Phương pháp khoan qua đường kép ống HDPE 500

I.         Mô tả về Dự án & hạng mục công việc:

1.             Giới thiệu về Dự án:

Tên Dự án:                 Dự án Nhà máy sản xuất NPK/NH3

Chủ đầu tư:                Tổng công ty Phân bón và Hóa chất dầu khí (PVFCCo)

Địa chỉ:                     43 Mạc Đĩnh Chi, phường Đakao, Quận 1, Tp. HCM

                     Vị trí xây dựng:         Khu công nghiệp Phú Mỹ, Huyện Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa-

                                                     Vũng Tàu

Công nghệ sử dụng:  Công nghệ hóa học theo bản quyền Incro

Công suất:                250.000 tấn/năm

Tổng thầu EPC:         Liên danh PTSC-UIPL

2.             Giới thiệu về hạng mục công việc:

1.      Thông tin tổng quát về gói thầu:

·         Tuyến ống acid gồm 02 đường ống 8 inch (một cho Acid sulphuric, một cho Acid Phosphoric) đi cạnh nhau song song từ điểm đầu là Cảng Bà Rịa Serece đến điểm cuối là 02 tanks acid nằm trong khuông viên Nhà máy NPK. Mục đích là truyền tải 02 loại acid từ tàu chuyên dụng cập tại cầu cảng bơm acid qua ống về đến 02 tanks của Nhà máy.

·    ·         Tổng chiều dài tuyến ống là 1760m, được chia ra thành 5 đoạn đánh số từ 1 đến 5. Đoạn 1 xuất phát trên cầu cảng và đoạn 5 là đoạn cuối kết thúc trong Nhà máy NPK.

·         Trong 05 đoạn thì đoạn từ 1 đến 3 nằm hoàn toàn trong khu đất của cảng Bà Rịa Serece, đoạn 4 đi ngầm dưới vỉa hè – cây xanh – đường số 3 Khu công nghiệp Phú Mỹ 1 (KCN) - mương hiện hữu của KCN. Đoạn 5 nằm hoàn toàn trong khuôn viên đất Nhà máy Đạm Phú Mỹ hiện hữu.

·         Đoạn số 1: đoạn này được xác định từ mặt cầu cảng, đi tuyến ống dưới sàn cầu cảng và đi về phía khu đất của cảng. Chiều dài là 134.12m (từ lý trình 0+0.00 m đến lý trình 134.12m).

·         Đoạn 2: đoạn này dài là 190.10m (từ lý trình 0+134.12m đến lý trình 0+324.22m) và phần lớn đi trên mặt đất bên trong hàng rào lưới sắt B40 của cảng. Ở giữa đoạn 2 tuyến ống có vị trí đi xuống phía dưới sàn cầu cảng (đoạn từ lý trình 0+202.51m đến lý trình 0+223.18m).

·         Đoạn 3: đoạn này dài là 413.48m (từ lý trình 0+324.22m đến lý trình 737.70m) đi nổi trên mặt đất cạnh hàng rào phía bắc của cảng Bà Rịa Serece. Đoạn này có 2 vị trí tuyến ống đi xuyên qua tường xây ngăn cách giữa các khu vực (Bà Rịa Serece – Formusa) tại lý trình 0+506.83m vầ 0+666.48m.

·         Đoạn số 4: Đoạn này bắt đầu từ vị trí hết tường bao của khu cảng Serece, băng qua đường số 3 tới vị trí giao cắt với hàng rào của khu nhà máy NKP Phú Mỹ và đi ngầm dưới đất. Chiều dài là 101.62m (từ lý trình 0+737.70m đến lý trình 839.32m).

·         Đoạn số 5: Đoạn này là tuyến đi nổi trên mặt đất nằm toàn bộ trong địa phận nhà máy NPK, đi song song với tuyến hàng rào hiện hữu và có chiều dài là 919.92m (từ lý trình 0+839.32m đến lý trình 1+759.24m).

II.     Hạng mục khoan ngang để đi tuyến ống qua đường số 3 (KCN Phú Mỹ 1).

2.1 Thông tin về hạng mục khoan qua đường:

-        Đoạn số 4 có chiều dài 101,62m. Bắt đầu từ điểm cuối của đoạn 3 nằm trên tường rào hiện hữu của Cảng Bà rịa Serece và vỉa hè (trồng cỏ) của KCN Phú Mỹ 1. Trên đoạn này có vị trí tuyến ống băng ngang qua đường số 3 hiện hữu. Tài liệu này đề xuất giải pháp kỹ thuật thi công khoan ngang và đặt ống chống vị trí băng ngang qua đường này để làm cơ sở xin phép thi công và chào thầu thi công.

2.2 Giải pháp kỹ thuật - phương pháp khoan qua đường

Qua khảo sát mặt bằng thực tế và yêu cầu của Dự án, nhà thầu đưa ra biện pháp thi công và đề xuất ống chống như sau:

-         Biện pháp thi công cho công nghệ khoan ngang bằng máy khoan định hướng.

-         Đề xuất ống chống: để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nhà thầu đề xuất dùng ống lồng (casing) nhựa HDPE Hoa Sen Ø 315 mm loại PN16. Ống chống gồm 02 ống đi song song, tâm ống cách nhau 1000mm

-         Phương án thi công: Thi công đào hố hai bên đường (vị trí vỉa hè cỏ) và dùng máy khoan ngầm ngang định hướng trước, khoan qua đường để để đặt 02 ống lồng, chiều sâu khoan 1,7m (đáy ống) so với cốt cao mặt đường tự nhiên, chiều dài khoan qua đường dự kiến là 35m.

Các bước thi công chính của phương pháp khoan qua đường:

Bước 1: Khảo sát bố trí thi công khoan ngầm

Đội thi công, Đội khảo sát bàn bạc tính toán trên thực tế đặc điểm nền đất, các trở ngại hiện hữu nếu có (đường dây, cáp ngầm, ống cống,…), xác định được vị trí đặt máy khoan, hàn tổ hợp ống D315 mm, mặt bằng chuẩn bị kéo, phương án thi công tập kết thiết bị, vật tư, các trở ngại có thể gặp và đề xuất giải pháp đẩy nhanh tiến độ

Như vậy có thể thấy khó khăn chủ yếu xuất phát từ điều kiện tự nhiên: mặt bằng, vị trí địa lý, thời tiết. Để khắc phục những khó khăn này và đẩy nhanh tiến độ nhà thầu Nhà thầu khoan ngầm Minh Phương Corp xác định phải thực hiện theo các tiêu chí sau:

1.      Huy động nguồn lực tối ưu cho mọi công đoạn.

2.      Bố trí hợp lý nguồn lực để phối hợp nhịp nhàng giữa các công trường, với chính quyền địa phương, các cơ quan chức năng và Chủ đầu tư không tạo ra thời gian dừng nghỉ trong quá trình thi công.

3.      Kiểm soát chặt chẽ, tìm ra các rủi ro tiềm ẩn, tập trung xử lý ngay ngăn ngừa những tiềm ẩn này phát triển thành sự cố.

Dựa trên các số liệu khảo sát, Đội thi công đã lựa chọn những thiết bị, vật tư phù hợp để tập kết tới công trình theo bảng 3 - Danh sách thiết bị, vật tư. Việc lựa chọn đúng và đủ đảm bảo thi công hiệu quả, đúng tiến độ và giảm thiểu các chi phí phát sinh.

Stt	Nội Dung	Công suất	ĐVT	Số lượng
I	Thiết bị
1	Máy khoan D50x100 (khoan dưới 1000m)	185hp	Bộ	01
3	Bộ trộn dung dịch khoan	2000 lít	Bộ	01
4	Bộ định vị đầu khoan Robot cable system	25,9m	Bộ	01
5	Bộ định vị đầu khoan Robot cable system	27,4m	Bộ	01
7	Máy đo khoảng cách bằng tia laser	1500m	Cái	01
8	Máy đo sâu	80m	Cái	01
9	Bộ đàm	5w	Bộ	02
11	Xe bồn chở nước sạch	9m3	Cái	01
15	Cẩu	5 -10 tấn	Cái	01
16	Máy đào	1,2m3	Cái	01
II	Vật tư
1	Ống HDPE  D315mm	6m/ống	cái	6
2	Bentonite	Baroid	Tấn	1
3	Phụ gia	Baroid	Tấn	2
5	Cừ tràm	D150	cây	50
6	Dầu D.O.		Lít	200
7	Nhớt thủy lực	shell	lít	50
8	Nhớt động cơ	Shell	Lít	20

Bảng 3 – Danh sách thiết bị, vật tư

Nhà thầu Nhà thầu khoan ngầm Minh Phương Corp dự kiến các công đoạn thi công sẽ thực hiện theo trình tự sau

Bước 2:Chuẩn bị công tác khoan:

- Làm hàng rào chắn bảo vệ trên công trường: Vì công trình thi công qua các trục đường có nhiều phương tiện đi lại nên phải làm hàng rào bảo vệ, và các biển báo an toàn cả ban ngày lẫn ban đêm (của hố đào hai bên lề đường). Phần đường giao thông chính vẫn hoạt động bình thường.

- Đào hố tiếp nhận (giải thích hố tiếp nhận): Hố tiếp nhận được đào đến độ sâu 2,5m so với cao độ mặt đường (sâu hơn độ sâu đặt ống 0,8m). Hố này có tác dụng khai thông lỗ khoan, tiếp nhận ống và thi công tời kéo ống giúp định hướng ống khi kích thước tiết diện là 1,5*2,0m (chú ý ta luy). Vậy tiết diện hố tiếp nhận có diện tích như sau: dài=2.0m; rộng = 1.5m; sâu=2.5m

- Đào hố thi công khoan và kích ống: Để thi công khoan lắp đặt ống sâu 1,7 m so với đường thì độ sâu hố thi công tối thiểu sâu 2,5m. Để có mặt bằng thi công cho máy khoan, tháp khoan, ra vào cần và hoạt động kích ống. Kích thước tiết diện hố đào là: dài=7.0m; rộng = 1.5m; sâu=2.5m.

Bước2:- Khoan lỗ khoan dẫn hướng 

 

Dựa trên bản thiết kế, sử dụng mũi khoan TriHawk để khoan với một góc nghiêng phù hợp. Khi đầu khoan đạt tới điểm chuyển hướng theo thiết kế thì điều chỉnh độ nghiêng đầu khoan tới góc “12 clock” rồi sử dụng lực đẩy để đầu khoan chuyển hướng dần đạt được phương ngang với độ sâu định trước theo thiết kế. Sau đó tiếp tục hành trình đi ngang bằng kỹ thuật xoay – đẩy đầu khoan cho đến điểm chuyển hướng đi lên. Tiếp tục điều chỉnh độ nghiêng đầu khoan theo góc “12 clock” và sử dụng lực đẩy đầu khoan để tiến về điểm mục tiêu định sẵn. Trong quá trình khoan, dung dịch khoan được bơm xuống để bôi trơn và gia cố lỗ khoan.

Kiểm soát việc điều khiển hướng dựa vào cơ chế bất đối xứng của mũi khoan gắn trên đầu khoan.

Toàn bộ tín hiệu phục vụ định hướng chuyển động của đầu khoan được xác định bởi bộ phát sóng (transmitter) nằm trong đầu khoan, bộ phát sóng này phải liên tục hoạt động trong suốt quá trình khoan và đảm bảo đưa được tín hiệu đi xa tối thiểu 25m hướng lên mặt nước (các thiết bị Nhà thầu khoan ngầm Minh Phương Corp sử dụng Digitrak FXL 19 và ECP cable transmitter trong công trình đạt 25,9m và 27,4m – theo bản đặc tính kỹ thuật đính kèm).

Ngay phía trên đầu khoan sử dụng một thiết bị dò đầu khoan (receiver) đi dọc tuyến bám sát chuyển động của đầu khoan để xác định được các chỉ tiêu: độ sâu, nhiệt độ, góc quay và độ nghiêng của đầu khoan.

Những thông tin này được thiết bị dò chuyển tải thông qua sóng vô tuyến về thiết bị hiển thị (remote display) đặt sẵn trên máy khoan giúp cho người vận hành máy định hướng mũi khoan đi theo thiết kế.

The F Series™ Display (FSD™) lets you see drilling information at the drill and can receive telemetry signals from the F5®, F2®, SE™, Eclipse®, Mark III, and Mark V locating systems. The FSD™ remote display is equipped with externally mounted antenna. Additional antenna options available upon request for increased telemetry range.

Đường khoan định hướng phải được kiểm soát chặt chẽ để đi theo một hướng định sẵn do thiết kế quy định và phải tuân thủ nghiêm ngặt độ uốn cong cho phép.

Số liệu khoan được ghi nhận bằng phần mềm Digitrak LWD:

Với cách nhập số liệu đo trên thiết bị Digitrak F5 theo một số minh họa như sau:

Sau khi nhập số liệu đo tại thời điểm thi công trên công trường sẽ có biểu đồ theo mẫu kết quả đo công trình tuyến cáp quang VTN vượt sông Cái Lớn – Kiên Giang năm 2012 do nhà thầu Nhà thầu khoan ngầm Minh Phương Corp thực hiện:

 

Bước3. Khoan phá ngược mở rộng đường khoan (backreaming):

 

Kỹ thuật mở rộng đường khoan.

Sau khi hoàn tất công tác khoan định hướng, đầu khoan và mũi khoan TriHawk sẽ được thay thế bằng đầu phá ngược (reamer). Áp dụng kỹ thuật xoay-kéo đưa đầu phá đi ngược trở về máy khoan theo một tốc độ phù hợp với các tầng địa chất đường khoan đi qua cùng với một lượng dung dịch khoan có hàm lượng tương thích bơm vào để tạo ra đường hầm phục vụ kéo ống HDPE D450.

Đầu phá ngược có tác dụng mở rộng đường khoan thành một đường hầm có kích thước đủ để kéo thành công đường ống HDPE D450 (tối thiểu bằng 130% đường kính ống, tương đương D500). Việc vận hành đầu phá phải tuân thủ quy trình được tính toán dựa trên báo cáo địa chất công trình nhằm đảm bảo độ bền vững thành vách của đường hầm để duy trì lượng dung dịch khoan bên trong có chất lượng tốt trong thời gian ít nhất 7 ngày. Việc duy trì độ ổn định của đường hầm và chất lượng dung dịch khoan bên trong đóng vai trò quyết định đến thành công của công đoạn kéo ống HDPE D450, đặc biệt đối với đường khoan chiều dài lớn.

 

Dung dịch khoan sử dụng cho công trình

Chức năng của dung dịch khoan.

Dung dịch khoan là thành phần quan trọng quyết định thành công của công tác khoan. Về cơ bản, dung dịch khoan là một hỗn hợp của nước, bentonite và các chất phụ gia. Lượng bentonite sử dụng được tính toán dựa trên các thông số địa chất công trình và đường kính, chiều dài đường khoan.

Dung dịch khoan có các chức năng sau: 

   Cắt phá, trộn đất, đá, cát trong đường hầm nơi đầu khoan, đầu phá đi qua khi được bơm nén với áp lực cao.

   Thiết lập và duy trì độ ổn định đường hầm (tránh sụp hầm).

   Bôi trơn đầu khoan, đầu phá và cần khoan, giảm tập trung nhiệt trên các dụng cụ này.

   Vận chuyển đất, đá, cát trong đường hầm ra ngoài.

Với vùng địa chất nhiễm mặn hoặc độ pH cao, một số thành phần phụ gia được bổ sung để hạn chế sự suy giảm các các chức năng này:

-               Main agent : Aus – Gel

-               Au. Agent : XAN BORE

-               Au. Agent : AMC – Pac - R

Một đặc tính quan trọng khác của dung dịch khoan là có thể tái sử dụng được thông qua việc sử dụng thiết bị tái chế.

Nguồn cung cấp dung dịch khoan.  

Công trình này sử dụng dung dịch khoan Baroid – USA là loại hàng đầu và đã được sử dụng thành công trong hầu hết các công trình khoan trên thế giới.

Dung dịch khoan Baroid được cung cấp thông qua công ty Yeochem (S) Pte Ltd. Singapore với thời gian nhập hàng về công trường trong vòng 5 ngày. Số lần Nhà thầu khoan ngầm Minh Phương Corp mua hàng .

Kéo đường ống DHPE D450 (pulling back):

Kỹ thuật kéo ống.

Ống HDPE D450 được kéo bằng lực truyền từ máy khoan thông qua kết cấu đầu phá ngược gắn với 1 khớp xoay bằng kỹ thuật xoay – kéo cần khoan đưa dần về phía máy khoan. Dung dịch khoan được bơm vào đường hầm với chế độ phù hợp giúp giảm thiểu ma sát lên thân ống, ngăn ngừa khả năng sụp hầm.

Việc kéo ống được tiến hành với biểu thời gian được hoạch định kỹ càng đến từng chi tiết phù hợp với chiều dài đường khoan và phải được tiến hành liên tục, tuyệt đối không có thời gian dừng. Chiều dài khoan càng lớn, sự thay đổi các tầng địa chất càng nhiều dẫn đến nguy cơ tăng tải lên thân ống càng cao. Dung dịch khoan phải được tính toán cẩn thận để luôn đảm bảo chuyển động dọc thân ống giúp bôi trơn, giảm khả năng kẹt trong quá trình kéo ống.

Các thông số quá trình kéo ống thường không ổn định do đó người chịu trách nhiệm kỹ thuật luôn phải tính đến trường hợp tải kéo tăng và dự phòng sẵn phương án thay đổi dung dịch khoan, tốc độ kéo. Trường hợp tải tăng lên trong quá trình kéo nếu không chuyển ngay sang chế độ kéo khác và dừng, giữ nguyên hiện trạng, trong thời gian 1-2h áp suất dư trong đường hầm sẽ giảm xuống, tiết diện đường hầm dần co lại và hiện tượng bó ống xảy ra sẽ làm tăng đột biến sức cản. Trong 7-10h tiếp theo khả năng bó chặt đường ống là 90% và sau 12h từ khi ngừng do không có giải pháp sẽ không thể kéo được ống, bước tiếp theo bắt buộc phải cắt bỏ tuyến ống khoan lại đường khác.

Bước 4– Lắp dặt ống lồng (casing)

Dùng cẩu hoặc dùng tời máy khoan nhấc đầu ống vào lỗ khoan. Sau đó, phía đầu cuối dùng lực của máy khoan đẩy theo đường lỗ khoan đã thi công xong. Đầu ống được luồn cáp, dùng tời kéo định hướng ống theo lỗ khoan. Ống được nối với nhau từng đoạn 4m theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất.

Bước 5- Trám vữa benntonit và xi măng

Sau khi đã lắp ống qua lỗ khoan tiến hành bơm vữa bentonit và xi măng  bằng máy bơm chuyên dùng vào đầy phần trống của thành lỗ khoan để chống sạt lở trong lỗ khoan, đảm bảo độ bền vững kết cấu của thành lỗ khoan cũng như nền đường hiện hữu. Dung dịch được bơm vào thành để trám lấp lỗ khoan là vữa bentonit và xi măng.

Sau khi đã lắp đặt ống theo thiết kế ta tiến hành bịt một đầu hố khoan bằng gioăng cao su co để làm kín bên hố đón (Hố tiếp nhận),  tiếp đó ta bơm  dung dịch bằng máy bơm chuyên dùng vào thành hố khoan, bơm đến khi nào lượng vữa xi măng đầy trong toàn bộ thành lỗ khoan thì ta kết thúc quá trình bơm.

Bước 6- Lắp đặt ống dẫn acid:

Ống dẫn Acid là ống thép trắng Ø8 inches dài 6m/đoạn. Công tác lắp đặt như lắp đặt ống lồng, công tác hàn nối công nghệ do đơn vị chuyên môn của PTSC thực hiện. Ống được hàn nối làm từng đoạn 6m, dùng cáp bắt chặt vào đầu ống và được kéo qua bằng tời chuyên dùng. Hoàn thành công tác kéo ống khi đầu ống thoát ra khỏi miệng ống lồng bên kia hố đón.

Bước 8- Hoàn thiện và bàn giao mặt bằng:

 Hố tiếp nhận và hố thi công được dọn vệ sinh sạch trước khi bàn giao cho tiếp tục làm công tác đấu nối hệ thống ống dẫn Acid và hoàn thiện mặt bằng.

XEM TIN TIẾP THEO