Sterowane wiertło skalne kopie pod górę i po łuku
Budowa elektrowni wodnej zazwyczaj wywiera duży wpływ na środowisko. Jednym z negatywnych aspektów jest konieczność tworzenia niszczących dróg biegnących od dna dolin w górę. Alternatywą metodą jest rozpoczęcie wiercenia na dnie doliny ku górze. Niemniej jednak wykonanie odwiertów w ten sposób jest bardzo trudne przy użyciu obecnego sprzętu, który jest podatny na pęknięcia i zakleszczenia, a naprawy są kosztowne i czasochłonne. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ECO-DRILLING opracowano urządzenia odpowiednie do takich zastosowań wiertniczych. To nowa technologia, która pozwala na wiercenie długich tuneli o szerokości 0,5–1,5 m po łuku w kontrolowany sposób, również w górę. Zespół dopracował koncepcję do etapu prototypu i komercjalizacji. Wiertło przeznaczone jest do wykonywania rurociągów zasilających, które są ważnymi elementami elektrowni wodnych. Rurociągi doprowadzają wodę z ujęcia w rzece lub zbiorniku do turbiny generatora w elektrowni. System wiertniczy projektu jest odpowiedni dla elektrowni o wysokiej mocy. Takie instalacje charakteryzują się ograniczonym przepływem wody oraz wysokim ciśnieniem, ze względu na duży kąt pomiędzy źródłem wody a turbiną.
Wiertło elektryczne
„Częścią rozwiązania ECO-DRILLING jest elektryczny silnik bezpośrednio przymocowany do wiertła”, wyjaśnia koordynator projektu Askjell Tonstad, dyrektor generalny firmy NORHARD, głównego partnera projektu. „Obejmuje ono również nierotacyjny przewód wiertniczy, który minimalizuje tarcie pomiędzy przewodem wiertniczym a skałą”. Pomaga to systemowi osiągnąć wysoką efektywność energetyczną. System wykorzystuje wiertło nierotacyjne, dlatego kable do przesyłu energii i wymiany danych o dużej przepustowości mogą być podłączone do przewodu wiertniczego. Dzięki temu głowica wiertnicza może być obsługiwana i sterowana przez operatora na powierzchni. Laserowo-optyczna jednostka żyroskopowa, która zapewnia zaawansowane możliwości pozycjonowania i nawigacji, jest zintegrowana z głowicą wiertniczą. Sterowanie odbywa się z dokładnością do 1 metra na kilometr odwiertu. Dzięki temu operator może wiercić po zdefiniowanych trajektoriach, w tym po łukach. W ramach projektu opracowano również wydajne oprogramowanie do monitorowania, kontroli i wsparcia operacyjnego.
Nowe możliwości
Inne zalety systemu ECO-DRILLING to jego modułowa forma, która sprawia, że można go transportować w częściach helikopterem lub przewozić na zwykłych drogach. Ta cecha eliminuje konieczność korzystania z rozbudowanej infrastruktury drogowej, obniżając koszty i minimalizując wpływ na środowisko. Naukowcy znacząco poprawili zarówno technologię, jak i wydajność operacyjną systemu. Testy prototypowe wykazały zwiększony zasięg wiercenia i lepszą mobilność w porównaniu z wcześniejszymi wersjami. Planuje się budowę wielu małych elektrowni wodnych w Norwegii. Technologia ECO-DRILLING sprawia, że jest to technicznie, ekonomicznie i ekologicznie wykonalne. „Planujemy wykorzystać tę sytuację, aby zwiększyć nasze możliwości i wzmocnić naszą już silną pozycję na tym rynku oraz wykorzystać tę platformę w dalszym procesie internacjonalizacji”, dodaje Tonstad. Zespół wynegocjował z jedną z największych norweskich firm budujących i zarządzających małymi elektrowniami wodnymi 6-letnią umowę na dostarczenie kompletnej jednostki wiertniczej. Budowa nowego bloku rozpocznie się natychmiast po realizacji projektu w 2020 roku. Naukowcy planują również wprowadzenie tej technologii na inne rynki związane z drążeniem tuneli i infrastrukturą podziemną, takie jak branże ciepłownictwa, kabli podziemnych, wodociągów i odprowadzania ścieków. Budowa elektrowni wodnych w sposób przyjazny dla środowiska sprzyjać będzie zwiększeniu produkcji czystej energii wodnej. Pomoże to UE w osiągnięciu założonych celów w zakresie energii odnawialnej.
Słowa kluczowe
ECO-DRILLING, wiercenie, elektryczne, w górę, energia wodna, rurociągi zasilające, sterowane, niewielki wpływ na środowisko, zakrzywione, hydroelektryczne
