Biện pháp thi công khoan qua đường bằng robot dẫn hướng HDD

Biện pháp thi công khoan qua đường bằng robot dẫn hướng HDD

Công nghệ khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm Horizontal Directional Drilling (HDD) ở Việt Nam thường gọi là khoan ngầm kéo ống bằng robot dẫn hướng bằng công nghệ phát sóng và thu sóng phát từ đầu mũi khoan đến thiết bị điều khiển tại màn hình vận hành máy khoan ngang. Công nghệ khoan định hướng ngang lắp đặt đường ống ngầm dẫn hướng bằng vô tuyến được hiểu là phương pháp khoan ngầm kéo ống có kiểm soát hướng mũi khoan và điều khiển hướng mũi khoan theo hướng được định sẵn.

Khoan định hướng ngang băng qua đường (HDD), là một kỹ thuật cải tiến được điều chỉnh từ công nghệ khoan thường được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa dầu, để lắp đặt các tiện ích ngầm mà các giải pháp đào lộ thiên thông thường không phù hợp hoặc không được phép, chẳng hạn như dưới sông, đường sắt, đường cao tốc, trong các khu bảo tồn (vườn quốc gia, khu đô thị có tầm quan trọng lịch sử) hoặc các khu dân cư đông đúc (Hình 1).

Xem thêm Biện pháp thi công khoan ngầm bằng robot

Công nghệ khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm này hiện cũng được sử dụng để ổn định mái dốc, đặt ống thoát nước thay vì khoan thông thường; nó có thể được sử dụng trong các điều kiện địa chất khác nhau, từ cấu tạo mềm đến rất cứng. Quá trình bắt đầu thi công biện pháp thi công khoan qua đường với việc xây dựng lỗ tiếp nhận và các lỗ vào. Các hố này sẽ cho phép thu gom và thu hồi dung dịch khoan để giảm thiểu chi phí và tránh lãng phí quá mức.

Giai đoạn đầu tiên của biện pháp thi công khoan qua đường là khoan một lỗ thí điểm trên đường đã thiết kế (Hình 2a) và giai đoạn thứ hai là mở rộng lỗ bằng cách đưa một dụng cụ cắt lớn hơn được gọi là doa sau (Hình 2b, 3b). Đường kính doa phụ thuộc vào kích thước của đường ống. Trong suốt quá trình khoan và doa, quá trình khoan định hướng ngang bằng robot dẫn hướng được thực hiện với sự trợ giúp của dung dịch khoan nhớt. Nó là một hỗn hợp của nước và thường là polymer được bơm liên tục vào đầu cắt hoặc mũi khoan để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tháo hom, ổn định lỗ khoan, làm mát đầu cắt và bôi trơn đường ống sản phẩm. Giai đoạn thứ ba đặt ống thoát vào lỗ mở rộng bằng thép khoan và được kéo phía sau doa (Hình 3c) để cho phép định tâm của ống theo đường mới doa (Hình 2c).

Thiết bị được sử dụng trong hoạt động khoan ngầm kéo ống định hướng ngang bằng robot (Hình 3 ) phụ thuộc vào kích thước của đường ống, chiều dài đường chạy và các vị trí xung quanh. Đối với các lỗ khoan lớn, một máy khoan ngang có sức kéo 100.000 pound được sử dụng với máy thu hồi, máy xúc và nhiều máy bơm và ống mềm để di chuyển chất lỏng. Thép khoan là loại 3-in, đường kính ống có ren nam và nữ. Người đứng đầu hoạt động khoan ngầm kéo ống có nhiều thiết kế và phụ thuộc vào đá hoặc đất được xuyên qua. Đầu máy khoan có nhiều cổng nước để cho phép loại bỏ vật liệu. Một bit talon liên quan đến máy cắt kim cương. Chúng cho phép lái và cắt vật liệu. Một loại đầu khác là động cơ bùn được sử dụng trong cảnh quan núi đá.

Thông thường, một tổ lái nhỏ hai người được yêu cầu bao gồm một người điều khiển máy khoan ngang và một người theo dõi. Bộ theo dõi định hướng tiến độ của mũi khoan bằng cách sử dụng một thiết bị cầm tay thu thập dữ liệu từ một ống sonde nằm trong đầu khoan ngay sau mũi khoan.

Ưu điểm của hệ thống khoan ngầm qua đường bằng robot dẫn hướng này là:

·         quy mô của khu làm việc bao gồm hai hố ra vào nhỏ;

·         cống có thể được đặt ở độ sâu mong muốn mà không có rủi ro cho người vận hành;

·         đường khoan có thể được điều hướng để tránh các chướng ngại vật bị chôn vùi hoặc các tiện ích khác, hoặc đi theo một quỹ đạo góc theo các yêu cầu cụ thể của thiết kế đường khoan;

·         việc lắp đặt nhanh hơn và an toàn hơn mà không cần phải đào lại.

Một ứng dụng thử nghiệm tại Barton-on-Sea, Vương quốc Anh, tỏ ra rất thành công. Các cống thoát nước được khoan từ một hố khởi động bằng đất sét rất cứng, cách chân của con tàu biển không ổn định một khoảng cách. Khi mũi khoan đã xuyên đủ xuống dưới chân vách đá, mũi khoan định hướng ngang được thực hiện để quay lên trên để đi ra bình nguyên chính ở đỉnh vách đá, nơi mũi doa và ống đục lỗ được cố định vào dây khoan và kéo trở lại hố khởi động. Sự sắp xếp này cho phép các cống ngăn chặn một số mực nước ngầm trong mặt cắt đất phân tầng và xả bằng trọng lực. Khả năng xâm nhập tối thiểu của technquie là một phần thưởng bổ sung, cho phép cài đặt ở các vị trí nhạy cảm về mặt môi trường với sự gián đoạn tối thiểu.

Phương pháp thiết kế khoan robot băng qua đường

Việc thiết kế phương pháp khoan qua đường bằng robot dẫn hướng ( khoan định hướng ngang HDD) có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phân tích số hoặc dễ dàng bằng cách sử dụng các biểu đồ thiết kế có sẵn trong tài liệu (Di Maio và cộng sự.1988, Desideri và cộng sự 1997, Pun & Urciuoli 2008). Xem phần 4.3.

Tuy nhiên, khi công nghệ khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm bằng robot này được sử dụng ngoài việc thiết kế hệ thống thoát nước (chiều dài, đường kính, số lượng và khoảng trống), điều quan trọng là khu vực làm việc tại lối vào và lối ra phải đủ và an toàn và phải lập kế hoạch đường khoan với sự tách biệt thích hợp với các tiện ích và chướng ngại vật.

Đọc thêm về Phương pháp khoan qua đường bằng robot