HU231179B1 - Jet rendszerű csőfektető eljárás és berendezés az eljárás megvalósítására - Google Patents

Description

Jet rendszerű csőfektető eljárás és berendezés az eljárás megvalósítására

A találmány tárgya jet rendszerű csőfektető eljárás. A találmány tárgya a berendezés is az eljárás megvalósítására.

A jelenleg használatos nagy nyomású (ún. jet rendszerű) öblítéses technológiákat a vízszintessel szöget bezáró furatok, úgynevezett ferde fúrások elkészítésénél alkalmazzák. A felszínről indított, függőleges lefelé irányuló fúrási megoldásokra jelenleg többféle technológia áll rendelkezésre (száraz fúrási, jobb és balöblítéses rotary fúrás stb.), mely közül több alkalmazza a nagy nyomású öblítéses megoldást segédtechnológiaként. A technika állásában a következő megoldások ismertek.

Az US4119160A számú amerikai szabadalmi leírás jet rendszerű, nagy nyomású öblítéses fúróberendezést és technológiát mutat be. A fúrófej két nyílással van ellátva, melyek közül az egyik a fúrófej tengelyén, a fúrás irányában helyezkedik el, a másik nyílás pedig 15—30 fokos szöget zár be a fúrási iránnyal. A forgó fúrófej nyílásain kiáramló nagy nyomású víz segítségével kőzetbe, sziklába is lehet furatot készíteni, a fúrófej fúrás közben 1000 ft/sec sebességgel forog. A fúrófej nem kerül kapcsolatba a földtani közeggel, továbbá a nagy nyomású vízzel való fúrás mellett a fúrófej forog, míg jelen találmányunk esetében mechanikai mozgása a fúrófejnek nem történik.

A CN106351581 A számú kínai közzétételi irat jet rendszerű fúrási technológiát ismertet, előnyösen kőolaj és földgáz kitermelésére. A fúrásokat fúrófolyadékot, spirál csövet, helymeghatározó adóvevőt, fecskendező vezetőt tartalmazó csőegység végzi. A fecskendező vezető irányítja magát a fúrást. Az ismertetett megoldás lehetőséget ad vízszintes furatok készítésére is. A függőlegesen lefelé induló furatok a mélyben vízszintesbe fordíthatók, akár különböző mélységben elhelyezkedő vízszintes furatok rendszere is kialakítható egyazon függőleges furatból. A fúrás során szuperkritikus széndioxidot juttatnak a magas nyomású fúróanyagba, mely így még hatékonyabb hatást ér el.

Az US9863188 B2 számú amerikai szabadalmi leírás egy irányítható fúrórendszert és annak alkalmazására vonatkozó eljárást ismertet. A rendszer négy, önálló motorral meghajtott fúrófejet tartalmaz, és a négy motor zárhatóságával, illetve sebességének egyedi beállításával precízen lehet befolyásolni a fúrófej haladási irányát, tehát vízszintes irányú furat is készíthető. A fúrás könnyítéséhez fluidumot adnak hozzá, és a keletkezett széttört kőzettörmeléket négy nyíláson keresztül vezetik ki. Ezzel ellentétben jelen találmányunk esetében fúrási csövön keresztül 10-12 bar közötti nyomású vizet vagy víz és sűrített levegő kombinációját használva érünk el előrehaladást, valamint a fúrás során keletkezett zagyosított anyag a fúrófej visszahajló fúvókáin keresztül áramlik ki a felszínre, és lehetőség van ennek begyűjtésére. Fontos eltérés, hogy jelen megoldásunknál alkalmazott nagy nyomású víz, vagy víz és levegő és a földtani anyag keveredése segítségével könnyen megoldható a fúrás sikeressége segédanyag hozzáadása nélkül is.

A CN107152042 A számú kínai közzétételi irat egy nagy nyomású öblítéses technológián alapuló eljárást ismertet, mellyel 0 és 90 fok közötti ferde furatok is készíthetők, előnyösen homokos talajban, illetve a furatok fala megerősíthető. Az eljárás épületek alatti alagutak kialakítására, megerősítésére alkalmazható; a fúrás során járatkitöltés is zajlik, mellyel erősítik a járatokat, melyeket fúrtak. Fontos eltérés, hogy jelen találmányunk esetén nincs szükség külön a fúrási járat megerősítésére, mivel a fúrás során csőrakatok kerülnek elhelyezésre, melyek a földtani közeg stabilitását biztosítják. A módszerünk így nem csupán homokos földtani közegben alkalmazható, a fúrófejek különböző típusaival eltérő jellegű földtani közeg is gond nélkül megfúrható.

A CN105986795 A számú kínai szabadalmi leírás egy szénrétegből metángázt kitermelő eljárást ismertet, így elkerülve az esetleges robbanásokat. Az eljárás során függőleges furatot készítenek, majd a szükséges mélységben vízszintes irányba fordulnak, és egy rövid vízszintes furatot készítenek. A fúrás jet rendszerű öblítéses technikával történik. A fúrás során keletkezett széntörmelék felvezetésre kerül a fúrás kezdőpontjához.

A CN104912479 A számú szabadalmi leírás szintén egy metángáz kitermelésére szolgáló, tehát bányászati célú eljárást mutat be, mellyel vízszintes furatok, illetve furatok rendszere hozható létre. A függőleges irányú fúrást meghatározott mélységben kis görbületi sugárral vízszintesbe fordítják, majd a vízszintes furatból oldalirányba elágazóan hoznak létre egy alagútrendszert. A CN107131356 A számú kínai közzétételi iratban egy csőfektetési eljárást mutatnak be, mely segítségével beépített területen is megoldható a vízszintesen futó csövek lefektetése, például utak vagy házak alatt. A kis átmérőjű vízszintes fúrást megelőzően a két végponton, például az út két oldalán függőleges furatokat készítenek, majd ez után végzik el a vízszintes fúrást. A leírás nem ad kitanítást arra vonatkozóan, hogy a függőleges furatból hogyan készítik el a vízszintes vájatot, vagyis befordítják-e a fúrás irányát vízszintesre. A fúrás irányítását lézeres rendszerrel végzik mely +-3 cm eltérést okozhat. Jelen találmányunknál ezzel ellentétben a fúrás irányítása a fúrófejben található vezérlőtechnika segítségével zajlik.

A CN106594386 A számú kínai szabadalmi leírás szintén egy fúrási és csőfektetési eljárást mutat be, itt azonban irányított fúrással hozzák létre a ferde, majd vízszintes irányú furatot. A furatkészítés és a csőfektetés két külön fázisban történik. Az eljárással nagy átmérőjű és hosszú vízszintes furat létrehozása lehetséges. Ez főleg olyan helyeken alkalmazható sikeresen, ahol nehéz a földtani közegbe való bejutás. A fúrás A-B pontok között történik, melyre jelen találmányunk esetén nincs szükség. Jelen találmányunk esetében ugyanis elegendő egy furatkészítés, majd abba kerül a haszoncső, illetve a vízszállító cső mely a nagy nyomású vizet vagy vizet és levegőt szállítva segít a fúrás előrehaladásában.

A CN105964678 B számú kínai szabadalmi leírás egy talaj és talajvíz in-situ kármentesítő rendszert és eljárást ismertet. Az eljárás során nagy nyomású öblítéses technológiával készítenek furatot, így érik el az érintett talajréteget, majd kármentesítő anyaggal keverik össze a talajt és/vagy a talajvizet, végül laboratóriumi mérésekkel monitorozzák a helyszínről és környezetéből vett mintákat. Jelen találmányunkhoz képest jelentős eltérés, hogy e kínai találmány esetén nem fordul vízszintes irányba fúrás, hanem függőleges fúráson keresztül fecskendezik be a szennyezett közegbe a hatóanyagot; így kémiai oxidációval tisztítják a földtani közeget a szennyeződésektől. Jelen találmányunknál kétféleképp történhet in-situ kezelés kármentesítések során. Lehetőség van helyben való anyag szennyezett közegbe való továbbítására, vagy az elhelyezett csőrakaton keresztül a szennyezett folyadékok kitermelésére.

Az US 3,845,828 közzétételi irat olyan megoldást ismertet, amelynél forgó fúróeszközzel hajtjuk végre az előrehaladást. A fúróegységet egy földbe ásott árokban helyezik el. Egy csőöreget alakítanak ki, majd fúróegység kihúzása után helyezik el a csövet. A fúráshoz vegyi anyagot is felhasználnak.

Összefoglalóan elmondhatjuk, hogy a jelenleg alkalmazott hagyományos rendszerek külső hidraulikus meghajtásúak és nem teszik lehetővé a haszoncsövek közvetlen vízszintes fektetését, különösen nem felszínről indítva. Nem létezik tehát felszínről függőlegesen indítható, majd a mélyben vízszintes irányba, síkba be-, ill. elforduló cső-, és hőcserélő szonda fektető technológia. A fent ismertetett megoldások további hátránya, hogy a fúrás és a csőrakat elhelyezése két külön fázisban történik. Először megtörténik a fúrólyuk kialakítása, majd abba kerül elhelyezésre, illetve behúzásra a csőrakat. Ezzel ellentétben jelen találmány esetében a felszínről indított fúrási és haszoncső lefektetés egy ütemben zajlik.

A találmány célja az eddigi megoldások hibáinak kiküszöbölése, és egy olyan berendezés, valamint alkalmazására irányuló eljárás kialakítása, mely csupán vízzel vagy vízzel és levegővel képes fúrásokat, csőrakatok elhelyezését elvégezni a felszín alatt különböző földtani környezetben. A találmány további célja, hogy a csőfektetést olyan területeken is el lehessen végezni, melyek beépítettek, közművel sűrűn borítottak és fúrási munkálatok a területen nem, vagy csak jelentős költséggel lennének egyébként végezhetők.

A feltalálói tevékenység azon a felismerésen alapul, hogy ha a találmányt az 1. igénypont szerint valósítjuk meg, akkor a korábbiaknál kedvezőbb megoldást kapunk. Ugyancsak fontos felismerés, hogy ha megfelelő irányítottságú, fúvókákkal ellátott fejet alkalmazunk, akkor az alkalmazott, nyomás alatt lévő víz vagy víz és levegő az előrehaladás irányában fellazítja és kimossa a földtani közeget maga előtt. Ez a felismerés lehetővé teszi, hogy a csőfektetés környezetszennyező fúrási segédanyagok nélkül, és akár függőleges, akár a felszínnel szöget bezáró irányban is megkezdhető, mely az adott réteg elérése után tetszőleges szöggel, fektetendő cső hajlítási sugarának megfelelően befordítható.

A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti megoldás legáltalánosabb megvalósítási formáját az 1. igénypont szerint valósíthatjuk meg. Az alkalmazási eljárás legáltalánosabb formája az eljárási főigénypontból ismerhető meg. Az egyes kiviteli módokat az aligénypontokban ismertetjük.

A megoldás alkalmazása során általánosan a fúrást megelőzően nyomásbiztosító egységet hajtóközeg tároló tartályra kötünk, felszíni fúrási pontot tűzünk ki, csőrakat egyik végén fejegységet alakítunk ki, a fejegységen adaptert és szórófejet helyezünk el. Az eljárás jellegzetessége, hogy a fúrást megelőzően hajtóközeg szállító csővezetéket nála nagyobb átmérőjű haszoncsőbe húzunk be, a hajtóközeg szállító csővezetéket a nyomásbiztosító egységhez csatlakoztatjuk, az adapterrel a haszoncsövet a szórófejhez kapcsoljuk, zagytisztító és ülepítő egységet továbbá felszín alatt zagygyűjtő zsompot alakítunk ki, a fúrás megkezdésekor bekapcsoljuk a nyomásbiztosító egységet, a hajtóközeg tároló tartályból a nyomásbiztosító egység útján vizet vagy vizet és levegőt tartalmazó hajtóközeget vezetünk a hajtóközeg szállító csővezetékbe a fúrás folyamata alatt, a fúrás során a hajtóközeget a fejegység felé vezetjük és a szórófej fúvókáiból kifelé, haladási iránnyal megegyezően nyomjuk és ezáltal a talajt az előrehaladás irányában fellazítjuk és helyet biztosítunk a fejegységnek és az azt követő csőrakatnak, a fejegységgel és a csőrakattal kívánt szögben előre haladunk, miközben csőadagoló egységgel adagoljuk a csőrakatot és szabályozzuk a csőrakat előrehaladásának sebességét, a fúrás befejeztével pedig a haszoncsövet a felszín alatt lefektetve hagyjuk.

Különböző kiviteli példa lehet, ha a fúrást megelőzően a fejegységen irányító egységet helyezünk el, majd a fúrás során a fúrás irányát és a haladási irány felszínnel bezárt szögét az irányító egységgel szabályozzuk oly módon, hogy az irányító egységgel adott fúvókákat elzárunk és/vagy bekapcsolunk.

Ugyancsak különböző kiviteli példa lehet, hogy a hajtóközeget 1-1,2 MPa nyomással nyomjuk ki a szórófej fúvókáiból.

Szintén jellemző lehet, hogy a fúrás során keletkezett zagyosított anyagot a szórófej visszahajló fúvókáin keresztül a felszínre vezetjük, majd a zagytisztító és ülepítő egységgel begyűjtjük, majd a begyűjtött zagyosított anyagot újra hasznosítjuk.

Ugyancsak jellemző, ha a fejegységet hely és pozíció meghatározó eszközzel látjuk el, a hely és pozíció meghatározó eszköz adatait adatkábellel központi vezérlő és kontrollegységbe juttatjuk el. Különböző kiviteli példa lehet, ha az adaptert a fúrás végeztével a felszín alatt hagyjuk, az irányító egységet pedig felhozzuk.

A találmány megvalósítására vonatkozó berendezés általánosan szórófejjel ellátott fejegységet foglal magában, a szórófej legalább egy fúvókával van ellátva. A berendezés jellegzetessége, hogy központi vezérlő és kontrollegységet, csőrakatot, nyomásbiztosító egységet, csőadagoló egységet és segédtechnológiai egységet tartalmaz, a nyomásbiztosító egység szivattyúval van ellátva, a segédtechnológiai egységet hajtóközeg tároló tartály, valamint zagytisztító és ülepítő egység, a csőrakatot pedig haszoncső és hajtóközeg szállító csővezeték alkotja, a nyomásbiztosító egység a hajtóközeg tároló tartályhoz kapcsolódik, a fejegység adapterrel, valamint kontroll adapter és irányító egységgel van ellátva, a szórófej és a haszoncső az adapter útján van összekapcsolva, a szórófej legalább egy visszahajló fúvókával rendelkezik, a központi vezérlő és kontrollegység a nyomásbiztosító egységgel, a csőadagoló egységgel és a fejegységgel van összekapcsolva.

Jellemző lehet a berendezésre, hogy a zagytisztító és ülepítő egységhez zagygyűjtő zsomp kapcsolódik, illetve, hogy a szórófej és a hajtóközeg szállító csővezeték oldható kapcsolatban állnak egymással.

További kiviteli példa lehet, hogy adatkábelt és vezérlőkábelt tartalmaz; a fejegység hely és pozíció meghatározó eszközzel van ellátva; az adatkábel a hely és pozíció meghatározó eszközt, valamint a központi vezérlő és kontrollegységet kapcsolja össze; a vezérlőkábel a nyomásbiztosító egységet és a csőadagoló egységet a központi vezérlő és kontrollegységgel köti össze.

A találmányt a továbbiakban kiviteli példa kapcsán, rajzok alapján mutatjuk be közelebbről.

A mellékelt rajzokon az

1. ábra a berendezés elvi elrendezése, a

2. ábra a fejegység hosszmetszete, míg a

3. ábra a fejegység keresztmetszete.

Az 1. ábrán megfigyelhetjük a berendezés fő elemeit: az 1 nyomásbiztosító egységet, a 2 csőadagoló egységet és a 3 fejegységet. A berendezés működését a 4 segédtechnológiai egység támogatja, mely 5 hajtóközeg tároló tartályt és 7 zagytisztító és ülepítő egységet foglal magában. A fúrási pont mellett 7 zagytisztító és ülepítő egység 8 zagygyűjtő zsomp is ki van alakítva. A 7 zagytisztító és ülepítő egység a 8 zagygyűjtő zsompba visszaáramlott hajtóközeg tisztítását és előkezelését végzi az újrafelhasználás érdekében. A 2 csőadagoló egység által a felszín alá vezetendő 15 csőrakat 17 hajtóközeg szállító csővezetéket és 16 haszoncsövet foglalja magában, olyan módon, hogy a 17 hajtóközeg szállító csővezeték a 16 haszoncsövön belül helyezkedik el. 17 hajtóközeg szállító csővezetékből több is alkalmazható. Az 1 nyomásbiztosító egység a felszínen van elhelyezve, az 1a bemeneti oldala 5 hajtóközeg tároló tartállyal van összekötve. Az 1 nyomásbiztosító egység legalább egy 9 szivattyút tartalmaz, és biztosítja az 5 hajtóközeg tároló tartályból érkező víz, és bizonyos esetben, talajviszonyoktól függően víz mellett levegő 1-1,2 MPa-lal (10-12 bar) történő továbbítását a 17 hajtóközeg szállító csővezetékben a 3 fejegységig. Víz minden esetben a hajtóközeg alkotóelemét képezi, az alkalmazott levegő aránya pedig földtani közegtől függ, másképpen reagál például a vízre egy durva kavicsos közeg, mint egy finomszemcsés löszös közeg. Levegőt tehát nem minden esetben használunk víz mellett. A 2 csőadagoló egység ugyancsak a felszínen van elhelyezve, szerepe a csőadagolás, továbbítás és lehajtás, valamint a 17 hajtóközeg szállító csővezeték(ek), a hely és pozíció meghatározó eszköz(ök) visszahúzása. Biztosítja a 3 fejegység előrehaladásának megkönnyítését a 15 csőrakat felszíni szakaszának súrlódásának megszüntetésével. A 2 csőadagoló egység segíti továbbá a 15 csőrakat akár a felszínnel szöget bezáró vagy függőleges indítását és a 15 csőrakat folyamatos fektetését. Az 5 hajtóközeg tároló tartály, mely például egy tartályautó is lehet, tárolja a hajtóközegként alkalmazható vizet. A berendezés 6 központi vezérlő és kontrollegységgel is el van látva, mely segítségével irányíthatók a berendezés különböző részei. A 6 központi vezérlő és kontrollegység az 1 nyomásbiztosító egységgel, a 2 csőadagoló egységgel és a 3 fejegységgel van összekapcsolva. Fontos kritérium, hogy olyan legyen a berendezés kialakítása, mely folyamatosan képes biztosítani a lesajtolt hajtóközeggel a szükséges nyomást a 10 szórófej és a 15 csőrakat előrehaladásához. Ennek mind a felszínen, mind a felszín alatt állandónak és kontrollálhatónak kell lennie. A csőadagoláshoz elengedhetetlen, hogy a berendezés megfelelő mennyiségű 15 csőrakatot képes legyen lejuttatni a fúrási közegbe. Az eljárás végrehajtásához 19 adatkábel és 20 vezérlőkábel is adatokat biztosít, melyek közül a 19 adatkábel a 16 haszoncsőben kerül elhelyezésre. A 19 adatkábel a 18 hely és pozíció meghatározó eszköz jeleit juttatja el a felszínen lévő 6 központi vezérlő és kontrollegységbe, ez jellemzően UTP kábel. A 20 vezérlőkábel elektromosan köti össze az 1 nyomásbiztosító egységet, 2 csőadagoló egységet, illetve 6 központi vezérlő és kontrollegységet. A 2. ábrán oldalnézetben, részletesebben figyelhetjük meg a 3 fejegység részeit, mely a 17 hajtóközeg szállító csővezeték és ezáltal a 15 csőrakat elején található. A 3 fejegységen keresztül történik a talaj/földtani közeg megbontása. A 3 fejegység három részegységből áll: 10 szórófej, 11 adapter és 12 irányító egység. A 10 szórófej legalább egy 13 fúvóka és/vagy 14 visszahajló fúvóka van elhelyezve. A 13 fúvókák és 14 visszahajló fúvókák elosztása, mérete és kialakítása attól függ, hogy milyen jellegű földtani közegben kerül sor a fúrásra. Ezek eltérő kialakítása ugyanis a különböző földtani közegeken (pl. agyag, iszap, homok) keresztüli áthaladást biztosítja. A 14 visszahajló fúvókák kialakítása a könnyebb előrehaladás biztosításának érdekében javasolt. A 10 szórófejen kialakított, haladási iránnyal ellentétes 14 visszahajló fúvókák elősegítik a zagyosított anyag távozását a fúrólyukból. A fúrás során keletkezett zagyosított anyag a 10 szórófej 14 visszahajló fúvókáiba berögzített 17 hajtóközeg szállító csővezetékből kiáramló hajtóanyag segítségével áramlik ki a felszínre, zagy formájában a 15 csőrakat palástja mentén. A 10 szórófej és a 17 hajtóközeg szállító csővezeték oldható kapcsolatban állnak egymással. A 11 adapter a 10 szórófejnek a 16 haszoncsőhöz való csatlakozását és rögzítését biztosítja. A 11 adapter segítségével kerül előhúzásra és elhelyezésre a 16 haszoncső. A 11 adapter a csőfektetés befejeztével a 16 haszoncsővel együtt lenn marad. Ez lehetőséget biztosít a 16 haszoncső végének lezárására, esetleg a fúrás igény szerinti folytatására. A 12 irányító egység a 13 fúvóka után a 10 szórófejen kerül elhelyezésre. Ugyancsak itt található az irányítás vezérléséhez szükséges 18 hely és pozíció meghatározó eszköz, valamint az egyéb elhelyezni kívánt műszerek.

A 3. ábra ugyancsak a 3 fejegységet mutatja be, azúttal keresztmetszetben. Megfigyelhetjük a 3 fejegység 3a belső csőpalástját, és az azon belül elhelyezkedő 12 irányító egységet, a 13 fúvóka, a 14 visszahajló fúvóka, valamint a 17 hajtóközeg szállító csővezeték keresztmetszetét, a nagy átmérőjű 16 haszoncsövet, melynek a 10 szórófejhez való csatlakozását a 11 adapter segíti elő. A 3 fejegységben van még továbbá elhelyezve a 18 hely és pozíció meghatározó eszköz. Jelen kiviteli példában több 17 hajtóközeg szállító csővezeték van kialakítva.

A találmány alkalmazása során a kívánt eredménynek megfelelően először előkészítjük a 15 csőrakatokat. A 15 csőrakatok előkészítése során elsőként a kis átmérőjű 17 hajtóközeg szállító csővezeték 3 fejegységén, célszerűen a belső csőpaláston elhelyezésre kerül a 12 irányító egység. Majd a 17 hajtóközeg szállító csővezetéket behúzzuk a fektetendő nagyobb átmérőjű 16 haszoncsőbe. Ezt követően a 16 haszoncsőből és a 17 hajtóközeg szállító csővezetékből álló 15 csőrakat az 1 nyomásbiztosító egységbe kerül bekötésre. A 3 fejegységet elhelyezzük a 15 csőrakat végén. A 11 adapter a 10 szórófej 16 haszoncsőhöz való csatlakozását és rögzítését biztosítja. Ezután előkészítjük az 1 nyomásbiztosító egységet. A 15 csőrakat 3 fejegységgel ellátott részével ellentétes vége az 1 nyomásbiztosító egységhez kerül csatlakoztatásra. Az 1 nyomásbiztosító egység 1a bemeneti oldala rákötésre kerül az 5 hajtóközeg tároló tartályra. Ezt követően kitűzzük a fúrási pontot. A fúrási pont kitűzését követően az 1 nyomásbiztosító egység elhelyezésre kerül a területen. A fúrási pont mellett kialakításra kerül egy 8 zagygyűjtő zsomp, melyből a fúrás során a hajtóközeg visszanyerhető a 7 zagytisztító és ülepítő egység segítségével. A fúrási ponton jellemzően kézi fúróval 20-100 cm-es lyuk, előmetszés kialakítására kerül sor. Ennek célja, hogy a nagy nyomású kiáramló hajtóközeg a felszíni tereptárgyakban ne okozzon kárt. Ezután kezdődnek a csőfektetési lépések. A felszínről indított fúrási és haszoncső lefektetés egy ütemben zajlik. A 3 fejegységet elhelyezzük az előző lépésben létrehozott előmetszésben. A megfelelő elhelyezés után bekapcsoljuk az 1 nyomásbiztosító egységet. A 3 fejegység 10 szórófej részéből ekkor a 1-1,2 MPa nyomással (10-12 bar) nyomással távozik a hajtóközeg. (A nyomás megválasztása földtani közegfüggő.) A 2 csőadagoló egység bekapcsolását követően a szabályozható a cső előrehaladásának üteme. A csőfektetés akár függőleges, akár a felszínnel szöget bezáró irányban is megkezdhető, mely az adott réteg elérése után tetszőleges szöggel, fektetendő cső hajlítási sugarának megfelelően befordítható. A fúrás, azaz csőfektetés során a 3 fejegység 10 szórófej részének 13 fúvókáiból kiáramló, felszínről besajtolt sűrített levegő vagy magas nyomású víz, illetve jellemzően ezek kombinációja az előrehaladás irányában fellazítja, kimossa a földtani közeget, illetve a szerkezetét átrendezi, így utat vájva a 3 fejegységnek és az azt követő 15 csőrakatnak. Levegő hajtóközegként való alkalmazása során nagynyomású oldott gázokkal segíthetjük elő a talajszerkezet átrendeződését. Az eljárás alkalmazása során nincs szükség egyéb segédanyagok alkalmazására. A 2 csőadagoló egység az előrehaladással megegyező irányba hajtja le a 3 fejegységet és a 15 csőrakatot. Amennyiben hajtóközegként vizet alkalmazunk, a lesajtolt víz egy része a csőből kikerülve a pórusokat telíti, ennek következtében a cső palástján és annak környezetében a lebontott anyag a besajtolt vízzel együtt zagyot képez, mely képes a lesajtolt cső súlyát megtartani és annak előrehaladásához a csúszási felületet biztosítani. A fúrás során keletkezett zagyosított anyag a 10 szórófej 14 visszahajló fúvókái segítségével áramlik ki a felszínre, lehetőség van ennek begyűjtésére a 7 zagytisztító és ülepítő egység segítségével, majd újrahasznosítás is lehetséges. A 3 fejegység kialakításánál fontos az irányíthatóság megoldása, továbbá a megfelelő nyomásparaméterek meghatározása. Az irányíthatóság következtében lehetőség nyílik az irányított csövezés kivitelezésére. A 11 adapter a fúrás befejeztével a mélyben marad, és elzárásra kerül; abban az esetben, ha tovább kívánunk fúrni, újra üzembe helyezhető. Fúrás végeztével maga a 3 fejegységben található 12 irányító egység, a 17 hajtóközeg szállító csővezeték és a 18 hely és pozíció meghatározó eszköz visszanyerhető. Találmányunk a felszín alatt nem alkalmaz forgó, vagy mechanikailag meghajtott részt. A vízszintes, illetve különböző szöget bezáró fúrások irányítása a 3 fejegységen található 12 irányító egység segítségével történik, méghozzá a 13 fúvókák megfelelő helyen és időben való elzárásával. Így nagy távolságon keresztül is lehetséges a fúrás létesítése, anélkül, hogy földtani közeg megbolygatásra kerülne. Fontos továbbá az 1 nyomásbiztosító egységgel történő folyamatos hajtóközeg utánpótlás, valamint a folyamatos és egyenletes nyomóerő a 15 csőrakat előrehaladásához. A csőfektetés előrehaladása során a 15 csőrakat, illetve az abban lévő 17 hajtóközeg szállító csővezeték önmaga végzi a hajtóközeg szállítását, a 16 haszoncső pedig lent marad. Emiatt nincs szükség védőcsövezésre, illetve további csövezési munkálatokra. Amennyiben az elhelyezni kívánt 16 haszoncső réselt, abban az esetben a perforációk mentén a felszín felé menő zagy jelentős része a réselt csövön keresztül visszajut a felszínre, ahol szűrés és ülepítés után újra felhasználható.

Az eljárás kármentesítésre is használható. Egyik lehetőség kármentesítés során alkalmazott mikrobiológiai vagy kémiai anyagok lejuttatása a szennyezett közegbe való továbbítása, másik lehetőség az elhelyezett 15 csőrakaton keresztül a szennyezett folyadék kitermelése. A berendezés alkalmazható lehet továbbá mélységi hőcserélő rendszerek kialakítására. Ebben az esetben a talajba lehajtott 16 haszoncsövön a 13 fúvókák elzárandók, és a 16 haszoncső hőcserélő folyadékkal feltöltve hőcserélő rendszer külső elemeként üzemelhet. Így kialakíthatók új generációs geotermikus hőcserélő talajszondák. Ezek alkalmazásával nagyságrenddel nagyobb talajtérrész érhető el a hőtranszport folyamatok számára egyazon fúrásból vagy aknából, mint a jelenleg alkalmazott technológiákkal, illetve akár a jelenleg alkalmazott fúrási mélységek töredéke is elegendő lehet azonos hatásfok elérésére a geotermikus hőszivattyútechnika területén.

A bemutatott találmánynak számos előnye van. A találmány egyik előnye, hogy az eljárás alkalmazása során a csőrakat lejuttatásához csupán víz vagy víz és levegő felhasználására kerül sor. Energiatakarékos módon mindössze csapadékvíz alkalmazásával is végrehajtható az eljárás. Ennek következtében környezetet károsító anyagok, pl. iszap nem kerül a környezetbe, de más környezetre káros anyag, például bentonit sem kerül felhasználásra. A fúrási iszap helyett a környezet saját anyaga - keveredve a lesajtolt közeggel - biztosítja a kenési felületet. Találmányunk alkalmazásával jelentősen csökkenthető a furadék kihozatali hányada, mely következtében nincs szükség nagy méretű fúróiszap tároló kialakítására. Ezáltal tehát csökken az eddigi megoldásokhoz képest az energiafelhasználás és a környezeti terhelés. A fúrás során alkalmazott csövek maguk szállítják a hajtóközeget, így nincs szükség biztonsági és védőcsőhálózat kiépítésére sem. A berendezés fontos előnye a mozgékonyság és a szállíthatóság. További előny, hogy a felszín alatt nem alkalmazunk forgó, vagy mechanikailag meghajtott részt. Ugyancsak előnyös, hogy az eljárás során nem szükséges külön furat készítése a cső elhelyezésére, hiszen a haszoncső a fúrással egy időben elhelyezhető. Fontos előny, hogy a jelen megoldásunk alkalmazása olcsóbb, ennek egyik oka, hogy kevesebb munkaerőt vesz igénybe, már 2-3 fővel is kivitelezhető. Ebből következik, hogy rövidebb a felvonulás és levonulás ideje is. Mint már említettük, nincs szükség iszapra, adalékanyagra, iszapgödörre, illetve iszapszállításra. Az eljárás így akár fél áron is megvalósítható az eddig ismert technológiákhoz képest. További előny az eddig ismert megoldásokhoz képest, hogy 40, de akár 120 méteres táv átfúrására is alkalmas. Ugyancsak előny az eljárás gyorsasága, hiszen a kevesebb felszerelésnek köszönhetően egyszerűbb a logisztika. Az eljárás precíz, és nélkülözi a hagyományos munkálatok jó részét; ennek köszönhetően az igénybe vett időtartam jelentősen megrövidül. Így pedig az eddig ismert megoldásokhoz képest fele annyi idő szükséges a fúráshoz. Az eljárás gyorsan megrendelhető, nem igényel különleges intézkedéseket (pl.: útzár, engedélyek stb.). Szintén előnyös, hogy kis helyigényű a technológia; a fúrás során csupán az egységek és a fektetendő cső a területére kb. 20x20 m van szükség, a csőadagoló és szivattyú helyigénye pedig csupán kb. 4 m². Fontos előny, hogy találmányunkkal nagyobb átmérőjű csövek fektethetők le, mint az eddig ismert megoldások alkalmazásával. A találmány egyszerűségére jó példa, hogy a szállítás egy tartály-autóval és egykét kisebb utánfutóval is megoldható. Előnyös az is, hogy az eljárás akár terep- és műtárgyak (út, csatorna, sínek stb.) kikerülésével is alkalmazható, és hogy a berendezés bármilyen szögben képes fúrni. Nincs szükség külön a fúrási járat megerősítésére, mivel a fúrás során csőrakatok kerülnek elhelyezésre, melyek a földtani közeg stabilitását biztosítják. A módszer így nem csupán homokos földtani közegben alkalmas, fejegységek és fúvókák különböző típusaival eltérő jellegű földtani közeg is gond nélkül megfúrható.

A találmány alkalmazási területe elsősorban a környezettechnológia, vízkitermelés és az építőipar, továbbá a kármentesítés, például beépített területek alatt, illetve talaj és talajvíz szennyeződések in-situ, horizontális és vertikális feltárása és kezelése. A találmány alkalmazható alagcsövezések kialakítására, víztelenítés céljából is, továbbá mélységi hőcserélő rendszerek kialakítására. A technológiából adódóan annak felhasználhatósága igen széleskörűen bővíthető, felhasználható innovatív öntözési eljárások kialakításához is.

A fenti példákon túl a találmány az oltalmi körön belül más kiviteli alakban és gyártási eljárással is megvalósítható.

Claims (10)

1. Jet rendszerű csőfektető eljárás, amelynek során a fúrást megelőzően nyomásbiztosító egységet (1) hajtóközeg tároló tartályra (5) kötünk, felszíni fúrási pontot tűzünk ki, csőrakat (15) egyik végén fejegységet (3) alakítunk ki, a fejegységen (3) adaptert (11) és szórófejet (10) helyezünk el, azzal jellemezve, hogy a fúrást megelőzően hajtóközeg szállító csővezetéket (17) nála nagyobb átmérőjű haszoncsőbe (16) húzunk be, a hajtóközeg szállító csővezetéket (17) a nyomásbiztosító egységhez (1) csatlakoztatjuk, az adapterrel (11) a haszoncsövet (16) a szórófejhez (10) kapcsoljuk, zagytisztító és ülepítő egységet (7) továbbá felszín alatt zagygyűjtő zsompot (8) alakítunk ki, a fúrás megkezdésekor bekapcsoljuk a nyomásbiztosító egységet (1), a hajtóközeg tároló tartályból (5) a nyomásbiztosító egység (1) útján vizet vagy vizet és levegőt tartalmazó hajtóközeget vezetünk a hajtóközeg szállító csővezetékbe (17) a fúrás folyamata alatt, a fúrás során a hajtóközeget a fejegység (3) felé vezetjük és a szórófej (10) fúvókáiból (13) kifelé, haladási iránnyal megegyezően nyomjuk, és ezáltal a talajt az előrehaladás irányában fellazítjuk és helyet biztosítunk a fejegységnek (3) és az azt követő csőrakatnak (15), a fúrás során keletkezett zagyosított anyagot a szórófej (10) visszahajló fúvókáiból (14) kiáramló hajtóközeg segítségével a csőrakat (15) palástja mentén a felszínre vezetjük, a fejegységgel (3) és a csőrakattal (15) kívánt szögben előre haladunk, miközben csőadagoló egységgel (2) adagoljuk a csőrakatot (15) és szabályozzuk a csőrakat (15) előrehaladásának sebességét, a fúrás befejeztével pedig a haszoncsövet (16) a felszín alatt lefektetve hagyjuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fúrást megelőzően a fejegységen (3) irányító egységet (12) helyezünk el, majd a fúrás során a fúrás irányát és a haladási irány felszínnel bezárt szögét az irányító egységgel (12) szabályozzuk oly módon, hogy az irányító egységgel (12) adott fúvókákat (13) elzárunk és/vagy bekapcsolunk.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hajtóközeget 1-1,2 MPa nyomással nyomjuk ki a szórófej (10) fúvókáiból (13).

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a zagyosított anyagot a zagytisztító és ülepítő egységgel (7) begyűjtjük, majd a begyűjtött zagyosított anyagot újra hasznosítjuk.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fejegységet (3) hely és pozíció meghatározó eszközzel (18) látjuk el, a hely és pozíció meghatározó eszköz (18) adatait adatkábellel (19) központi vezérlő és kontrollegységbe (6) juttatjuk el.

6. A 2-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adaptert (11) a fúrás végeztével a felszín alatt hagyjuk, az irányító egységet (12) pedig felhozzuk.

7. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás megvalósítására, amely szórófejjel (10) ellátott fejegységet (3) foglal magában, a szórófej (10) legalább egy fúvókával (13) van ellátva, továbbá csőrakatot (15), segédtechnológiai egységet (4), nyomásbiztosító egységet (1) tartalmaz, a nyomásbiztosító egység (1) szivattyúval (9) van ellátva, azzal jellemezve, hogy központi vezérlő és kontrollegységet (6), csőadagoló egységet (2) tartalmaz, a csőrakatot (15) pedig haszoncső (16) és hajtóközeg szállító csővezeték (17) alkotja, a nyomásbiztosító egység (1) hajtóközeg tároló tartályhoz (5) kapcsolódik, a fejegység (3) adapterrel (11), valamint kontroll adapter és irányító egységgel (12) van ellátva, a szórófej (10) és a haszoncső (16) az adapter (11) útján van összekapcsolva, a szórófej (10) legalább egy visszahajló fúvókával (14) rendelkezik, a központi vezérlő és kontrollegység (6) a nyomásbiztosító egységgel (1), a csőadagoló egységgel (2) és a fejegységgel (3) van összekapcsolva.

8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a segédtechnológiai egységet (4) a hajtóközeg tároló tartály (5), valamint zagytisztító és ülepítő egység (7) alkotja, a zagytisztító és ülepítő egységhez (7) zagygyűjtő zsomp (8) kapcsolódik.

9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szórófej (10) és a hajtóközeg szállító csővezeték (17) oldható kapcsolatban állnak egymással.

10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy adatkábelt (19) és vezérlőkábelt (20) tartalmaz; a fejegység (3) hely és pozíció meghatározó eszközzel (18) van ellátva; az adatkábel (19) a hely és pozíció meghatározó eszközt (18), valamint a központi vezérlő és kontrollegységet (6) kapcsolja össze; a vezérlőkábel (20) a nyomásbiztosító egységet (1) és a csőadagoló egységet (2) a központi vezérlő és kontrollegységgel (6) köti össze.