Проект, удостоенный звания «Проект года по бестраншейным технологиям 2021 года для новой установки», — это проект, в котором успешно применено горизонтально-направленное бурение (ГНБ) для прокладки под землей критической пары параллельных силовых кабелей длиной 12 200 футов под рекой Раппаханнок недалеко от Уайт-Стоуна, штат Вирджиния. горячая тема и тип пересечения, который недавно попал в национальные заголовки.
Подземные телекоммуникационные линии и линии электропередач были частью репертуара ГНЬ в течение многих лет, но в августе этот конкретный тип применения привлек к себе всеобщее внимание, когда компания PG&E объявила о своих планах провести под землей 10 000 миль линий электропередач в северной Калифорнии. Победивший в этом году проект «Новая установка» был выбран до этой новости.
Традиционно линии электропередач прокладывают над головой, но этот вариант делает их уязвимыми во время неблагоприятных погодных условий и других событий, таких как лесные пожары, что требует от владельцев еще больше денег и времени на замену и / или ремонт. Установки вызывают интерес у владельцев как долгосрочная защита их инвестиций с точки зрения экологических, эстетических и стоимостных факторов.
От Грейс-Пойнт до станции Раппаханнок и перехода через реку Раппаханнок является прекрасным примером того, как ГНБ используется при прокладке подземных линий электропередач. В рамках этого проекта были установлены две параллельные линии электропередач и кабельная линия, заменившие воздушную линию 115 кВ, что дало клиентам Dominion Energy Virginia (DEV) большую пропускную способность, а также защиту от потенциально возможных отключений линий в будущем.
Этот проект был невероятно сложным для подрядчика и его инженеров, разрабатывавших его, поскольку для решения нескольких проблем потребовалось тщательное планирование и командная работа. Эти вопросы включали планирование логистики, работа в первые месяцы пандемии COVID-19, создание конструкции, которая будет наименее разрушительной для водного пути, что привело к успешному прокладыванию линий под землей; проект также включал в себя сложную выгрузку и заглубление промежуточных врезных секций с использованием уникальной струйной машины для поддержания глубины новых линий на 10 футов ниже дна реки без использования каких-либо механических дноуглубительных работ.
Проект включал в себя процесс доставки «Инженер, закупка и строительство» (EPC), который требует критического планирования и коммуникации для составления проекта для установки двух 8-дюймовых скважин из стальных труб, к каждому из которых привязано по два оптоволоконных кабеля.
«Для этого проекта большая честь быть выбранным в этом году в номинации «Проект года», — говорит Дж. Б. Браун, старший вице-президент и руководитель проекта этого проекта компании Mears. «Этого бы не произошло без совместной работы множества преданных своему делу людей… Приятно знать, что индустрия видит и признает то, что мы делаем».
Проект подстанции Грейс-Пойнт — Раппаханок требовал прокладки двух параллельных подземных кабелей на 230 кВ под рекой Раппаханнок. Эти подземные кабели заменят существующую воздушную линию через реку. Также в объем работ входил монтаж двух линий оптоволоконных кабелей. DEV наняла Mears Group в качестве основного подрядчика проекта EPC, а Mears, в свою очередь, наняла услуги Brierley Associates, POWER Engineers и Verrified Engineering для выполнения инженерной части работы; Компания UTEC была нанята для поддержки электропроводки и трубопровода, а компания Corman Kokosing — для поддержки морского оборудования.
Ширина реки в месте пересечения составляет 10 300 футов, при этом расстояние между двумя рабочими площадками ГНБ по обеим сторонам реки составляет примерно 12 200 футов. Одной из проблем для Mears было то, что ни один из переходов не мог быть выполнен за один непрерывный снимок из-за ограничений длины кабеля, длина которого составляла только 7500 футов, поэтому требовалось как минимум одно соединение. Коррозия также была потенциальным препятствием для методологии одиночного непрерывного выстрела, поскольку установка, вероятно, привела бы к стальной трубе внутри сценария стальной трубы. DEV и Mears начали совместную работу над решением этой проблемы, однако, как только стало очевидно, что кабель не может быть изготовлен необходимой длины, от этого процесса отказались. «Невозможно было разделить переход на два перехода, потому что для этого потребовалось бы построить временную рабочую платформу посередине русла реки, препятствующую движению транспорта», — объясняет Браун. «Поэтому на реке были построены две платформы, разделившие трассу на три перехода ГНБ для каждой трассы, всего шесть переходов».
Два участка от берега до платформ имели длину примерно 2700 футов и 2900 футов. Средний сегмент, который шел от платформы к платформе, имел длину примерно 6600 футов. Геотехнические условия состояли из очень мягких грунтов, что диктовало использование промывочной обсадной колонны для установки пилотного ствола, чтобы снизить риск непреднамеренного возврата. Волоконно-оптический кабель из полиэтилена высокой плотности протянут в одной скважине за раз. Переходы берег-платформа (по одному створу с каждой стороны реки) также состояли из дополнительных 6-дм. трубопроводов из полиэтилена высокой плотности, которые будут использоваться для транспортировки воды от берегов к платформам.
«Морской компонент всегда немного усложняет [любой проект]», — говорит Браун, отмечая, как этот компонент влияет на все в проекте, от сращивания и сварки до транспортировки бригад и оборудования до фактического применения ГНБ.
Платформы были построены примерно за месяц до начала работ по пересечению ГНБ. Компания Mears использовала две американские буровые установки Augers DD440 (управляемые с платформ), а также одну американскую буровую установку Augers DD140, используемую с берега. Также использовались буровые растворы American Augers MCD100 и Tulsa Rig Iron MCS1000. ISCO предоставила трубы из полиэтилена высокой плотности, а UTEC — стальные трубы.
Этот проект столкнулся с рядом проблем, таких как геотехнический состав почвы под рекой, ограничения на траекторию бурения и выход за борт места сращивания в реке. «Почва под рекой состояла из очень мягкой глины и ила с большим весом на глубине более 100 футов ниже поверхности реки в некоторых местах», — говорит старший сотрудник Brierley Associates Джим Уильямс, PE, PMP. «Эти условия привели к тому, что центральный переход ГНБ «вода-вода» был установлен на глубине 200 футов». Brierley Associates выступала в качестве ведущей проектной и инженерной фирмы по проекту, отвечая за общее управление проектированием ГНБ и электрическими компонентами, последние передали субподряд компании POWER Engineers.
Одной из первых задач, стоявших перед командой, была зона натяжения труб для переходов вода-вода. «Проведение колонны труб от берега на высоту более 1000 футов к морской платформе для установки двух переходов «вода-вода» длиной 6600 футов было сложной задачей не только с логистической точки зрения, учитывая 30-футовый обрыв на береговой линии, но и с точки зрения разрешения ограничения со значительными площадями, недоступными из-за растительности, устричных рифов и т. д.», — говорит Браун. «Мы решили эту проблему, установив обсадную трубу на одном из береговых переходов и используя эту обсадную трубу в качестве трубопровода для передачи 8-дюймовой трубы. стальную трубу от берега к платформе, а затем внутрь рассверленного отверстия».
Одна из самых больших проблем в проекте заключалась в том, чтобы сбросить выброшенную за борт трубу под дно реки, поскольку механические дноуглубительные работы были запрещены. Гидродинамическая обработка также была сложной задачей из-за криволинейного выравнивания выброшенной за борт трубы. Вместо традиционного механического ковша для удаления почвы со дна реки, где будут располагаться трубы, что является широко используемой техникой, бригады использовали струйную машину с гидравликой высокого давления, которая выбрасывает грунт под трубу, когда машина скользит по ней. верх трубы. Этот процесс был выполнен на 600-футовых участках в четырех отдельных областях.
«Процесс сращивания кабеля и сварки стальной трубы на платформах после завершения работ по ГНБ, а затем подъем и укладка трубы на русло реки, называемый «перебортованием», представляет собой сложный процесс», — объясняет Уильямс. «При разработке процедуры этого процесса тщательно учитываются такие факторы, как вес трубы и кабеля, грузоподъемность крана, конфигурация такелажа, глубина воды, приливы, течения и другие. Трехмерное моделирование и анализ конечных элементов используются для определения напряженного состояния стальной трубы во время этого процесса».
Пока Mears и его команда планировали и намечали известные проблемы, неожиданная проблема временно остановила проект: пандемия COVID-19. Работа уже шла полным ходом, когда в марте 2020 года пандемия вынудила прекратить работу всех типов в Соединенных Штатах и во всем мире. Хотя этот проект считался важной услугой, Mears и DEV вместе решили остановить работу примерно на шесть месяцев. Пауза в работе не повлияла негативно на общий график или завершение проекта. Во время остановки бригады смогли продолжить сварку и покрытие трубы.
«Мы закончили первую из шести скажин и были готовы начать следующую, но решили подождать. Мы были обеспокоены тем, что мы будем на полпути к следующему этапу и, возможно, у нас будет вспышка [COVID], и нам придется остановиться и [потенциально] потерять скважину», — говорит Браун, отмечая, что, когда работа возобновилась, протоколы COVID были оценены и реализованы.
И Уильямс, и Браун подчеркивают важность командной работы и планирования, которые сделали этот сложный проект успешным. «Этот проект является выдающимся достижением благодаря разностороннему опыту, который был необходим для преодоления трудностей», — говорит Уильямс. «Строительство ГНБ, проектирование ГНБ, проектирование конструкций, моделирование методом конечных элементов и морское строительство — все это требовалось для совместной разработки успешной стратегии завершения проекта.
«Для меня большая честь быть частью такого проекта, и он показывает, чего можно достичь, когда команда проекта, включая владельца и всех остальных, работает вместе для достижения общей цели», — заключает он.
Браун соглашается с мнением Уильямса и особо отмечает вклад одного члена команды: Рона Халдермана, который неожиданно скончался до того, как проект был завершен. «Рон был важен для Мирс на протяжении многих лет, особенно в этих крупных и сложных проектах, — говорит Браун. «Мы всегда полагались на Рона, чтобы он помог нам продумать потенциальные методологии и провести мозговой штурм по проблемам, и этот случай ничем не отличался».