Бурение горизонтальных скважин

Бурение горизонтальных скважин — это проходка, при которой ствол скважины на каком-то участке идёт не вниз, а вдоль горизонта (или под небольшим углом к нему). В быту под этим понимают две разные, хоть и родственные, задачи.

Прокладка коммуникаций под препятствием (ГНБ)

Самое массовое применение горизонтального бурения в загородном и городском строительстве — это горизонтально-направленное бурение (ГНБ): бестраншейная прокладка труб и кабелей под дорогой, рекой, газоном или фундаментом. Поверхность не вскрывают: бур уходит в грунт с одной стороны препятствия и выходит с другой, протягивая за собой трубу. Так заводят воду от скважины в дом, прокладывают канализацию, электрику и газ без раскопки участка.

Горизонтальные скважины в добыче и геологии

В нефтегазовой и геологоразведке горизонтальной называют скважину, ствол которой в продуктивном пласте идёт вдоль залегания породы. Поскольку нефте- и водоносные слои чаще лежат пластами горизонтально, проходка по пласту вскрывает гораздо большую площадь, чем вертикальный прокол — выше дебит и площадь дренажа. Это уже задача промышленного бурения, но принцип управляемой траектории тот же, что и в ГНБ.

Ключевое отличие от вертикальной скважины на воду — управляемость траектории. Обычную скважину бурят строго вниз до водоноса; здесь же буровая головка идёт по расчётной кривой, и её положение постоянно контролируют. Если нужна именно вертикальная скважина на воду для дома, технология другая — это бурение скважины на воду под ключ с обсадкой и обустройством, а не ГНБ.

Горизонтально-направленное бурение выполняют в три основных этапа. Логика простая: сначала прокладывают тонкий пилотный канал по точной траектории, потом расширяют его до нужного диаметра, затем затягивают рабочую трубу.

Этап 1. Пилотное бурение

Буровая головка входит в грунт под небольшим углом (обычно порядка 10–20° к горизонту), затем выполаживается и идёт по расчётной траектории к точке выхода. В головке стоит излучатель (зонд), а оператор сверху локатором отслеживает её положение по глубине и направлению — как правило, контроль ведут с шагом порядка нескольких метров проходки и при необходимости корректируют курс. Так канал обходит существующие коммуникации и выходит точно в заданной точке.

Этап 2. Расширение канала (риминг)

Пилотный канал узкий. Чтобы протянуть рабочую трубу, его расширяют: к концу штанг вместо головки крепят расширитель (ример) и протягивают его обратно, увеличивая диаметр канала. При большом диаметре расширение делают в несколько проходов — постепенно. Стенки канала укрепляет и стабилизирует буровой раствор (бентонит).

Этап 3. Протяжка трубопровода

В готовый расширенный канал затягивают рабочую трубу (ПНД, стальную, футляр под кабель). Трубу заранее сваривают в плеть на поверхности и протягивают за расширителем одним движением. После протяжки канал и труба остаются под землёй — поверхность не нарушена.

ГНБ почти всегда идёт с подачей бурового раствора на основе бентонитовой глины. Это не «вспомогательная мелочь», а часть технологии, от которой зависит успех проходки.

• Охлаждает и смазывает буровую головку и расширитель, снижает трение при протяжке.
• Выносит выбуренную породу (шлам) из канала на поверхность.
• Стабилизирует стенки канала, не давая им осыпаться до затяжки трубы.
• Снижает усилие протяжки — труба идёт по «смазанному» каналу легче.

Состав раствора подбирают под грунт: в песке и гравии он гуще, в глине — другой рецептуры. Неправильный раствор — частая причина прихватов и обрывов в сложных грунтах.

Комплект для ГНБ — это не одна машина, а связка техники и оснастки. Состав зависит от диаметра и длины проходки.

Буровая установка ГНБ

Основной механизм: толкает и вращает буровые штанги, создаёт усилие протяжки. Для бытовых задач (ввод воды, кабель) используют компактные малогабаритные установки, для магистралей — мощные машины с усилием в десятки и сотни тонн.

Локационная система

Зонд в буровой головке + приёмник-локатор на поверхности. Показывает глубину, угол наклона и положение головки — без него «слепое» бурение по траектории невозможно.

Буровые штанги, головки и расширители

Штанги наращивают по мере проходки. Головка — на этапе пилота, расширители (римеры) разных диаметров — на этапе протяжки. Подбираются под грунт и нужный диаметр канала.

Система приготовления и подачи раствора

Бак-смеситель, насос и шланги для подачи бентонитового раствора в зону бурения.

Метод востребован там, где раскопка невозможна, дорога или нежелательна.

• Ввод воды от скважины в дом. Самая частая бытовая задача: протянуть трубу ПНД от скважины или кессона в дом под отмосткой и фундаментом без вскрытия двора.
• Переходы под дорогами и реками. Прокладка водопровода, газа, электрики и связи под препятствием без перекрытия движения.
• Прокладка канализации и дренажа с выдержанным уклоном под существующими постройками.
• Геологические и геофизические скважины — наклонные стволы под заданным углом для разведки и исследований.
• Водоносные и нефтегазовые горизонтальные стволы — проходка по пласту для повышения дебита (промышленное бурение).

Для частного дома горизонтальное бурение чаще всего нужно именно как ввод коммуникаций. А вот как делают саму вертикальную скважину на участке — это отдельная технология; если планируете водоснабжение «с нуля», проще доверить весь комплекс — от скважины до ввода — одной бригаде и заказать бурение скважины под ключ.

Вопрос «бурение скважин сколько метров» в горизонтальном бурении означает длину проходки под препятствием, а не глубину до воды. Для бытового ввода воды в дом это обычно от нескольких метров до нескольких десятков — расстояние от скважины до ввода в дом плюс заглубление ниже промерзания. Магистральные переходы под дорогами и реками — это уже сотни метров одной плетью.

На предельную длину влияют: мощность установки и усилие протяжки, диаметр и материал трубы, тип грунта (песок и плывуны сложнее глины), наличие препятствий по трассе и качество бурового раствора. Чем длиннее и больше диаметр — тем мощнее нужна техника и тем важнее точный расчёт траектории.

Стоимость ГНБ считают за погонный метр проходки, но итог складывается из нескольких факторов — и это не то же самое, что цена вертикальной скважины на воду.

Длина и диаметр проходки

Базовый множитель: чем длиннее канал и больше диаметр трубы, тем мощнее нужна установка и тем дороже метр. Короткий ввод воды в дом и магистральный переход под дорогой — разные порядки цен.

Тип грунта

Песок, плывуны и валуны усложняют проходку и требуют особого раствора — это удорожает работу. По плотной однородной глине бур идёт предсказуемее и дешевле.

Глубина заложения и препятствия

Чем глубже трасса и чем больше коммуникаций нужно обойти, тем сложнее проводка и контроль траектории. Переходы под дорогами и реками дороже простого прокола под газоном.

Материал трубы

ПНД дешевле и легче протягивается, стальной футляр дороже. Диаметр под кабель, воду или канализацию тоже влияет на цену.

Для бытового ввода воды в дом ГНБ обычно занимает заметно меньшую долю бюджета, чем само бурение скважины и обустройство. Полный разбор сметы на скважину — в отдельной статье о цене бурения.

Скорость ГНБ зависит от длины, диаметра и грунта, но в целом метод быстрый по сравнению с раскопкой и восстановлением траншеи.

• Бытовой ввод воды в дом (несколько–десятки метров) — нередко проходят за день вместе с протяжкой трубы.
• Подготовка — разметка трассы, выявление коммуникаций и приготовление раствора занимают часть времени до самой проходки.
• Магистральные переходы большой длины и диаметра — несколько дней с поэтапным расширением канала.

Главное преимущество по времени — не нужно вскрывать и потом восстанавливать благоустройство: двор, отмостка и газон остаются нетронутыми, что экономит и деньги, и дни на восстановление покрытия.