Метод прямой трубы(Direct Pipe) сочетает в себе некоторые из лучших качеств микротоннелирования и ГНБ, избегая при этом некоторых их недостатков, что делает его идеальным решением для многих проектов.

Микротоннелирование и горизонтально-направленное бурение (ГНБ) — это методы бестраншейной прокладки трубопроводов, которые широко используются для прокладки трубопроводов. Когда объединяются два таких проверенных метода, результатом обычно является гибрид, который объединяет преимущества обоих методов.
Метод (Direct Pipe) прямой трубы — это метод бестраншейной прокладки, который является результатом сочетания микротоннелирования и ГНБ, что дает универсальный, быстрый, эффективный и экономичный метод.

Это однопроходный метод, который не требует обратного расширения, как при ГНБ, и не требует шахты для проталкивания трубы, как при микротоннелировании.
Метод прямой(Direct Pipe)  трубы включает одновременную выемку скважины и установку трубопровода — все за один шаг — и подходит для любых грунтовых условий.

Метод прямой трубы(Direct Pipe)
Машина для резки прямой трубы устанавливается и приваривается к передней части трубопровода. Подобно процессу продавливания трубы, поверхность туннеля вырезается/пробуривается с помощью режущей головки.
В зависимости от преобладающих почвенных условий режущая головка может быть оснащена режущими инструментами. В отличие от ГНБ, прямая труба(Direct Pipe)  
позволяет выполнять установку через твердые и мягкие породы,
нестабильную почву и крупные валуны. Это связано с тем, что труба устанавливается одновременно с выемкой скважины, что устраняет необходимость в поддержке стенки скважины.

Преимущества метода прямой трубы(Direct Pipe)
Метод прямой трубы можно использовать в различных типах грунта, включая нестабильный грунт, твердые и мягкие породы, а также грунты с крупными валунами.
Благодаря этому он снижает риски отказов из-за состояния грунта. Кроме того, высокая точность установки обеспечивает большой радиус изгиба.

Подготовка площадки требуется только со стороны буровой установки, и не требуются сложные пусковые и приемные шахты, как при микротоннелировании — для извлечения щита для резки прямой трубы на приемной стороне требуется только площадь среднего размера.
Кроме того, трубный толкатель можно использовать для извлечения трубы и проходческой машины в случае необходимости переоснащения резки.
Метод прямой трубы(Direct Pipe) требует меньше времени, чем микротоннелирование или ГНБ, поскольку не тратится время на соединение труб (микротоннелирование) или буровых штанг (ГНБ).
Он также использует одноразовый проход без необходимости обратного расширения. Для скважин не требуется дополнительная поддержка из-за наличия трубы по мере продвижения скважины, а трубы большого диаметра можно устанавливать без обсадных труб.

Поскольку ГНБ широко используется для прокладки трубопроводов на большие расстояния и в экологически уязвимых местах, таких как водно-болотные угодья, реки и болота, использование метода прямой трубы с преимуществом микротоннелирования и одновременной прокладки трубопровода может быть более экономичным вариантом для сокращения времени и затрат, связанных с крупными проектами.

Для исключения возникновения различных технологических осложнений или аварийных инцидентов

Преимуществами direct pipe(прямая труба) являются:
- малая зависимость от грунтовых условий;
- возможность производства работ в один этап;
- высокая эксплуатационная надежность и ремонтопригодность;
- отсутствие необходимости в: переносе коммуникаций, доуглубления, согласование судового хода, высокая скорость строительства.
- точность позиционирования машины на всем интервале проходки не зависимо от диаметра или геологических условий – 20 мм;
? минимальные риски, связанные с геологическими условиями;
? малое количество бентонита и отсутствие расходов на его утилизацию;
? возможность проходки в обводненных грунтах с большим давлением воды;
? высокая предсказуемость скорости проходки и сроков окончания работ;
? минимальный радиус тоннеля и сокращение длины проходки;
? постоянное инженерное сооружение с возможностью быстрой замены дюкера без проведения буровых работ;

Технология Direct pipe

Современный метод бестраншейной прокладки стальных трубопроводов большого диаметра Direct Pipe представляет собой одноэтапную операцию, во время которой рабочее пространство требуется только вблизи стартового котлована.

Плеть труб, которая заранее сваривается, испытывается и выкладывается на стройплощадке, продавливается в грунт в один этап, что позволяет прокладывать трубопроводы на большие дистанции за короткое время. Разработка грунта ведется дистанционно управляемой микротоннелепроходческой установкой также, как и при обычной прокладке трубопровода методом продавливания. Управляющие и транспортные линии располагаются внутри рабочей трубы на специальных колесных рамах, которые обеспечивают быстрый монтаж и демонтаж. Во время процесса бурения разработанный режущим инструментом грунт на забое транспортируется системой гидротранспорта на сепарационную установку. Грунт обрабатывается (выносится шлам), а затем направляется обратно к рабочему органу. Контроль скорости проходки, местоположение и величина давления грунта на груди забоя ведется ежесекундно, при необходимости каждый параметр может корректироваться. Необходимое усилие для продавливания трубопровода в грунт достигается за счет специального доталкивателя, который располагается в непосредственной близости от точки входа буровой установки на поверхности или в приямке Руководство всего процесса проходки происходит в кабине управления, которая располагается вблизи стартового приямка.

Технология Direct pipe в сравнении с аналогичными методами ГНБ и микротоннелированием имеет ряд преимуществ:

1. Одноэтапная проходка, а, как следствие, быстрое выполнение работ;
2. Небольшое количество используемого бурового раствора (можно заменять на воду);
3. Оптимальный профиль трассы за счет минимальной толщины перекрытия.

Инновационная технология бестраншейной прокладки трубопровода методом DIRECT PIPE (прямая труба) на основе бестраншейной прокладки стальных трубопроводов средних диаметров.

Процесс прокладки представляет собой одноэтапную операцию, при которой рабочее пространство требуется только вблизи стартового котлована
Дистанционно управляемая микротоннелепроходческая установка присоединяется
к предварительно сваренному и испытанному трубопроводу.
Все управляющие и транспортные линии располагаются внутри рабочей трубы на специальных колесных рамах, которые обеспечивают быстрый монтаж и демонтаж.
Усилие, необходимое для бурения создает доталкиватель труб, расположенный в непосредственной близости от точки входа буровой установки на поверхности или в приямке.
В процессе бурения грунт разрабатывается и транспортируется по транспортным линиям на поверхность. Управление рабочим органом и установкой в целом осуществляется аналогично хорошо зарекомендовавшему себя методу продавливания труб. Руководство всем процессом проходки осуществляется из кабины управления, расположенной рядом со стартовым приямком.

Доталкиватель (Pipe Thruster) НК 750 РТ.

Установка доталкивателя Pipe Thruster в целом предназначена для зажима трубопроводов по их наружному диаметру с целью передачи давления и натяжного усилия на ТПК. Доталкиватель Pipe Thruster также используется для вытягивания застрявшего трубопровода.

Доталкиватель устанавливается в стартовом котловане. Доталкиватель (Pipe Thruster) в стартовом котловане должен быть закреплен горизонтально и вертикально для сдерживания толкающих усилий, воздействующих на трубопровод. Вертикальные, направленные вверх усилия сдерживаются шпунтами и анкерами. Горизонтальные усилия распределяются на удерживающую раму и вертикальные анкеры. Общий вид доталкивателя представлен на рисунке

Рисунок . Доталкиватель (Pipe Thruster).

1 – удлинение средней части, 2 – средняя часть, 3 – боковина доталкивателя, 4 – цилиндр подачи, 5 – ходовой механизм, 6 – зажимной блок, 7 – антикреновое устройство

Характеристика доталкивателя НК 750 РТ (Pipe Thruster):
- толкающее усилие/вытягивающее усилие – 750 т;
- длина хода цилинтров – 5 м;
- масса – 85 т;
- min/max диаметр трубопровода – 1016мм/1524мм;
- угол работы - 0° - 15°;
- габаритные размеры (в сборе): длина 17654мм, ширина 4950мм, высота 4050мм.
На объект доталкиватель (Pipe Thruster) поставляется в разобранном виде.
Доталкиватель (Pipe Thruster) в стартовом котловане должен быть закреплен горизонтально и вертикально для сдерживания толкающих усилий, воздействующих на трубопровод.
Вертикальные, направленные вверх усилия сдерживаются шпунтами и анкерами. Горизонтальные усилия распределяются на удерживающую раму и вертикальные анкеры.

Рама основания доталкивателя, разделённая на правую и левую основные части, устанавливается и закрепляется на горизонтальном дне котлована (два щитовых цилиндра впоследствии будут установлены с соответственным углом входа). Каждая часть доталкивателя монтируется по отдельности

Рисунок. Боковина доталкивателя.

Монтаж боковин доталкивателя выполняется в следующей технологической последовательности:
- разметка места установки боковин в стартовом котловане при помощи рулеток согласно проектной документации;
- строповка, подача при помощи крана первой боковины в стартовый котлован, выверка и установка в проектное положение, расстроповка;
-строповка, подача при помощи крана второй боковины в стартовый котлован, выверка и установка в проектное положение, расстроповка;
- закрепление боковин доталкивателя при помощи гаек на анкерных шпильках либо разваркой к балкам крепления доталкивателя.
Между боковинами основания доталкивателя крепится стартовый ложемент для доталкивателя, на который в последствие монтируется установка. Посредством гидравлики регулируется необходимый угол входа.
Стартовый ложемент (пусковая рама) должен быть установлен параллельно цилиндрам доталкивателя во избежание повреждений. Далее следует проследить за тем, чтобы продольные оси установки проходили точно через вертикальный центр вращения карданного шарнира двух щитовых цилиндров.

Рисунок. Стартовый ложемент

Антикреновое устройство 

закреплено с одной стороны (слева) на стартовом ложементе и на другой стороне (справа) в пусковом котловане.

Рисунок. Антикреновое устройство.

Зажимное устройство доталкивателя монтируется краном на трубопровод. Вес зажимного устройства HK750PT – 33 т. (включая зажимные вставки и тележку). Монтаж выполнять автокраном Liebherr LTM 1120. При монтаже гидравлический запорный цилиндр зажима (расположенный в нижней части зажима) открыт гидравлически, и зажим раскрыт отпирающим цилиндром (расположен в верхней части зажима).
Когда зажимное устройство расположено на трубе, запирающий цилиндр закрывает зажимное устройство. Зажимные пластины, расположенные внутри зажимного устройства, выдвинуты гидравлически и, таким образом, зажим фиксируется на трубе. В этот момент два больших гидравлических щитовых цилиндра установлены под соответствующим углом входа, выдвинутые и соединённые с зажимным устройством посредством двух болтов.

Зажимной блок предназначен для обхвата трубопровода и проталкивания его в пробуренную скважину

Монтаж зажимного блока.

Производство работ методом Direct Pipe

Метод «Direct Pipe» характеризуется работой ТПК с продавливанием трубопровода, заранее подготовленного на всю длину перехода. Данный метод применяется, когда размеры площадки строительства позволяют выполнить необходимые сварочные и изоляционные работы по сборке трубопровода в нитку на всю длину перехода. При ограничении площадки строительства внешними факторами (препятствия, невозможность выкладки трубопровода, ограничения землеотвода и т.д.) метод «Direct Pipe» позволяет выполнять работы отдельными секциями (дюкерами). При переходе р. Белая используются 2 секции (дюкера) длиной 470м и 331,55м.

До начала выполнения работ бестраншейной прокладки трубопровода методом Direct Pipe должны быть выполнены все подготовительные работы:
- смонтировано оборудование;
- дюкер газопровода сварен;
- выполнен неразрушающий контроль стыков;
- закончены изоляционные работы;
- закончены работы по испытаниям;
- дюкер выложен на роликовые опоры;
- выполнена стыковка дюкера и ТПК;
- все коммуникации подключены.

Все элементы процесса, участвующие в бурении и прокладке, такие как тоннелепроходческий комплекс, доталкиватель, насосы и система позиционирования управляются удалённо из контейнера управления. Информация, переданная через информационную шину, к которой подсоединены все компоненты, исходит от двух программируемых логических контроллеров. Таким образом могут быть приведены в действие рулевые цилиндры тоннелепроходческого комплекса, а также отрегулирована скорость работы шламовых насосов. Важные функции и значения измерений отображаются на нескольких экранах, расположенных в кабине управления. Один экран отображают систему позиционирования, на другом отображается результат видеонаблюдения с помощью камер, встроенных в устройство. Передача энергии доталкивателю происходит с помощью модуля питания, встроенного в контейнер.

Перед началом бурения отметки по траектории трубопровода (начало и/или конец прямых и изогнутых секций) вводятся в программу системы отслеживания. Оператор системы Direct Pipe наблюдает положение ТПК в сравнении с заданной (требуемой) траекторией в процессе бурения. При взаимодействии с тремя рулевыми цилиндрами задается направление/корректировка движения ТПК с режущей головкой в нужном направлении.
Чтобы подтвердить работоспособность выстроенной системы выполняются пусконаладочные работы. Из кабины управления все гидравлические, электрические и пневматические механизмы приводятся в действие для выявления функций, которые выполняются не должным образом. Таким образом, например, производится перемещение рулевых цилиндров, испытание гидравлических насосов, пробная подача бентонита и т.д.