Installation de forage profond avec chaînes d'énergie selon les dispositions de protection contre les explosions

Conduites de câbles d'énergie, de signaux et hydrauliques résistantes aux vibrations dans des conditions difficiles.

Avec le système de forage profond TBA 440 M2, Bauer Maschinen GmbH a développé une installation capable de forer de manière largement autonome jusqu'à une profondeur de 6000 mètres et qui, en tant que "Walking Unit" d'un poids total d'environ 1000 tonnes, est même en mesure de changer de site. Le système de manipulation qui alimente les tiges de forage est alimenté en énergie hydraulique et électrique ainsi qu'en signaux de commande par nos chaînes d'énergie E4.1.

Fiche signalétique

Ce qui était nécessaire : Chaînes porte-câbles de la série E4.80
Exigences : Pour un grand nombre de câbles hydrauliques, d'énergie et de signalisation lourds, on cherchait un guidage de câbles robuste conforme aux dispositions de protection Ex.
Secteur : Offshore, pétrole & gaz
Succès pour le client : Des chaînes d'énergie de type E4.80 sont installées dans les trois axes du système de manutention. Grâce à la structure extrêmement robuste, une longue durée de vie est garantie même lors du remplissage avec des tuyaux hydrauliques rigides et lourds.

Problème

Dans le domaine de la production d'énergie et de l'exploration, un saut d'automatisation est également imminent. On ne peut mieux l'observer qu'à Schrobenhausen, au nord de Munich. C'est là, sur le site de l'usine Bauer Maschinen GmbH, que travaille le prototype du système de forage profond TBA 440 M2. Le fabricant, un spécialiste de renommée mondiale de la technique de forage profond, qualifie l'installation de compacte - ce qui laisse entendre que dans l'industrie du "pétrole & gaz", tout est un peu plus grand que dans les autres industries. En effet, le TBA 440 M2 occupe une surface de 25 mètres sur 15 et le mât de l'unité de forage s'élève à 44 mètres de hauteur. "En se basant sur les exigences du marché pour un maximum de sécurité, l'augmentation de l'efficacité et de la productivité ainsi que la protection de l'environnement, Bauer a utilisé sa longue expérience pour développer avec la TBA 440 M2 une nouvelle génération d'installations de forage profond automatisées", explique Ulrich Schöpf, Sales Director Europe, Africa, Asia-Pacific, de Bauer Deep Drilling GmbH.
Mais si l'on considère la performance de l'installation, cet encombrement est en fait minime. En effet, le système peut atteindre une profondeur de 6000 mètres - et contrairement aux installations de forage profond utilisées jusqu'à présent, il possède à bord toutes les tiges de forage nécessaires à cette tâche. De plus, l'installation fonctionne de manière largement automatisée. Un "Pipe Handler" est directement arrimé à la foreuse proprement dite : il s'agit d'un système de manutention qui prélève automatiquement des tiges de forage pouvant atteindre 19 mètres de long sur une sorte de "rayonnage en hauteur" et les introduit dans le trou de forage. Thomas Huber, ingénieur diplômé, a participé au développement du TBA 440 M2 en tant que constructeur chez Bauer : "Nous avons réalisé ici le premier Pipe Handler avec une manipulation entièrement automatisée des tiges de forage". Le grappin, fixé à un système de mât, se déplace vers l'une des tiges logées verticalement ou légèrement inclinées, la saisit hydrauliquement et la positionne exactement au point de transfert. Le mécanisme de préhension est si flexible qu'il peut saisir en toute sécurité des tuyaux d'un diamètre de 2 3/8 à 9 ½ pouces et positionner des tuyaux pesant jusqu'à 3,5 tonnes.

Solution

Parmi les tâches que les concepteurs du "Pipe Handler" ont dû résoudre, il y a l'alimentation en énergie via le système de mât jusqu'au grappin pour charges lourdes. Les ingénieurs ont opté pour un système qui est également utilisé sur de nombreuses autres machines de la technique de construction et d'extraction. Nos chaînes énergétiques de type E4.80 sont installées sur chacun des trois axes du système de manutention. Ces chaînes sont adaptées à une utilisation en extérieur, non seulement dans les installations de forage de différents types (foreuses de sol, enfonce-pieux, foreuses de roche et de tunnel), mais aussi, par exemple, dans les grues à conteneurs et les installations de recyclage. De construction extrêmement robuste, elles sont équipées d'un double mécanisme de retenue qui leur assure une longue durée de vie, même lorsqu'elles sont remplies de flexibles hydrauliques rigides et lourds.
Les chaînes conviennent à une large plage de températures et - point très important pour les installations de forage - elles sont insensibles aux vibrations. Cela est dû à la "prise arrière" - une mesure constructive qui crée une liaison particulièrement solide, au sens propre du terme, entre les maillons de la chaîne. Les maillons de la chaîne qui s'emboîtent les uns dans les autres créent en outre un contour extérieur résistant à la saleté. Les séparateurs subdivisent l'espace intérieur de la chaîne et assurent un guidage ordonné, même de nombreux câbles de différentes tailles. Bauer utilise des chaînes porte-câbles conductrices d'électricité adaptées à l'ATEX et conformes aux dispositions de protection contre les explosions - les installations TBA transportent en effet des fluides riches en énergie et donc explosifs. Les chaînes sont disposées en partie horizontalement, en partie verticalement et atteignent des courses de déplacement allant jusqu'à dix mètres. Elles sont essentiellement remplies de conduites hydrauliques de grandes dimensions qui confèrent au préhenseur la mobilité et la force de maintien nécessaires. Mais les chaînes d'énergie acheminent également les câbles électriques et de signalisation pour les capteurs, les caméras et l'éclairage vers le préhenseur ou vers les points d'extrémité respectifs des différents axes linéaires.

En savoir plus sur les chaînes d'énergie E4.1

igus a accompagné le développement du Pipe Handler sur deux sites : Outre le site de Schrobenhausen, la société sœur de Bauer, Schachtbau Nordhausen, a également été impliquée dans le développement. Du point de vue de Bauer, l'implication précoce des spécialistes de l'alimentation en énergie offrait l'avantage d'utiliser une alimentation en énergie peu encombrante, robuste et fiable, constituée de composants du système modulaire standard d'igus. Des tôles de guidage spéciales et renforcées sont utilisées pour certaines des chaînes d'énergie. Globalement, toute la construction - non seulement celle de la chaîne porte-câbles, mais aussi celle de l'ensemble de l'installation - est conçue pour atteindre une très longue durée de vie dans des conditions extrêmes avec un minimum d'entretien. Les chaînes porte-câbles E4.1 s'intègrent parfaitement dans ce concept. Bauer a effectué un vaste programme de tests avec le TBA 440 M2 sur le forage d'essai de l'usine, d'une profondeur de 2000 mètres, et a ainsi démontré le fonctionnement parfait du Pipe Handler innovant. Thomas Huber : "L'ensemble de l'installation peut être commandé par deux personnes installées dans une cabine confortable : L'une surveille la progression du forage, l'autre le Pipe Handler".

Avec le TBA 440 M2, Bauer s'aventure en véritable terre inconnue, et le terme "s'aventurer" est à prendre au pied de la lettre. Car l'installation, qui pèse jusqu'à 1000 tonnes, est conçue comme une "Walking Unit". Cela signifie qu'elle peut se déplacer de manière autonome sur le site de forage - avec son Pipe Handler et ses 6000 mètres de tiges de forage - et ainsi forer plusieurs puits sans devoir être démontée et remontée. Pour les entreprises d'exploration, cela signifie une simplification et une accélération considérables des activités de forage. Il n'est donc pas étonnant que Bauer ait manifesté un grand intérêt pour le TBA 440 M2. Une première installation a déjà été vendue en Amérique du Sud, et des demandes ont été faites pour d'autres installations, notamment en Amérique du Nord.