Determination of pipeline laying depth for implementation by horizontal directional drilling method
Authors: Шарафутдинов Зариф Закиевич , Капаев Рим Амирханович , Исламов Искандар Рамилович 
Published: September 2022

Существующие базовые требования к проектированию подводных переходов магистральных трубопроводов регламентируют минимально допустимую глубину заложения трубопровода. Применяемые технические нормативы на сегодняшний день оправданы практикой строительства, однако их недостатком является отсутствие учета физико-механических свойств грунтов, слагающих траекторию бурения скважины перехода. Опыт показывает, что одним из основных осложнений, которое способно значительно обострить технико-экологические проблемы строительства, является выход бурового раствора на поверхность, вызванный гидравлическим разрывом грунта. Исследование направлено на определение возможности оптимизации профиля подводного перехода и глубины его заложения при прохождении пересечения русла водных преград и других технически сложных участков. Рассмотрены вопросы гидравлического разрыва грунта в процессе строительства скважины, приведена методическая основа для выполнения инженерно-технических расчетов с обоснованием отдельных требований, применяемых при проектировании подводных переходов. Выполнен анализ возможности прорыва бурового раствора на дневную поверхность, основанный на оценке прочностных свойств грунтов и касательных напряжений, возникающих на стенках скважины при ее формировании. Установлено, что возможно аналитическое определение оптимальной величины заложения трубопровода с учетом инженерно-геологических условий прокладки при сооружении трубопроводов методом наклонно-направленного бурения.

The minimum allowable depth of the pipeline is specified by the existing basic requirements for the design of underwater crossings of main pipelines. Today the applied technical standards are justified by the practice of construction, however, their disadvantage is the inability to take into account the physical and mechanical properties of the soils that make up the drilling trajectory of the crossing well. Experience shows that one of the main complications, which can significantly escalate the technical and environmental problems of construction, is the exit of drilling fluid to the surface caused by hydraulic fracturing of the soil. The study is aimed at determining the path and possibility of optimizing the profile of the underwater crossing and the depth of its laying when crossing the channel of water barriers and other technically difficult areas. The issues of hydraulic fracturing of the soil during the construction of well are considered, methodological basis for performing engineering and technical calculations is given with the justification of certain requirements used in the design of underwater crossings. An analysis was made of the possibility of drilling fluid breakthrough to the day surface, based on an assessment of the strength properties of soils and shear stresses that occur on the walls of well during its formation. Based on the results of the analysis of the obtained data, it was established that it is possible to analytically determine the optimal value of pipeline laying, taking into account the engineering and geological conditions of laying during the construction of pipelines by the method of directional drilling.