Le forage directionnel horizontal (FHD) est une méthode conventionnelle utilisée par les villes et les ouvriers du bâtiment pour installer les services publics et la plomberie sous terre. Contrairement à l’installation souterraine traditionnelle, le HDD ne nécessite pas de tranchées ouvertes.
Équipement nécessaire pour le disque dur
Comme le forage directionnel horizontal nécessite à la fois des côtés d’entrée et de sortie, plusieurs équipements sont nécessaires en fonction du côté. Pour le point d’entrée, les travailleurs secondaires ont besoin de :
- Unités de puissance et générateurs
- Pompe à eau
- Approvisionnement en boue de forage
- Cuve de mélange de boue
- Supports pour pompes à boue et tiges de forage
- Tubes de forage
- La plate-forme elle-même
Si de la boue est nécessaire, une gestion de la boue et un système de nettoyage sont nécessaires.
Au point de sortie, les travailleurs latéraux ont besoin de :
- Découpe des décanteurs
- Sortie des réservoirs de confinement des boues
- Équipements de manutention de rouleaux et de pipelines
- Flèches latérales
- Supports à tuyaux
- Tuyaux de produits
Les autres équipements nécessaires comprennent les pipelines, les équipements de revêtement, de soudage et de test.
Composants de forage horizontal
Quant à la plate-forme elle-même, quelques composants dépendent uniquement du plan de forage global. Ce sont la tige de forage et les forets. Les tiges de forage, également connues sous le nom de tiges de forage, sont disponibles dans une variété de longueurs, le plus souvent 3,0, 4,6 et 9,1 mètres. Les segments ont des filetages femelle et mâle aux extrémités opposées pour permettre la fixation les uns aux autres.
La longueur totale de la tige est calculée en fonction des angles d'entrée et de sortie en degrés, de la profondeur en mètres, de la longueur d'un obstacle à contourner et du rayon de courbe en mètres pour le point d'entrée et de sortie. Les calculs doivent être soigneusement étudiés, car le dépassement du rayon de courbure peut endommager la tige et éventuellement une défaillance. Une panne entraîne des coûts supplémentaires de remplacement et des temps d'arrêt de la machine.
Le type de travailleurs qui forent détermine le choix de la tête de forage. Pour les sols mous, tels que l'argile, le calcaire tendre, le schiste, le sable non consolidé et le lit rouge, une mèche à traînée ou fixe est la meilleure solution. Ces forets sont constitués d'une seule pièce solide qui tourne avec le train de tiges. Il n'y a pas de roulements et les travailleurs peuvent utiliser soit du liquide de coupe, soit de l'air pour enlever les terrains accidentés.
Pour les sols moyens ou durs, tels que le calcaire, les calcites, le calcaire cherteux, les schistes durs, les mudstones ou les dolomites, une fraise à rouler à trois-cônes est la meilleure solution. La forme, l'angle et le matériau déterminent leur utilisation. Les mèches avec des dents longues et largement espacées sont destinées aux sols moyens, tandis que les dents plus courtes et étroitement espacées sont conçues pour briser les sols durs. Les trépans pour sols durs et moyens utilisent du fluide de forage pour excaver les copeaux de roche.
Étapes requises pour le disque dur
Pour le forage directionnel horizontal, quatre étapes sont nécessaires. Pour commencer, il y a la planification préalable-du site. La planification est suivie du perçage du trou pilote, de l'expansion de l'arbre par alésage, puis du retrait du train de tiges.
Pré-Planification du site
La planification préalable au-site commence par un rapport géotechnique. Ce rapport comprend un examen des études géologiques passées. En plus d'examiner les informations historiques, les géomètres prélèvent des échantillons de sol à intervalles aléatoires.
Les géomètres peuvent collecter ces échantillons à l'aide d'une tarière manuelle ou d'une perceuse. Les échantillons de sol sont ensuite envoyés pour analyse, qui indique l'emplacement, l'élévation et la profondeur de l'exemple. Le rapport revient avec des indications sur les types de sols rencontrés à chaque profondeur.
En plus de la classification des sols, le rapport géotechnique indique la résistance du sol et les éventuelles conditions des eaux souterraines. Les ingénieurs utilisent ces informations pour planifier un drainage supplémentaire et une éventuelle pression de soulèvement ou infiltration des fondations qui pourraient survenir.
Une fois le rapport géotechnique terminé, les ingénieurs déterminent les points d'entrée et de sortie de la plate-forme HDD. Ils utilisent les données du rapport pour cartographier le chemin d'exploration. Après avoir planifié l'itinéraire, les planificateurs du projet affinent les points d'entrée et de sortie.
Percer le trou pilote
Une fois toute la planification préalable-au site terminée, il est temps d'amener l'équipement sur le site et de le configurer en conséquence. Le rapport géotechnique indique la capacité portante du sol, les ouvriers sont donc assurés de ne pas amener d'engins trop lourds pour le chantier. Les résultats de l'enquête aident également les ingénieurs à sélectionner les embouts et la longueur de tige appropriés pour le travail.
Une fois l’équipement en place, les ouvriers forent un trou pilote le long du chemin prédéterminé. Une sonde située à proximité du bit renvoie périodiquement les lectures au contrôleur. Ces lectures indiquent les coordonnées verticales et horizontales le long du trou. Ces lectures sont par rapport au point d'entrée initial. Les opérateurs les utilisent pour s'assurer qu'ils restent sur le chemin et éviter toute déviation.
Souvent, lors du forage du trou pilote, les ouvriers injectent du fluide de forage dans le trou. Ce fluide contribue à assurer la stabilité du trou de forage et à transporter les déblais de forage. Cela aide également à nettoyer l’accumulation sur la perceuse et à refroidir la mèche tout en réduisant la friction entre la perceuse et le mur.
Expansion du trou
Une fois que le foret a percé le sol de l'emplacement de sortie, le fond de trou, les travailleurs retirent l'ensemble de fond de trou. Ils attachent ensuite un alésoir arrière au train de tiges. La ficelle est tirée vers l'arrière à travers le trou de forage, augmentant ainsi le diamètre.
Pour atteindre le diamètre souhaité, les travailleurs devront peut-être effectuer des passages supplémentaires dans la ligne avec l'alésoir.
Tous les avant-trous n’ont pas besoin d’être agrandis. Les pipelines de plus petit diamètre n'utilisent pas d'alésoirs. Cela est dû au fait que le trou pilote est d'une taille adéquate pour faire passer le train de tiges à travers.
Le retrait du train de tuyaux
Le train de tiges est la section de traînée, qui est légèrement plus longue que la longueur du foret. La ligne est tirée sur des rouleaux dans le trou de sortie et ramenée vers l'appareil de forage jusqu'à ce que l'ensemble du train de tiges ait traversé le trou de forage. Souvent, cette pièce est reliée à l'alésoir.
Le revêtement externe du train de tiges est visible et permet aux travailleurs d'inspecter la conduite pour déceler tout dommage une fois le retrait terminé. Les travailleurs effectuent ensuite une inspection interne pour s'assurer que le pipeline n'a pas été endommagé lors de la rétraction.
Une fois le succès du pipeline confirmé, l’équipement est démobilisé et démantelé.
Les projets de forage directionnel horizontal nécessitent une planification minutieuse. Les rapports géotechniques permettent aux planificateurs de déterminer quels forets utiliser, la longueur des tiges et le site peut gérer des équipements lourds. Une fois le plan mis en place, les travailleurs peuvent forer le trou pilote et l'agrandir pour pouvoir utiliser le pipeline.
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