Во-первых, в отличие от традиционной укладки, ННБ дает возможность выполнения работ в стесненных условиях, что актуально при строительстве, как в городских условиях, так и в полевых в существующем техническом коридоре коммуникаций.
Во-вторых, это более сжатые сроки строительства.
В-третьих, это независимость от вида препятствия без оказания, какого-либо влияния на само препятствие, будь то здание, автомобильная или железная дорога, водная преграда, дамба, набережная стенка или же другие коммуникации. В любом случае, независимо от вида препятствия, метод обеспечивает надежную защиту трубопровода от внешних механических повреждений, возникающих в результате человеческой деятельности или действия природных сил.
Наряду с преимуществами наклонное бурение имеет свои сложности, и даже ограничения по его применению. Основным ограничением является, прежде всего, большая протяженность и диаметр укладываемой трубы. В мировой практике, говоря о возможностях метода ННБ без уточнения диаметра, указывают предел - 2000 м.
В России были построены единичные переходы протяженностью более 1000 м с диаметром труб не более 1020 мм. Основная масса построенных переходов диаметром 1020 – 1420 мм находится в диапазоне 500 – 700 м.
Другим ограничением метода ННБ являются сложные геологические условия. Сложными с этой точки зрения для метода ННБ являются галечниковые грунты, грунты с включением валунов, карстовых полостей, скальные, илистые грунты. Но с развитием технологии наклонно-направленного бурения и совершенствования оборудования, метод постепенно расширяет свои границы и область применения в сложных геологических условиях.
В общем случае эти два ограничения в совокупности с конструктивными параметрами буровых установок и технологии бурения, находящихся на вооружении у подрядчика и являются основными критериями оценки возможности строительства того или иного объекта.
В России как таковой метод прокладки трубопроводов посредством бурения возник в 30-е годы. В те годы прокладка осуществлялась под дорожными полотнами. В 70-80-годы была реализована программа по созданию отечественной буровой установки.
Разработки производились во ВНИИСТе совместно с заводом «Уралмаш» и в отраслевой научно-исследовательской лаборатории сооружения трубопроводов при МИНГ им. Губкина.
ВНИИСТом совместно с «Уралмаш» была разработана и изготовлена мощная буровая установка с тяговым усилием 450 тонн, но установка вследствие не совсем верной технической стратегии оказалась мало приспособленной к работе. Практически более применимые результаты были получены в МИНГ им Губкина. А именно, к 1991 году была разработана технология и создано два типа буровых установок, применение которых позволило построить 5 опытно – экспериментальных, промышленных переходов трубопроводов через реки Клязьму, Нару, Сетуньку и Москву (диаметром от 150 до 720 мм и длиной от 104 до 180 м).
Произошедшие в государстве экономические и политические изменения негативно сказались на дальнейшем развитии отечественной технологии ННБ. Однако полученный практический опыт и знания не пропали зря и в начале девяностых годов сразу три фирмы (СКМ – Гейзер, НПП «Дромукс», Магистраль/Магма) сооружают малые переходы установками отечественного производства. Эти установки отличаются от западного оборудования, тем, что в качестве забойного оборудования для бурения пилотной скважины использовался электробур.
Более эффективно в освоении наклонно – направленного бурения развивались российские предприятия, выбравшие путь приобретения зарубежного оборудования и технологии.
В период 1994 – 1995 г.г. на рынке бывшего СССР появилось много компаний, предлагающих свои услуги по направленному бурению, это как компании имеющие мощное оборудование и прокладывающие трубопроводы через водные преграды (среди которых можно отметить Российско – германскую фирму ВИС МОС, внешнеэкономическую ассоциацию «Внештрубопроводстрой» (ВТПС), Мострансгаз и др.), так и фирмы имеющие оборудование для выполнения работ в городских условиях. Сегодня, наверное, в каждом областном центре Европейской части России и западной Сибири есть предприятие способное выполнить если не большие через реки, то небольшие в городских условиях объекты.
Отдельного внимания заслуживает вопрос о применении метода ННБ в ведомствах трубопроводного транспорта нефти и газа, при строительстве подводных переходов.
Возрастающие требования к безопасности и надежной эксплуатации магистральных трубопроводов диктуют освоение новых методов ремонта. Траншейный способ строительства подводных переходов имеет ряд недостатков и не в полной мере отвечает современным требованиям: а именно необходимому уровню конструктивной надежности, безопасной эксплуатации и сохранению окружающей среды.
Очевидно, что эффективность и целесообразность использования ННБ на водных преградах, кроется в его преимуществах по отношению к традиционному способу:
во-первых, работы не оказывают помех судоходству;
во-вторых; большая экологическая безопасность при строительстве и эксплуатации, меньшее воздействие на водный объект и объекты водопользователей;
в-третьих, в случае большой глубины и ширины реки применение ННБ освобождает от необходимости использования специальных плавсредств, способных вести разработку грунта на глубине 15-20 м и имеющих высокую производительность. Которая необходима для своевременного завершения строительства перехода в период навигации. Особенно актуален этот вопрос для района Западной Сибири, где этот период составляет 4-5 месяцев;
в-четвертых, применение метода ННБ, в силу его большого заглубления, целесообразно на водных преградах с интенсивным прогнозируемым размывом дна реки и плановыми деформациями берегов до 5 – 10 м /год, так как не требуется проведение берегоукрепительных работ, вторичных затрат на ликвидацию размывов и оголения трубопровода.
Создание нормативной базы - одно из условий внедрения новых методов.
Первый нормативный документ для ННБ был разработан ВНИИСТом в 1986 г. (Р 584 – 85/ Миннефтегазстрой СССР). Это рекомендации, которые были разработаны для бурения опытных переходов диаметром до 720 мм с помощью установки изготовленной Уралмашзаводом.
Следующий - это документ «Строительство подводных переходов трубопроводов бестраншейным способом» (СТН 51-4-92/ ГГК Газпром, СТН 06-92/Роснефтегаз, СТН 01-92/Роснефтегазстрой), разработанный в 1993 г. фирмами Магма и Магистраль.
Впоследствии были разработаны ведомственные нормы «Строительство подводных переходов газопроводов способом направленного бурения» ОАО "Газпром", и целый блок нормативных документов компании «АК «Транснефть».
Решение о закупке установок наклонно – направленного бурения и создание предприятия в системе АК «Транснефть» было принято в начале 1997 г. К этому времени были получены и проанализированы предложения на поставку оборудования ННБ от разных наиболее признанных мировых производителей данного оборудования. В результате переговоров, наиболее оптимальной была выбрана фирма Cherrington.
В этом же году АК «Транснефть» привлекла ряд институтов и предприятие к созданию ведомственной нормативной базы по строительству нефтепроводов:
ОАО «ВНИИСТ», г. Москва (Ведомственные нормы на проектирование и строительство подводных переходов методом ННБ, Технологические карты на строительство подводных переходов методом ННБ);
ЗАО «ПИРС», Омск (Калькуляция на строительство подводных переходов трубопроводов с использованием ННБ);
СП «ВИС МОС», г. Ульяновск (Требования к буровым растворам, применяемым при ННБ);
Государственный гидрологический институт, г.Санкт-Петербург (Инструкция по наблюдениям гидрологическими параметрами на пересекаемых магистральными нефтепроводами подводных переходов);
Геолого – разведочный институт. г. Москва (Программа реконструкции подводных переходов по результатам изучения геологических условий их эксплуатации).
В июле 1997 г. в системе АК «Транснефть» создано предприятие ООО «Транснефтьбурсервис», г. Самара. В 1998 году обществом получены лицензии Госгортехнадзора и Госстроя России на право производства работ по строительству с применением метода ННБ подводных переходов магистральных трубопроводов и других коммуникаций на территории Российской Федерации. В том же году ООО «Транснефтьбурсервис» построило этим методом четыре подводных перехода общей протяженностью 1811,8 м.
За прошедший период времени метод прошел всестороннюю апробацию и стал основным при решении задач строительства и реконструкции переходов. Компания «АК «Транснефть» за этот период накопила значительный опыт и внесла вклад в дальнейшее развитие ННБ. На начало 2003 года было построено 65 подводных переходов диаметром от 377 мм до 1220 м и протяженностью от 355 м до 1238 м. Строительство осуществлялось в самых различных по сложности грунтах.
2. Наклонно-направленные скважины
Скважины, для которых проектом предусматривается определенное отклонение забоя от вертикали, а ствол проводится по заранее заданной траектории, называются наклонно-направленными.
Наклонные скважины бурят, когда продуктивные пласты залегают под акваториями морей, озер, рек, под территориями населенных пунктов, промышленных объектов, в заболоченной местности, а также для удешевления строительства буровых сооружений.
Разработанные в настоящее время виды профилей для наклонно-направленных скважин делятся на две группы: профили обычного типа (представляющие собой кривую линию, лежащую в вертикальной плоскости) и профили пространственного типа (в виде пространственных кривых).
Типы профилей наклонно-направленных скважин обычного типа приведены на рис.1. Профиль типа А состоит из трех участков: вертикального 1, участка набора угла наклона ствола 2 и прямолинейного наклонного участка 3. Его рекомендуется применять при бурении неглубоких скважин в однопластовых месторождениях, если предполагается большое смещение забоя.