Máy khoan định hướng ngang trong công nghệ khoan ngầm kéo ống

Máy khoan định hướng ngang trong công nghệ khoan ngầm kéo ống

Khoan định hướng ngang (HDD) được giới thiệu vào cuối những năm 1980; quá trình này không thành công trong một sớm một chiều. Các nhà sản xuất máy khoan đã dành những năm đầu tiên để giải thích cho các nhà thầu hoài nghi về lợi ích tiềm năng của việc sử dụng một loại máy có thể lắp đặt cơ sở hạ tầng ngầm - cho dù là đường dẫn khí đốt, đường ống nước, ống dẫn điện hay đường ống đường kính lớn - mà không để lại nhiều bằng chứng bề mặt về việc đã làm như vậy.

Sau đó, một vài năm sau đó, sự bùng nổ trong ngành công nghiệp viễn thông đã khiến các nhà sản xuất phải tranh giành nhau để đáp ứng nhu cầu về các giàn khoan. Khi sự bùng nổ Máy khoan định hướng vào đầu những năm 2000, vận may của ngành công nghiệp Khoan định hướng HDD cũng vậy, không chỉ doanh số bán máy khoan giảm mà còn cả danh tiếng, vốn bị ảnh hưởng do công việc kém chất lượng được thực hiện bởi các nhà thầu thiếu kinh nghiệm, những người muốn kiếm tiền từ sự bùng nổ nhưng thực sự nên bị mắc kẹt với công việc mà họ biết.

Tuy nhiên, việc sử dụng và danh tiếng của khoan ngang định hướng HDD đã được khẳng định kể từ đó.

Richard Levings, giám đốc quản lý sản phẩm, American Augers, cho biết: “Trong những ngày đầu của khoan định hướng HDD,“ những người đào rãnh, máy cày và máy xúc đã thực hiện hầu hết các cài đặt tiện ích, với một máy khoan định hướng HDD có lẽ được sử dụng để đi dưới đường phố và đường lái xe. Ngày nay, với tình trạng dễ bị tắc nghẽn và chi phí đào rãnh lộ cao - bao gồm cả chi phí xã hội làm gián đoạn hoạt động kinh doanh và hoạt động hàng ngày - HDD là phương pháp được ưa chuộng để đặt tất cả các tiện ích trong khu vực thành thị. ”
Khi công nghệ khoan ngầm kéo ống HDD trở thành một kỹ thuật chủ đạo, các nhà sản xuất máy khoan - cũng như các nhà cung cấp dụng cụ khoan lỗ, hệ thống theo dõi / lập kế hoạch lỗ khoan và dung dịch khoan - có công nghệ khoan ngang HDD tiên tiến đáng kể, cho phép các lỗ khoan dài hơn, sâu hơn, chính xác hơn vật liệu khó, đồng thời tránh được cơ sở hạ tầng đã có sẵn một cách an toàn hơn.

 

Máy khoan HDD được sữ dụng ngày nay có rất nhiều loại chức năng. Ở phần cuối nhỏ là những chiếc có lực đẩy / pullback dưới 20.000 pound và kích thước đủ nhỏ gọn để cho phép hoạt động đơn giản trong khoan ngầm qua khu dân cư - chẳng hạn như Ditch Witch JT5, McLaughlin MCL 10H và Toro DD2024.

Ở đầu kia của quang phổ là các giàn khoan khổng lồ có lực đẩy / lực kéo vượt quá một triệu pound và có khả năng lắp đặt sản phẩm có đường kính vượt quá 60 inch, chẳng hạn như American Augers DD-1100RS, Vermeer D1320 x 900, các mẫu Prime Direct lớn nhất, Theo Bill Brennan của công ty, được xây dựng tùy chỉnh theo đặc điểm kỹ thuật của khách hàng, cũng như các mô hình Herrenknecht lớn nhất có sẵn trong các phiên bản khung, đoạn giới thiệu, trình thu thập thông tin và mô-đun, theo chia sẻ của Mike.-Ing (FH) Michael Lubberger, giám đốc dự án cấp cao. đường ống, Herrenknecht AG.

Một số trong những giàn khoan lớn báo cáo có các lỗ khoan hoàn vượt quá hai dặm, nhưng những cài đặt dài là ngoại lệ. Thiết bị xây dựng đã hỏi Tod Michael, giám đốc sản phẩm, sản phẩm cốt lõi của Vermeer, về khả năng chịu đựng lâu nhất trong thực tế với các giàn khoan lớn nhất của công ty, và câu trả lời là khoảng 6.000 feet. Trên thực tế, American Augers 'Levings cho biết, chủ sở hữu của các dự án yêu cầu các lỗ khoan đặc biệt dài có thể yêu cầu hai giàn khoan lớn tại chỗ để giảm nguy cơ xảy ra lỗi.

 

Levings nói: “Hầu hết các lỗ khoan dài ngày nay đều giao nhau. “Ví dụ, trên một lỗ khoan dài 10.000 foot, các giàn khoan từ hai đầu gặp nhau ở trung tâm để giảm thiểu nguy cơ 'bị hỏng'. Máy khoan đi vào lỗ khoan càng lâu, dung dịch khoan càng khó di chuyển trở lại bề mặt và áp lực xuống lỗ khoan có thể tăng lên. Thực tế, việc sử dụng hai giàn sẽ rút ngắn lỗ khoan thí điểm và khoảng cách mà các hom phải di chuyển ”.

(Nếu áp suất trong lỗ khoan vượt quá áp suất quá tải ở trên, dung dịch khoan thoát ra ngoài theo con đường có ít lực cản nhất, thường là bằng cách “bẻ gãy” phần quá tải và tràn ra trên bề mặt.)

Theo Lubberger của Herrenknecht, khi Máy bơm phản lực lỗ mới của công ty - loại bỏ các lỗ khoan trực tiếp bên trong dây khoan - được lắp đặt phía sau Máy mở lỗ toàn mặt của công ty, “nguy cơ thoát hơi sẽ giảm đáng kể”. Ông nói, Máy mở lỗ Toàn mặt có thể mở các lỗ khoan tới 72 inch.

Thị trường

Hiện tại, các nhà thầu khoan đặt ống ngầm HDD chuyên về lắp đặt cáp quang và khí / điện, cũng như những nhà thầu liên quan đến việc thay thế các hệ thống phân phối nước kém chất lượng, dường như đang có nhiều công việc. Ví dụ, theo Hội đồng Fiber To The Home (FTTH), một tổ chức thúc đẩy việc đưa các đường cáp quang trực tiếp đến nhà, chỉ 1/5 hộ gia đình ở Mỹ hiện có quyền sử dụng cáp quang - và 4 hộ gia đình còn lại mong muốn họ đã có nó. (Đường cáp quang mang vô số dữ liệu hơn dây đồng có thể, tăng tốc quá trình truyền.)

Josh Beddow, giám đốc tiếp thị của Toro, cho biết: “Các thiết bị khoan định hướng ngang HDD nhỏ dễ dàng là thiết bị phổ biến nhất trên thị trường hiện nay. “Sự tăng trưởng ở thị trường này được thúc đẩy bởi một ngành công nghiệp viễn thông phát triển mạnh mẽ, cũng như nhu cầu về lắp đặt điện và khí đốt tăng lên, thúc đẩy bởi việc xây dựng khu dân cư. Những thị trường này, cộng với nhu cầu thay thế cơ sở hạ tầng cũ kỹ, đã làm cho các cuộc tập trận định hướng trở thành một giải pháp cực kỳ phổ biến trong đó việc đào hoặc đào rãnh không thực tế hoặc không hiệu quả về chi phí do yêu cầu phục hồi ”.

Seth Matthesen, giám đốc dự án cao cấp, HDD, Ditch Witch, đồng ý và coi những gì có thể được coi là lực lượng cân bằng trên thị trường.

“Qua từng năm, thị trường máy khoan ngang định hướng đã tăng lên, đặc biệt là các máy khoan dưới 25.000 pound [lực đẩy / lực kéo],” Matthesen nói. “Lĩnh vực cáp quang vẫn phát triển mạnh mẽ, điều này đang tạo ra nhu cầu cho ngày càng nhiều các dự án HDD. Trong khi thị trường dầu khí tiếp tục giảm nhẹ vào thời điểm này, sự tăng trưởng của các đơn vị khoan nhỏ hơn đã bù đắp cho bất kỳ tổn thất nào trong thị trường này ”.

 

 

Tuy nhiên, American Augers 'Levings có phần lạc quan về thị trường dầu khí.Levings cho biết: “Loại thiết bị chúng tôi sản xuất được thiết kế cho các dự án lớn thường có khoảng cách xa và sản phẩm đường kính lớn, chủ yếu tập trung vào đường ống dẫn dầu, khí đốt và hóa dầu. “Trong khi loại công việc này diễn ra chậm chạp hoặc vắng bóng trong 18 tháng qua, thì những tháng gần đây cho thấy sự tiến bộ về số lượng dự án khởi công. Ngành công nghiệp đang chữa bệnh, và công việc đang bắt đầu. Nhưng đối với OEM [của máy khoan định hướng HDD], doanh số bán hàng rất chậm, vì lượng công việc tồn đọng ít hơn trước đây ”.

Có lẽ việc hỗ trợ thị trường cho các mẫu ổ cứng lớn nhất cũng khiến các chủ dự án lo lắng.

Levings nói: “Có những dự án, chẳng hạn như DD-440RS của chúng tôi có thể dễ dàng xử lý [600 mã lực, lực đẩy / pullback 440.000 pound]. “Nhưng với những hạn chế về thời gian đối với hầu hết các dự án ổ cứng lớn, chủ sở hữu có thể chọn để DD-1100RS thực hiện công việc [765 mã lực, 1,1 triệu pound lực đẩy / pullback]. Chủ sở hữu và nhà thiết kế đang cố gắng giảm thiểu rủi ro và tin rằng càng lớn thì càng tốt ”.

Về mặt máy nhỏ hơn, Ditch Witch's Matthesen lưu ý rằng nhu cầu về máy đã qua sử dụng và máy tân trang vẫn đang tiếp tục.

Ông nói: “Nhiều nhà thầu mới tham gia vào thị trường ổ cứng đang tìm kiếm các máy khoan đã qua sử dụng để bắt đầu hoạt động và những nhà thầu có hoạt động đã qua sử dụng có thể cần một máy khoan dự phòng, sẽ không được sử dụng toàn thời gian và có thể chọn sử dụng thị trường đã qua sử dụng. ”

Toro's Beddow đồng ý rằng thị trường đã qua sử dụng rất mạnh, nhưng lưu ý rằng thị trường lành mạnh trong lịch sử đối với các loại máy này bên ngoài Bắc Mỹ và Châu Âu hiện phải giải quyết vấn đề về nhiên liệu thích hợp cho các máy đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải mới nhất.

Thách thức của nhà thầu

Công việc kinh doanh là tốt cho nhiều nhà thầu khoan đặt ống ngầm HDD ngày nay, nhưng thành công đó không phải là không có thách thức.

 

 

“Các nhà thầu khoan đặt ống ngầm HDD ngày nay phải đối mặt với một số thách thức”, Vermeer Michael nói, “bao gồm tắc nghẽn tiện ích bị chôn vùi, can thiệp vào bộ định vị, các biện pháp nhỏ, quy định ngày càng tăng, thải bỏ dung dịch khoan và hạn chế lực lượng lao động về số lượng có sẵn các thợ khoan được đào tạo. "

Việc thiếu hụt nhân viên vận hành máy khoan có trình độ đã trở thành một vấn đề quan trọng trong ngành công nghiệp khoan định hướng ngang HDD và các nhà sản xuất đang triển khai các chương trình để giải quyết vấn đề này, bao gồm chương trình “We Get Crews Ready” của Ditch Witch - đòi hỏi giáo dục trực tuyến, 40 giờ ứng dụng công nghệ thực tế tại một đại lý, và giám sát tại địa điểm làm việc thực tế - và chương trình Đào tạo về mạch HDD của Vermeer - một chương trình toàn diện, kéo dài hai tuần tại trụ sở chính của công ty.

Brennan của Prime Direct nói rằng khả năng tuyệt đối của các thiết bị khoan định hướng HDD ngày nay có những thách thức riêng.

Brennan cho biết: “Các máy lớn ngày nay có khả năng tạo lỗ khoan dài hơn, lỗ khoan chính xác hơn, đường kính lớn hơn và vật liệu cứng hơn - điều mà 10 năm trước đây là điều không thể xảy ra,” Brennan nói. “Nhưng những yếu tố này cũng làm tăng rủi ro, chẳng hạn như rủi ro bị loại bỏ”.

Tuy nhiên, đối với bất kỳ dự án quy mô nào và với bất kỳ máy cỡ nào, Toro's Beddow cho biết, một thách thức liên tục đối với các nhà thầu là dành thời gian để bảo trì máy thích hợp, một thực tế dễ bị các nhà thầu bận rộn bỏ qua khi muốn sản xuất càng nhiều càng tốt từ các giàn khoan của họ.

Như Michael của Vermeer đã lưu ý, việc thải bỏ dung dịch khoan đã qua sử dụng đang trở nên cấp thiết đối với các nhà thầu. Levings trích dẫn một nhà thầu ở Texas, người cách đây 12 tháng có 30 bãi xử lý, nhưng giờ chỉ có hai. Levings cho biết ngành công nghiệp đang giải quyết vấn đề này với các hệ thống làm sạch chất lỏng tiên tiến hơn, một số trong số đó cho phép hoàn thành công việc trên các lỗ khoan dài mà không bị gián đoạn để xử lý chất lỏng. Ông nói, các hệ thống mới hơn có thể xử lý chất lỏng đã qua sử dụng trở lại thành nước sạch và chất thải khô, dễ xử lý hơn nhiều.

Xem thêm khoan ngang định hướng HDD, khoan kích ngầm