Eficienţa tehnologiei de instalare în subteran a conductelor, dezvoltată de compania Herrenknecht AG, cu sediul central în Schwanau, Germania, a fost demonstrată în mod impresionant în oraşul lituanian Klaipèda. Lucrând în condiţii extrem de grele, într-un sol cu o structură geologică dificilă şi cu termene limită strânse de realizare a proiectului, o echipă supercalificată şi profesionistă a companiei poloneze Albrehta Sp. Z o.o. – specializată în execuţia de lucrări de foraj orizontal dirijat (HDD) – a folosit moderne instalaţii de foraj fabricate de compania germană pentru a instala, la adâncimi de până la 56 m, patru conducte pentru transportul gazului natural lichefiat.

KLAIPÈDA, LITUANIA / SCHWANAU, GERMANIA

După intrarea în Uniunea Europeană, dar mai ales după anexarea Crimeei la Federaţia Rusă, a devenit imperios necesar ca Lituania să îşi consolideze autonomia în privinţa aprovizionării cu energie, îndeosebi prin spargerea monopolului Gazprom asupra pieţei locale. Astfel, o sursă importantă de energie o va constitui importul de gaz natural lichefiat (GNL), motiv pentru care în oraşul Klaipèda, cel mai mare port al ţării la marea Baltică, a fost creat în acest scop un terminal pentru GNL. Proiectul a însemnat un pas mare făcut de Lituania pentru diversificarea surselor de aprovizionare cu gaz, care asigură competivitatea preţurilor şi garantează siguranţa livrărilor de gaze în regiune. Acest proiect a devenit o parte importantă, chiar strategică a infrastructurii pentru transportul gazelor naturale, ce se va dezvolta până în anul 2020 pe teritoriul statelor baltice.

Pentru aceasta, un tanc petrolier, construit de Hyundai Heavy Industries şi botezat „Independence”, prevăzut cu instalaţii de stocare şi de regazificare a GNL-ului, a sosit în portul Klaipèda, la sfârşitul lui octombrie 2014. Nava a fost ancorată permanent în port, lângă platforma de alimentare deja executată. Această uzină plutitoare cu o lungime de 294 m, închiriată pentru o perioadă de 10 ani de la compania Hoegh LNG din Norvegia, a început să funcţioneze la începutul lunii decembrie 2014, la jumătate din capacitate, având însă capacitatea tehnică de a prelucra până la 2,2 miliarde de metri cubi de GNL, preluat de la vasele maritime pentru transport GNL, ce pot acosta lângă terminalul „Independence”.

În instalaţiile terminalului, GNL-ul în stare lichidă, după ce trece printr-o serie de vaporizatori, se transformă în combustibil gazos care va fi pompat în reţeaua centrală de gaze, pentru utilizare ulterioară. Terminalul a fost conectat la reţeaua continentală de gaze prin intermediul unor conducte de transport al gazului. Pentru instalarea cu succes a infrastructurii acestor conducte, până la adâncimi de 56 m, compania de foraj Albrehta Sp. Z o.o. s-a folosit de echipamente Herrenknecht, respectiv de un utilaj de forare modular HK400M HDD şi de o instalaţie hidraulică de tras ţevile HK500PT.

În total, patru secţiuni de conducte au fost instalate pentru a conecta terminalul la reţeaua de alimentare existentă pe continent. Două dintre conducte, cu diametrul de 28 inch, sunt destinate pentrul transportul gazului la o presiune de 5,4 MPa, iar celelalte două, cu diametrul de 6 inch, pentru instalarea cablurilor de control, cu fibră optică. Forajele au fost executate între gazoductul conectat la reţeaua continentală de conducte pentru transportul gazului şi o insulă din incinta portului, situată în imediata apropriere a terminalului GNL „Independence”.

În alegerea locurilor de instalare a şantierelor de foraj orizontal, la intrare şi ieşire, s-a ţinut seama ca lungimile de forare şi de asamblare a conductelor să fie cât mai scurte. Astfel, au fost efectuate două subtraversări pe sub apele mării, cu lungimi diferite: de la insulă la terminalul pentru gaz (610 m) şi de la insulă la continent (2.310 m – reprezentând cea mai lungă subtraversare din Europa, pentru o conductă cu acest diametru).

Totodată, este de amintit că, pe continent, pe traiectul gazoductului de circa 110 km, au fost efectuate mai multe subtraversări, pe sub un râu, mai multe drumuri principale, regionale şi locale, precum şi pe sub o cale ferată, ce au însumat o lungime totală de 572 m. Datorită importanţei economice cu totul deosebite pentru Lituania, întregul proiect de instalare a gazoductului şi a infrastructurii aferente, până la terminalul GNL, s-a desfăşurat din primele momente sub enorma presiune a timpului, generată de expirarea contractul cu Gazprom, în octombrie 2014. De aceea, întârzierile în desfăşurarea proiectului trebuiau să fie evitate cu orice preţ.

Având în vedere şantierul deschis pe insulă, cât şi faptul că accesul la insulă a fost posibil doar cu feribotul, platforma de foraj şi restul echipamentelor au trebuit să fie, prin urmare, împărţite în trei module, de dimensiuni mai mici, pentru a uşura transportul efectuat în containere standardizate. Acesta a fost motivul alegerii echipamentului de forare modular HK400M. Totodată, pentru a preîntâmpina eventualele încetiniri ale ritmului de lucru, datorate unor structuri geologice imprevizibile, ce ar impune forţe mai mari la instalarea conductelor, la solicitarea companiei Albrehta, în mod special Herrenknecht a livrat un echipament complet de foraj orizontal dirijat cu o putere de antrenare suplimentară, care
asigură creşterea vitezei de avansare în timpul operării. Alegerea puternicului echipament din seria 400, ce dezvoltă forţe de tragere de până la 4.000 kN (400 tone-forţă), şi a instalaţiei HK500PT, ce oferă un ajutor suplimentar la instalarea ţevilor, prin forţele de împingere şi tragere de până la 5.000 kN (500 tone-forţă), a fost determinată şi de lungimea subtraversării şi diametrele de foraj ce trebuiau executate.

Pentru a garanta în orice condiţii un cuplu de cel puţin 120 kNm în timpul lucrărilor, a fost asigurată platformei de lucru o putere instalată de 1.000 kW, astfel încât cuplul maxim ce poate fi realizat în timpul forării este de 140 kNm. Livrarea întregului echipament a fost făcută în doar câteva zile de la finalizarea comenzii. Totodată, diversitatea şi alternanţa structurilor geologice întâlnite în timpul lucrărilor de forare, de la nisip sau pietriş şi până la marne dure, au reprezentat tot atâtea provocări pentru membri echipei, dar şi pentru utilajele folosite, îndeosebi în ceea ce priveşte materialele consumabile şi uzura sculelor.

Funcţionarea echipamentelor a fost monitorizată în permanenţă de departamentul Service al celor de la Herrenknecht, care au gestionat exemplar piesele de schimb şi, pe parcursul desfăşurării întregului proiect, încă de la livrare, au asigurat prezenţa unui tehnician de service pe teren.

Toată această mobilizare tehnică şi umană a dat roade şi a asigurat funcţionarea ireproşabilă a echipamentului HDD, timp de 7 zile pe săptămână, ceea ce a permis echipei de foraj să salveze un timp preţios. În aceste condiţii, nu ar trebui să ne mire faptul că, în doar 34 de ore, echipa de specialişti de la Albrehta a putut să finalizeze instalarea conductei la subtraversarea de 2.310 m, cu un unghi de intrare de 10,5 grade.

HDD – HORIZONTAL DIRECTIONAL DRILLING (FORAJ ORIZONTAL DIRIJAT)

Tehnologia de forare prin metoda HDD, este o tehnologie tânără, cu o istorie de circa 40 de ani, care, în ceea ce priveşte instalarea subterană a ţevilor cu dimensiuni de până la 80 inch (diametru, aprox. 2 m), s-a dovedit a fi soluţia optimă de subtraversare a cursurilor râurilor sau a oricăror alte obstacole aflate pe traseul de instalare a ţevilor, cu impact minim asupra mediului ambiant şi cu influenţă majoră asupra timpului de execuţie a proiectelor.

Pozarea unei conducte cu tehnologia HDD presupune mai multe etape de urmat. Se începe cu planificarea şi inspectarea preliminară a traseului pe care va fi instalată conducta, determinând exact condiţiile de lucru în sol, apoi este ales echipamentul de forare, funcţie de diametrul ţevii de instalat, lungimea subtraversării şi structura geologică a solului. În etapa a treia, se execută forajul pilot pe traseul planificat, de la punctul de lansare a sapei de foraj şi până la punctul de ieşire.

Această etapă este foarte importantă, pentru că acum se determină rezistenţa solului şi se realizează păstrarea axei sapei de foraj pe traseul prestabilit, graţie unui senzor de poziţie amplasat în capul sistemului de forare. Ajustarea direcţiei de forare se realizează prin înclinarea capului de forare faţă de tija de foraj, astfel încât axa capului de forare să urmeze linia axei prestabilite a traseului. În a patra etapă, urmează lărgirea găurii pilot, care, funcţie de condiţiile geologice, poate fi executată din mai multe treceri, până când se atinge diametrul dorit, cu ajutorul unui alezor care este introdus dinspre punctul de ieşire, fiind ataşat la prăjinile de foraj în locul sapei de forare.

Diametrul final al forajului este cu aproximativ 30 – 50 % mai mare decât diametrul efectiv al conductei. În fine, ultima etapă o reprezintă introducerea conductei în gaura alezată şi stabilizată cu bentonită în suspensie, dinspre punctul de ieşire, după ataşarea la prăjinile de foraj. Metoda tradiţională HDD poate să îşi atingă limitele sale de performanţă atunci când subtraversarea este extrem de lungă, diametrul conductei este mare şi structura geologică a solului este dificilă. Pentru aceste proiecte solicitante, Herrenknecht a dezvoltat instalaţiile hidraulice de tras ţevile, care oferă o forţă suplimentară de tracţiune la instalarea ţevilor, de până la 7.500 kN la punctul de ieşire, funcţie de model.

Ca urmare, conducta va fi trasă simultan de echipamentul HDD şi de instalaţia hidraulică de tras ţevile, forţe mari de tracţiune putând fi combinate şi aplicate uşor, în condiţii de siguranţă. De aceea echipamentele HDD de la Herrenknecht sunt acum utilizate în toată lumea pentru a instala conducte de petrol şi gaze naturale, precum şi conducte de apă şi canalizare, cu diametre de aproximativ doi metri.