Công nghệ tiên tiến để lắp đặt đường ống ngầm dưới nước

Công nghệ tiên tiến để lắp đặt đường ống ngầm dưới nước

Trong việc xây dựng các lối ra dưới đáy biển, phương pháp sử dụng đường ống trực tiếp không có rãnh đang trở nên phổ biến. Công nghệ này kết hợp các ưu điểm của phương pháp khoan định hướng ngang microtunnel và PHD. Herrenknecht đã phát triển phương pháp khoan đặt ống ngầm này khoảng mười năm trước để lắp đặt các đường ống ngầm ở những nơi mà các phương pháp thông thường bị hạn chế áp dụng. Kể từ khi ra mắt vào năm 2007, khách hàng của Herrenknecht trên khắp thế giới đã sử dụng phương pháp này trong hơn 100 dự án thành công. Trong số những người khác, Direct Pipe đã được sử dụng trong việc lắp đặt các đường ống dẫn dầu, khí đốt, nước, nước muối, cũng như các ống dẫn cho cáp điện.

So với các phương pháp xây dựng hở và nửa hở, cũng như đối với công nghệ khoan định hướng ngang (PHD), Direct Pipe mang lại một số lợi thế trong việc xây dựng các lối ra dưới biển. Đặc biệt, rủi ro môi trường có thể được giảm thiểu ở các vùng nước ven biển nhạy cảm hoặc trong các khu bảo tồn thiên nhiên. Ngoài ra, phương pháp này cho phép hậu cần công việc hiệu quả cao, di chuyển gần như hoàn toàn vào đất liền, do đó giảm rủi ro do thời tiết và lên lịch thay đổi liên quan đến công việc ngoài khơi, đồng thời tránh được hậu quả ngân sách tăng.

Submarine Emissary: ​​nhiều lĩnh vực ứng dụng về công nghệ khoan ngầm kéo ống có nghĩa là việc lắp đặt các đường ống từ nước vào đất liền hoặc từ đất liền với nước. Tùy thuộc vào góc nhìn và chức năng của đường ống, nó còn được gọi là cửa hút trên biển. Có rất nhiều ứng dụng cho các đường thoát nước dưới đáy biển, từ đường ống dẫn dầu và khí đốt đến đường ống dẫn nước (chất thải), bao gồm nước làm mát hoặc đường ống nước muối từ các nhà máy khử muối, đến ống dẫn cáp, ví dụ, cáp biển cho viễn thông hoặc truyền dẫn năng lượng từ các trang trại gió ngoài khơi.

Danh mục các kỹ thuật cài đặt sẵn có cũng đa dạng như nhiều loại ứng dụng. Tùy thuộc vào điều kiện địa phương, địa chất và yêu cầu của từng dự án, các phương pháp thi công kiểu hở (nạo vét, đào rãnh) hoặc không có rãnh được sử dụng để lắp đặt đường ống. Loại thứ hai bao gồm khoan ngầm bằng robot dẫn hướng (PHD), dẫn động đường ống (đường hầm nhỏ) và đường ống trực tiếp. Đối với đường kính lớn hơn, có thể sử dụng máy khoan hầm có lót phân đoạn.

Không giống như phương pháp khoan ngầm định hướng ngang nhiều giai đoạn, trong phương pháp kéo đường ống ngầm trực tiếp, đường ống được đặt trong quá trình khoan, quy trình này có một số ưu điểm về hiệu quả và kiểm soát quá trình xây dựng. Nó đại diện cho một sự thay thế thú vị cho các chủ sở hữu, khách hàng và các công ty kỹ thuật chuyên thiết kế bố trí đường ống, đặc biệt là trong các dự án hạ ngầm tàu ​​ngầm thường quan trọng đối với kiểu xây dựng này.

Việc xác định xem Direct Pipe hay bất kỳ phương pháp khoan ngầm nào khác là lựa chọn chính xác phải được xác định trên cơ sở từng trường hợp cụ thể thông qua việc phân tích kỹ lưỡng các điều kiện địa chất và địa phương về bất kỳ tính chất nào có thể ảnh hưởng đến việc thực hiện dự án. Ngoài các phương pháp đã biết như khoan định hướng ngang và đường hầm vi mô, các công nghệ tiên tiến được phát triển cũng được sử dụng, chẳng hạn như Direct Pipe hoặc Pipe Express semi-rãnh. Bất kể phương pháp khoan qua đường nào được lựa chọn, công ty Schwanau, Đức không chỉ cung cấp máy khoan hầm và thiết bị ngoại vi, phù hợp cho một ứng dụng cụ thể mà còn hỗ trợ khách hàng với tư cách là đối tác kỹ thuật và nhà cung cấp dịch vụ của họ trong suốt dự án.

Đường ống trực tiếp - Khoan và lắp đặt đường ống trong một bước Direct Pipe kết hợp giữa kỹ thuật khoan định hướng ngang và đường hầm siêu nhỏ. Không giống như phương pháp khoan định hướng ngang, nơi việc khoan và lắp đặt đường ống được thực hiện theo một quy trình gồm nhiều bước, với Direct Pipe, việc lắp đặt đường ống được thực hiện trong một bước duy nhất, đồng thời trong khi khoan. Không giống như đường ống dẫn động hoặc đường hầm siêu nhỏ, Ống dẫn trực tiếp không đẩy trong các đoạn ống ngắn mà là các đường ống dài, được hàn với nhau với chiều dài lên đến vài trăm mét. Bằng cách này, các yêu cầu cao nhất về tính toàn vẹn và an toàn trong quá trình xây dựng đường ống có thể được đáp ứng.

Ngoài ra, Direct Pipe không yêu cầu phải tấn công sâu; nói chung lỗ hơi dốc xuống để khớp với góc vào của lỗ là đủ. Lộ trình luôn được thực hiện từ bờ biển. Một người đẩy ống đẩy đường ống từ trên bờ xuống nước. Ở đầu ống, một máy khoan vi mô AVN đã được cải tiến sẽ khoan xuyên qua mặt đất. Sau khi đường ống đã được đặt hoàn toàn trong lòng đất, máy khoan mini được đưa lên khỏi đáy biển. Không cần làm việc ngoài khơi. Việc phục hồi thường được thực hiện bằng cần trục, lắp trên bệ nổi hoặc bằng các túi cứu hộ được bơm căng để nâng máy từ đáy biển lên mặt nước.

Thiết kế của máy khoan ngang mini được sử dụng trong đường ống trực tiếp tương tự như thiết kế của máy được sử dụng trong việc dẫn đường ống. Máy được dẫn hướng bởi một hệ thống điều hướng, cùng với các khớp nối của máy doa vi mô, cho phép căn chỉnh cong. So với các phương pháp khoan hướng dẫn có sẵn khác, hệ thống được sử dụng trong máy này bao gồm một con quay hồi chuyển được kết hợp với hệ thống thủy chuẩn điện tử, cho phép độ chính xác cao hơn, với độ lệch chỉ vài cm. Không giống như hệ thống thường được sử dụng trong công nghệ khoan ngầm kéo ống định hướng PHD, với Direct Pipe, hệ thống dẫn đường có thể dễ dàng sử dụng bên dưới đáy biển, mang lại lợi thế rõ ràng khi tàu ngầm ra khơi.

Trong Direct Pipe, việc lắp đặt đường ống được thực hiện bằng một bộ đẩy ống, do Herrenknecht phát triển. Trong khi khoan ngầm bằng robot dẫn hướng, máy đẩy chỉ được sử dụng trong thời gian dài như một công cụ hỗ trợ. Bộ đẩy liên tục đẩy đường ống về phía trước và nếu cần, chẳng hạn như trong trường hợp có chướng ngại vật, cũng có thể kéo toàn bộ cụm máy bao gồm cả máy khoan vi mô trở lại. Sử dụng các tấm kẹp của nó, bộ đẩy truyền lực đẩy (lên đến 7.500 kN) đến đường ống một cách trơn tru để lớp phủ bên ngoài không bị hư hại. Điều này đã được kiểm chứng trong một số dự án với ống thép

Về chiều dài và đường kính ống có thể đạt được, phương pháp Ống trực tiếp bao gồm một phạm vi rộng. Các dự án trước đây đã thực hiện chiều dài lên đến 1.900 mét với đường kính từ 30 đến 56 inch (phổ biến nhất là 42 và 48 inch). Có thể đạt được độ dài lên đến hai km. Những phát triển mới với bộ truyền động nhỏ gọn và máy bơm phản lực được phát triển đặc biệt (E-Power Pipe) để loại bỏ bùn hiện cho phép chiều dài dài hơn ngay cả đối với đường kính dưới 36 inch.

Ưu điểm: bảo vệ môi trường, giảm thiểu việc làm xa bờ

Đường ống Trực tiếp có một số lợi thế đặc trưng, ​​đặc biệt quan trọng đối với các giao cắt ở các vùng ven biển nhạy cảm về mặt sinh thái. Một mặt, việc lắp đặt đường hầm và đường ống là hoàn toàn dưới lòng đất, mặt khác, có thể tránh được các tác động xấu đến môi trường do nứt vỡ thủy lực (đứt đoạn).

Với công nghệ khoan ngầm bằng robot dẫn hướng HDD, kịch bản như sau: để giữ cho việc khoan mở trong đất mềm (cho đến khi chèn đường ống), nó được hỗ trợ bởi một hệ thống treo bentonit có áp suất, đồng thời dùng để vận chuyển vật liệu đào đến dọc theo không gian hình khuyên của toàn bộ chiều dài của ống.

Ngược lại, với Direct Pipe, việc hỗ trợ khoan và vận chuyển vật liệu đào được tách biệt. Bùn sinh vật đáy (dung dịch khoan) dùng để vận chuyển hom được bơm qua đường hoặc mạch bùn nằm trong đường ống sản phẩm. Dung dịch Bentonite được sử dụng để bôi trơn đường ống có mạch riêng và được bơm mà không làm áp suất quá mức hình khuyên. Do đó, trên thực tế có thể loại trừ đứt gãy thủy lực (đứt gãy thủy lực) ở đáy biển.

Với ổ cứng, có nguy cơ bùn khoan trên bề mặt, đặc biệt là trên những lối đi có ít lớp phủ và đất có độ thấm cao. Với Direct Pipe, bạn có thể đào với ít nắp che hơn đáng kể (khoảng ba đến bốn lần đường kính so với hệ số 10-15 của PHD). Do đó, trong hầu hết các trường hợp, có thể lắp đặt ống nông hơn với bán kính cong nhỏ hơn, do đó có lợi thế về chiều dài ống yêu cầu và các đặc tính của chất lỏng sau này đã vận chuyển. Ngoài ra, có thể tránh được các địa chất khó (chẳng hạn như đá ở các lớp sâu hơn). Tuy nhiên, với đường kính lớn hơn, việc khoan trong đá cũng khả thi về mặt kỹ thuật với Direct Pipe. Ngoài ra, các ống dẫn lớn hơn có thể mang lại một lợi thế khác: thêm không gian cho các ứng dụng bổ sung hoặc nhóm một số đường ống nhỏ hơn, vì vậy khách hàng có thể tạo thêm thu nhập từ việc cho thuê không gian trống.

So với các phương pháp thi công hở, Direct Pipe có thêm ưu điểm là có thể sử dụng ngay cả ở những khu vực đông dân cư ven biển và bờ sông. Bởi vì không gian yêu cầu trên mặt đất là tương đối nhỏ. So với công nghệ khoan ngang dẫn hướng, lượng đất đào ít hơn, vì ít đào quá mức được thực hiện trong Ống trực tiếp. (Ví dụ: Đối với đường ống 56 inch, lỗ khoan 59 hoặc 60 inch là đủ, trong khi sử dụng PHD yêu cầu đường kính 72 inch trở lên.) Phạm vi công việc, chi phí di chuyển liên quan, việc tách và loại bỏ vật liệu đào được giảm thiểu với Direct Pipe.

Ngoài ra, một lợi thế lớn là giảm đáng kể các hoạt động ngoài khơi so với khoan ngầm bằng robot dẫn hướng PHD, vốn đặc biệt tốn kém và chịu rủi ro khí tượng chỉ có thể được dự đoán ở một mức độ hạn chế. Với Direct Pipe, nỗ lực này được giới hạn trong việc khôi phục máy khoan vi mô, do đó, chi phí của các công trình ngoài khơi thấp hơn.

Kết luận: Giảm thiểu rủi ro khi tàu ngầm gặp nạn

Phương pháp Đường ống trực tiếp do Herrenknecht phát triển, được sử dụng trong ít nhất 100 dự án, đã được sử dụng nhiều lần trong các vụ chìm dưới đáy biển. Kỹ thuật này bổ sung một biến thể sáng tạo cho phạm vi công nghệ có sẵn cho các đường ống thoát nước dưới biển. Direct Pipe là một công nghệ rất hiệu quả và an toàn giúp giảm thiểu đáng kể rủi ro về môi trường, chi phí và tiến độ dự án trong quá trình xây dựng. Đặc biệt ở những khu vực nhạy cảm về sinh thái và trên đất không đồng nhất, Direct Pipe mang lại những lợi thế hơn so với phương pháp khoan định hướng ngang (PHD).

Direct Pipe cũng cho phép tự do hơn khi thiết kế bố trí lỗ khoan. Ví dụ, độ che phủ yêu cầu tối thiểu nhỏ hơn đáng kể so với khoan ngầm bằng robot dẫn hướng PHD, cho phép lắp đặt nông hơn. Hướng dẫn chính xác của máy doa vi mô cho phép tạo hình linh hoạt với các bán kính uốn cong khác nhau. Direct Pipe, trong thập kỷ qua đã thành công trên thị trường, với nhiều loại đường kính (từ 30 đến 56 inch). Direct Pipe đã thiết lập một tiền lệ trong các ứng dụng đặc biệt như lối đi dưới biển, mà còn đối với những chiếc crossover tiêu chuẩn và khách hàng liên tục tin tưởng vào công nghệ sáng tạo này.

Xem thêm: Công nghệ khoan qua đường mới cho đường kính nhỏ để chôn cáp điện trên khoảng cách dài

                  Thi công khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm băng qua đường