Prezentare Tehnologie Foraje

    Prezentarea Technologiei

    • PRINCIPII TEHNOLOGICE

     

    Noua tehnologie de foraj orizontal dirijat reprezintă un sistem de foraj rotativ, hidrodinamic, dirijat şi axat pe trei principii tehnologice de bază:

    – Utilizarea unei scule de săpare având forma unui sfredel cu dalta în lance;

    – Avansarea pe orizontală în sistem rotativ şi prin dislocarea  terenului pe baza injectării sub presiune înaltă a unui jet cu fluid special de foraj, ce îndeplineşte concomitent şi funcţia unui agent de ungere;

    – Pilotarea dirijată de la suprafaţă a tijelor şi dispozitivului de forare, prin teleghidaj, cu ajutorul unui emiţător de unde electromagnetice şi al unui calculator de parametri (unghiul de înclinare, viteza şi direcţia forării) permite ocolirea obstacolelor şi ieşirea cu precizie la locul dorit a forajului subteran.

    • ETAPE TEHNOLOGICE

     

    1. Etapa iniţială, a forajului pilot, constă în execuţia unei deschideri în sistem umed, folosind un lichid de foraj pe bază de bentonită. Lichidul (noroiul) de foraj, transportat printr-un sistem de prăjini către un cap de foraj, presează materialul întâlnit şi se amestecă cu acesta formând o crustă de jur împrejurul deschiderii forate.

    Excesul de lichid spală deschiderea şi evecueaza materialul fin;

    1. Etapa intermediară, a forajului de lărgire, constă în retragerea sistemului de prăjini- cap foraj, înlocuirea capului de foraj cu un cap lărgitor şi executarea din nou a forajului, la cote mai mari. Etapa se repetă până la atingerea cotelor proiectate;
    2. Etapa finală, a tragerii conductei, constă în detaşarea capului lărgitor la extremitatea opusă locului de iniţiere a forajului şi înlocuirea acestuia cu un cap de tragere la care se ataşează conducta ce urmeaza a fi pozată. Prăjinile împreună cu capul de tragere şi conducta se retrag spre instalaţie, conducta rămânând pozată în subteran.

    CARACTERISTICI DE PERFORMANŢĂ TEHNICĂ

     

    Prin utilizarea a diferite tipuri de utilaje sau instalaţii este posibilă realizarea forajului orizontal dirijat, cu aplicabilitate practică destinată instalării în subteran a unor conducte şi cabluri, realizării unor drenaje şi ecrane impermeabile, sifonării de râuri şi canale, consolidării terenurilor instabile, reparării unor conducte avariate sau uzate.

    Metodologia şi conductele utilizate prezintă următoarele caracteristici:

    • Tehnica de locaţie = prin teleghidaj (unde radio şi magnetice);
    • Diametrul maxim final forat (dupa lărgirea găurii iniţiale) = 600 mm;
    • Diametrul conductelor pozate: max. 500 mm;
    • Lungimea tronsoanelor de conducte metalice pozate = 4-12 m;
    • Conducte din plastic rulate până la ø = 160 mm şi tronsoane de 4 – 12 m la diametre mai mari de 160 mm;
    • Precizia de ghidare orizontală la capătul tunelului = ±5 cm – ± 20 cm;

     

    Instalaţiile sunt caracterizate rezumativ prin particularităţile constructive si performanţele tehnice prezentate în tabelul nr. 1.5, “Tipuri de utilaje”

     

     

    1.5 tipuri de utilaje din dotarea GEOROM

    Forţa de tracţiune

    tf

    Moment torsiune

    Nm

    Lungimea între două locaţii

    m

    Tehnica de locaţie

    R= radio

    M = magnetic

    Adâncimea de detectare Diametrul maxim la retragere Diametrul maxim conductă trasă
    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.