie. |
| Minimalny wpływ warunków meteorologicznych i pory roku. | Warunki meteorologiczne i pora roku w dużym stopniu określają możliwość wykonania otwartego wykopu. |
| Zminimalizowany czas trwania budowy. | Czas trwania budowy jest silnie uzależniony od warunków meteorologicznych. |
| Większa dbałość o środowisko wodne i jego ochronę. | Bezpośrednia ingerencja w środowisko wodne. |
FAQ – przewiert HDD i przewierty bezwykopowe
Co to jest przewiert HDD?
Przewiert HDD, czyli horyzontalny przewiert sterowany, to bezwykopowa metoda instalowania rurociągów i przewodów pod przeszkodami terenowymi. Pozwala ograniczyć prace ziemne głównie do komory startowej i końcowej.
Jak przebiega przewiert sterowany?
Przewiert sterowany składa się zazwyczaj z trzech etapów: wykonania przewiertu pilotażowego, poszerzenia otworu oraz wciągnięcia przygotowanego rurociągu.
Gdzie stosuje się przewierty bezwykopowe?
Przewierty bezwykopowe stosuje się między innymi pod drogami, torami kolejowymi, rzekami, kanałami, zbiornikami wodnymi, wałami przeciwpowodziowymi oraz na terenach silnie zurbanizowanych.
Czym przewiert HDD różni się od wykopu otwartego?
Przewiert HDD nie wymaga wykonywania wykopu na całej długości trasy. Dzięki temu ogranicza ingerencję w nawierzchnię, krajobraz i istniejącą infrastrukturę oraz zwykle zmniejsza zakres prac odtworzeniowych.
Od czego zależy czas wykonania przewiertu HDD?
Czas realizacji zależy przede wszystkim od długości i średnicy instalacji, warunków gruntowych, przebiegu trasy oraz koniecznego zakresu rozwiercania. Proste przekroczenia mogą być wykonane bardzo szybko, natomiast większe zadania wymagają wieloetapowych prac.
Comments are closed