水平方向掘削 (HDD) は、地下にユーティリティや配管を設置するために都市や建設作業員が採用する従来の方法です。従来の地下設置とは異なり、HDD を完成させるために開いたトレンチは必要ありません。
HDDに必要な機器
水平方向の穴あけは入口側と出口側の両方が必要となるため、側に応じて複数の設備が必要になります。エントリーポイントとして、サイドワーカーには以下が必要です。
- パワーユニットと発電機
- ウォーターポンプ
- ドリル泥の供給
- 泥混合タンク
- 泥水ポンプとドリルパイプラック
- ドリルパイプ
- リグ自体
泥が必要な場合は、泥の処理と洗浄システムが必要です。
出口点では、サイドワーカーには以下が必要です。
- 沈殿槽の切断
- 泥封じ込めタンクを出る
- ローラーおよびパイプラインハンドリング装置
- サイドブーム
- パイプラック
- 製品パイプ
その他に必要な設備としては、パイプライン、塗装、溶接、試験装置などがあります。
水平掘削リグのコンポーネント
リグ自体に関しては、全体的なボーリング計画のみに依存するコンポーネントがいくつかあります。こちらはドリルロッドとドリルビットです。ドリルステムとも呼ばれる掘削ロッドにはさまざまな長さがあり、最も一般的な長さは 3.0 メートル、4.6 メートル、9.1 メートルです。セグメントの両端には雌ねじと雄ねじがあり、相互に取り付けることができます。
ロッドの全長は、入口と出口の角度 (度)、深さ (メートル)、回避する障害物の長さ、入口と出口の両方のカーブ半径 (メートル) に基づいて計算されます。曲げ半径を超えるとロッドが損傷し、最終的には故障する可能性があるため、計算は慎重に行う必要があります。障害が発生すると、マシンの交換やダウンタイムに追加のコストがかかります。
掘削作業者が掘削する岩石の種類によって、ドリル ヘッドの選択が決まります。粘土、柔らかい石灰岩、頁岩、未固結砂、赤土などの柔らかい地盤の場合は、ドラッグまたは固定カッタービットが最適です。これらのビットは、ドリルストリングと一緒に回転する単一の固体部品です。ベアリングがないため、作業者は切削液またはエアを使用して壊れた地面を取り除くことができます。
石灰岩、方解石、チャーティ石灰岩、硬い頁岩、泥岩、ドロマイトなどの中程度または硬い地盤には、3 つの円錐形のローリング カッターが最適です。-形状、角度、材質によって用途が決まります。長くて間隔の広い歯を備えたビットは中程度の地面に適しており、短くて間隔の狭い歯は硬い土壌を砕くために作られています。-硬質および中程度の地盤用のビットは、掘削液を使用して岩石チップを掘削します。
HDDに必要な手順
水平方向の穴あけの場合、完了するには 4 つの必要な手順があります。まず、事前のサイト計画があります。-計画に従って、下穴の穴あけ、リーマ加工によるシャフトの拡張、およびパイプストリングの引き戻しが行われます。
事前のサイト計画-
事前の敷地計画は、地質工学レポートから始まります。{0}この報告書には、過去の地質調査の調査が含まれています。歴史的情報を検討することに加えて、測量士はランダムな間隔で地面のサンプルを採取します。
測量士はハンドオーガーまたはボール盤を使用してこれらのサンプルを収集する場合があります。土壌サンプルは分析のために送られ、サンプルの位置、標高、深さがわかります。レポートには、各深度で発生した土壌の種類が示されます。
地質工学レポートには、土壌の分類に加えて、土壌の強度と地下水の状態が示されます。エンジニアはこの情報を使用して、追加の排水、および発生する可能性のある隆起圧力や基礎の浸透を計画します。
地質工学レポートが完了すると、エンジニアは HDD リグの入口点と出口点を決定します。レポート データを使用してドリル パスをマッピングします。ルートを計画した後、プロジェクト プランナーは入口と出口のポイントを調整します。
下穴の穴あけ
現場前の計画がすべて完了したら、機器を現場に持ち込み、それに応じて設定します。{0}地質工学報告書には土壌の支持力が示されているため、作業員は現場に重すぎる機械を持ち込まないことが保証されています。調査結果は、エンジニアが作業に適したビットとロッドの長さを選択する際にも役立ちます。
装置が設置されると、作業者は所定の経路に沿って下穴を開けます。ビットの近くにあるプローブは、読み取り値を定期的にコントローラーに送り返します。これらの読み取り値は、穴の長さの垂直方向と水平方向の座標を示します。これらの測定値は、最初のエントリ ポイントに関連しています。オペレーターはこれらを使用して、経路上に確実に留まり、逸脱を回避します。
多くの場合、下穴を掘削する際、作業員は掘削液を穴に注入します。この流体は、ボーリング孔に安定性をもたらし、ドリルの切りくずを運び出すのに役立ちます。また、ドリルと壁の間の摩擦を軽減しながら、ドリル上の蓄積物を除去し、ビットを冷却するのにも役立ちます。
穴の拡大
ドリルビットが出口位置の地面、つまりダウンホールに突き刺さると、作業員はダウンホールアセンブリを取り外します。次に、ドリルストリングにバックリーマーを取り付けます。紐はボアホールを通って引き戻され、直径が拡大します。
希望の直径に到達するには、作業者がリーマーでラインをさらに通過する必要がある場合があります。
すべての下穴を拡張する必要があるわけではありません。より小さな直径のパイプラインにはリーマーは使用されません。これは、パイロット穴がパイプストリングを引き戻すのに適切なサイズであるためです。
パイプストリングの引き戻し
パイプストリングはドラッグセクションであり、ドリルの長さよりわずかに長くなります。ラインはローラー上で出口穴に引っ張られ、パイプストリング全体がボアホールを通過するまでリグに引き戻されます。多くの場合、この部品はリーマーに接続されています。
パイプストリングの外部コーティングは目に見えるため、作業者はプルバック完了時にラインに損傷がないか検査できます。その後、作業員は内部検査を完了し、撤収中にパイプラインに損傷がなかったことを確認します。
パイプラインが正常に完成したことが確認されると、機器は撤去され、解体されます。
水平方向の掘削プロジェクトには慎重な計画が必要です。地質工学レポートにより、計画担当者はどのドリルビットを使用するか、ロッドの長さがどれくらい必要かを決定でき、現場は重機を管理できます。計画が策定されると、作業員はパイロット穴をドリルで開け、パイプラインで使用できるように拡張します。
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