Technology presentation

Technology presentation

TECHNOLOGICAL PRINCIPLES

The new horizontal directed drilling technology represents a rotary, hydrodynamic drilling system, directed and focused on three basic technological principles:

– Using a digging tool in the shape of a chisel with a chisel in the spear;

– Horizontal advancement in a rotating system and by dislocating the ground based on the injection under high pressure of a jet with special drilling fluid, which also fulfills the function of a lubricating agent;

– Directed piloting from the surface of the rods and the drilling device, by remote control, with the help of an electromagnetic wave emitter and a computer of parameters (angle of inclination, speed and direction of drilling) allows to bypass obstacles and exit accurately at the desired location underground drilling.

• ETAPE TEHNOLOGICE

 

1. The initial stage of pilot drilling consists of drilling a wet opening using a bentonite-based drilling fluid. The drilling fluid (mud), transported through a system of rods to a drilling head, presses the material encountered and mixes with it forming a crust around the drilled opening. Excess liquid washes the opening and expels the fine material;

    

2. The intermediate stage, of the widening drilling, consists in the withdrawal of the rod-head drilling system, the replacement of the drilling head with an enlarging head and the execution of the drilling again, at higher levels. The stage is repeated until the projected quotas are reached;
3. The final stage, of pulling the pipe, consists in detaching the widening head at the end opposite to the place where the drilling started and replacing it with a pulling head to which the pipe to be laid is attached. The rods together with the firing head and the pipe are retracted towards the installation, the pipe remaining laid underground.

TECHNICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS

By using different types of equipment or installations it is possible to perform horizontal horizontal drilling, with practical applicability for underground installation of pipes and cables, construction of drainage and waterproof screens, siphoning of rivers and canals, consolidation of unstable lands, repair of damaged pipes or worn.

The methodology and pipelines used have the following characteristics:

• Location technique = by remote control (radio and magnetic waves);
• Maximum final drilled diameter (after widening the initial hole) = 600 mm;
• Diameter of laid pipes: max. 500 mm;
• The length of the sections of laid metal pipes = 4-12 m;
• Rolled plastic pipes up to ø = 160 mm and sections of 4 – 12 m with diameters larger than 160 mm;
• Horizontal guidance accuracy at the end of the tunnel = ± 5 cm – ± 20 cm;

 

The installations are characterized summarily by the constructive particularities and the technical performances presented in table no. 1.5, “Types of equipment”

1.5 types of equipment from GEOROM equipment

Traction force tf	Torque Nm	The length between two locations m	Location technique R= radio M = magnetic	Depth of detection	Maximum withdrawal diameter	Maximum diameter of drawn pipe
4,5	1505	200	R	15	300	250
11	5424	360	R, M	30	600	500

 

Metoda forajului orizontal dirijat, cea mai modernă metodă de pozare de conducte în subteran, însumează următoarele etape tehnologice:

Prezentarea Metodei

Date introductive

 CONDIŢII TEHNICO- GEOLOGICE ALE SUBSOLULUI

 

                Pentru determinarea optimala a tipului de aparatură şi de conducte care trebuiesc folosite, este necesară cunoaşterea în prealabil a condiţiilor subsolului.

Acesta poate fi foarte diferit din punctul de vedere al structurii, compozitiei şi al diferiţilor parametri geologici şi influenţează tehnicile de forare şi amplasare.

Modelarea petrografică a sedimentelor (rocilor), separarea şi sortarea acestora, stabilirea durităţii mineralelor, împărtirea în componente, porozitatea, întrepătrunderea straturilor etc. sunt factori de care depind viteza de forare şi de transport a materialelor dislocate, stabilirea pereţilor tunelului, distanţa maximă de ghidare (factori care decid asupra posibilităţilor de ghidare, de amplasare şi direcţionare a forării).

Stabilirea parametrilor foloseşte nu numai la alegerea aparaturii optimale, ci şi a produselor optime ce urmează a fi amplasate, prin definirea dimensiunilor conductei sau a materialelor din care aceasta trebuie să fie fabricată, avându-se în vedere scopul pentru care aceste conducte urmează a fi utilizate.

 

O investigaţie atentă a traseului ce urmează a fi străbătut poate determina folosirea de metode diferite pentru parcurgerea porţiunilor unde straturile artificiale se succed rapid, unde există zone prăbuşite, zone cu umplutură sau cu bucăti de zid. Aceste trasee neomogene pot fi parcurse optimal prin schimbarea presiunii, a cantităţii de suspensie şi eventual chiar a uneltelor de forare. Investigaţia foloseşte tehnica georadar pentru identificarea structurilor artificiale din subsol. Pot fi astfel identificate şi corpuri străine (conducte etc.) în aproape orice tip de subsol.

CRITERII DE ALEGERE A INSTALAŢIEI DE FORAJ

pentru alegerea unui sistem adecvat de echipament operativ vor fi luate in considerare urmĂtoarele criterii selective:

• tipul rocii (foraj cu jet, foraj rotativ, etc.);
• diametrul de foraj;
• lungimea de forat;
• razele de curbură şi geometria de forare;
• parametrii fluidului de foraj;
• compoziţia fluidului de foraj;
• sistemul de dirijare (magnetic, electromagnetic, giromagnetic);
• scula de foraj (tipul de sapă, motor acţionat cu fluid de foraj, carotieră);
• prăjinile de foraj şi lungimile lor;
• scopul forajului (cercetare, conductă de injecţie, instalare conducte de apă sau gaze, filtre etc.);
• necesităţi de protecţie sanitară şi ecologice;
• scopuri speciale (ciocane de sondă, sisteme de compactare, explozivi, geofizică).

 

TIPURI DE LUCRĂRI EXECUTATE CU FORAJ ORIZONTAL

 INSTALAREA DE CONDUCTE ŞI CABLURI SUBTERANE

Tipuri de conducte şi cabluri:

                Prin procedeul forajului orizontal dirijat pot fi instalate în subteran următoarele tipuri de conducte şi cabluri:

• conducte de apă (apă potabilă, ape reziduale, apă caldă pentru termoficare, ape freatice drenate);
• conducte de gaze;
• conducte de produse petroliere (carburanţi, ţiţei);
• cabluri telefonice şi electrice (de forţă sau semnalizare, comunicaţii).

 

Domenii aplicative

 

• alimentări cu apă (reţeaua edilitară din intravilan, reţeaua de distribuţie din extravilan);
• canalizări de ape reziduale (din intravilan şi extravilan);
• reţeaua de termoficare (din intravilan);
• telecomunicaţii şi electrificare subterană;
• drenarea apelor subterane (din zona de impact a unor canale sau lacuri de acumulare, din terenuri agricole cu exces de umiditate şi din versanţi cu alunecări de teren);
• transportul subteran al produselor petroliere;
• transportul gazelor naturale;
• subtraversarea cursurilor de apă, canalelor artificiale şi căilor de transport (şosele, căi ferate) cu conducte de apă, gaze şi cabluri telefonice sau electrice;
• subtraversarea pistelor de pe aeroporturi cu conducte de canalizare şi drenaj, cabluri electrice şi telefonice.

 

Etape tehnologice de execuţie

• studii geologice- geofizice- hidrogeologice de teren şi laborator, destinate cunoaşterii naturii litologice şi permeabilităţii terenului, condiţiilor hidrodinamice din subteran, chimismului apei subterane şi punerii în evidenţă a unor construcţii subterane anterioare;
• studii preliminare topografice pentru profile repreentative, planuri de situaţie;
• proiecte de execuţie pentru reţelele de conducte şi cabluri, adaptate noii tehnologii de pozare subterană;
• realizarea tunelului pilot prin avansarea dispozitivului de foraj dirijat şi a tubajului de protecţie (în teren necoeziv);
• retragerea dispozitivului de forare (şi protecţie după caz) la punctul iniţial de plecare, concomitent cu lărgirea proiectată a tunelului şi cu pozarea conductelor.

 

REABILITAREA CONDUCTELOR SUBTERANE COMPROMISE

 Domenii aplicative:

– reparaţii în reţeaua edilitară intravilană şi extravilană (din domeniul gospodăriilor de apă şi gaze);

– reparaţii în reţeaua edilitară de termoficare şi canalizare;

– protecţia sau înlocuirea conductelor avariate în cazul transportului subteran al produselor petroliere (cu pierderi în subteran importante şi paguboase sub aspect economic, ecologic).

 Etape tehnologice:

– studii şi proiecte preliminare pentru depistarea traseelor cu pierderi de apă, gaze şi alte produse petroliere sau de altă natură, cunoaşterea caracteristicilor dimensionale ale conductelor uzate (avariate);

– introducerea prin interiorul conductelor avariate a unor noi conducte tehnologice (de dimensiuni mai mici şi preferabil din plastic).

INSTALAREA DE CONDUCTE FILTRANTE

Caracteristici constructive:

Agentul filtrat din teren poate fi: apă, gaze, vapori, hidrobarburi nemiscibile cu apa (produse petroliere).

 Domenii aplicative:

-protecţia ecologică a calităţii mediului înconjurător subteran (protecţia potabilităţii apelor freatice şi a fertilităţii terenurilor agricole);

– combaterea poluării subterane din zona de impact a depozitelor de deşeuri;

– recuperarea produselor petroliere (infiltrate în subteran) din zona de impact a rafinăriilor, conductelor uzate sau avariate de transport ţiţei şi carburanţi;

-puţuri obişnuite de apă, executate în condiţii litologice şi hidrogeologice mai complicate (roci fin granulare);

– drenaje în soluri saturate (asecări în zăcăminte situate sub nivel hidrostatic);

– foraje de extracţie a gazelor şi petrolului;

– conducte marine;

– foraje combinate;

– foraje pasive (piezometre).

Etape tehnice de execuţie:

• studii hidrogeologice şi topografice preliminare, destinate evidenţierii ariei de răspândire a fenomenului de poluare şi altor caracteristici zonale;
• relizarea reţelei piezometrice de observaţii (monitoring zonal);
• întocmirea proiectelor preliminare privind traseele optime de amplasare a conductelor filtrante şi a altor lucrări conexe;
• executarea forajului pilot;
• executarea procesului de lărgire (în mai multe etape, dacă e necesar);
• concomitent cu ultima lărgire se introduce şi conducta de filtrare împreună cu cea de protecţie.

 

LUCRĂRI DE CONSOLIDARE- STABILIZARE A TERENULUI

Problemele geotehnice de stabilitate şi consolidare se pot rezolva foarte uşor cu metoda forajului orizontal, prin realizarea de drenaje şi respectiv injecţii de material la baza versanţilor care prezintă risc de stabilitate.

Tipuri de consolidări

• funcţie de situaţia din teren se pot adapta orice fel de soluţii realizabile prin intermediul forajului:
  • coloane;
  • ancoraje;
  • pereţi de sprijin (se realizează prin injecţii succesive).

 

Domenii de aplicare:

– consolidarea prin injecţie a terenurilor instabile şi afectate de alunecări şi eroziuni torenţiale din zona construcţiilor civile, industriale, a căilor de transport şi a altor obiective de interes economic sau ecologic;

– stabilizarea şi drenarea haldelor de steril (din industria minieră, metalurgică);

– stabilizarea depozitelor de zgură sau cenuşă din industria termoenergetică;

– stabilizarea versanţilor instabili din intravilane şi din apropierea unor conducte, lacuri de acumulare etc.

Etape tehnologice de execuţie:

• studii preliminare de teren destinate cunoaşterii litologice, condiţiilor hidrogeologice şi tectonice (zona de alunecare);
• prelevarea unor probe de rocă (folosind telescoape de foraj);
• efectuarea de investigaţii geofizice în foraje orizontale dirijate (pentru detalieri geologice, hidrogeologice şi tectonice);
• execuţia unor foraje de drenaj sub zona de alunecare;
• consolidarea terenului prin injecţii de suspensii speciale (efectuate pe diferite trepte şi proiecte geometrice);
• pozarea unor conducte filtrante (petru drenaj permanent).

 

Avantaje aplicative:

• permite o drenare gravitaţională a versanţilor în timpul forajului dirijat;
• rezistentă faţă de instabilitatea terenului (alunecări);
• asigură instalarea conductelor de drenare până la adâncimi convenabile;
• oferă posibilitatea introducerii de nisip sau pietriş pentru sporirea coeziunii terenului afectat de alunecare;
• permite consolidarea în mai multe faze şi cu geometrii variabile după extinderea şi forma alunecării de teren;
• permite adaptabilitatea injectării în teren a diferiţilor agenţi de cimentare;
• oferă garanţia unor eficacităţi tehnico- economice superioare a investiţiei.