NO844729L - Fremgangsmaate for aa etablere en forbindelse fra havbunnen til en underliggnede tunnel. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for etablering av en forbindelse fra havbunnen til en på forhånd utsprengt eller utboret tunnel. Slike tunnelforbindelser er det behov for i såkalte havtermiske kraftanlegg, som produserer energi ved å utnytte temperaturdifferansen mellom overflate-vannet og vannet på store dyp.

Ved bygging av kraftanlegg av den konvensjonelle type

er det f.eks. vanlig å etablere en forbindelse mellom en under-vanns-fjelltunnel og en sjø ved at den siste del av tunnelen d.v.s. tunnelens frontparti sprenges fra innsiden d.v.s. fra luftsiden, og stenmasser fra sprengningen oppfanges av en utsprengt grop inne i tunnelen. Usikkerheten ved metoden øker med vanndybden, og på dyp på flere hundre meter ansees metoden ikke sikker nok med hensyn til gjennomføringen, spesielt med tanke på vannleka-sjer i den siste del av tunneldriften. Det er derfor nødvendig å utvikle en metode hvor den konvensjonelle tunneldriften kan avsluttes i betryggende avstand fra selve fjelloverflaten på sjøbunnen.

I forbindelse med oljeutvinning fra havbunnen er det tidligere kjent å avslutte en tunnel i avstand fra havbunnflaten og tette tunnelens frontparti fra resten av tunnelen for deretter å bore seg fra tunnelens innside gjennom den resterende del av sjøbunnberget. I det således utborede borehull>trekkes det fra utsiden en rørledning. Rørledningens diameter er ubetyde-lig i forhold til tunnelens.

Formålet med oppfinnelsen er å gjøre det mulig på en sikker måte å etablere en forbindelse av den innledningsvis nevnte art hvis gjennomstrømningstverrsnitt i hydraulisk henseende stort sett svarer til tunnelens tverrsnitt. Hensikten med oppfinnelsen oppnåes ved at det fra havbunnflaten bores et antall borehull som slutter i tunnelen og som har et totalt gjennom-strømningstverrsnitt som i hydrodynamisk henseende i det minste svarer til tunnelens tverrsnitt. For opphevelse av den store trykkdifferensen mellom vannsiden og luftsiden fylles tunnelen før gjennomslaget med vann. Boringen utføres fortrinnsvis fra en flytende eller halv nedsenket borerigg e.l. og det benyttes boremal til styring av borestrengen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er anvendelig både for vertikal boring og skrå boring.

Oppfinnelsen løser problemet med den tidligere kjente utslagsmetode på en enkel og sikker måte. I stedet for å foreta utslaget fra 'innsiden foretas gjennomslaget ved oppboring fra yttersiden, d.v.s. fra vannsiden. Herved oppnåes at tunnel-arbeidene kan avsluttes i tilstrekkelig og trygg avstand fra fjelloverflaten.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegninger, hvor

fig. 1 illustrerer skjematisk vertikal boring for oppnåelse av en tunnelforbindelse i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 illustrerer skrå boring, fig. 3 illustrerer montering av borestrengen for skrå boring og fig. 4 viser skjematisk en boremal med føringstrakt.

Fig. 1 viser et vertikalsnitt av en kaldtvannstunnel

for et havtermisk kraftanlegg. For et kraftanlegg på f.eks.

5 MW kan det være aktuelt med en tunnel for inntak av kaldt vann med et tverrsnitt på ca. 20 m 2. På figuren er 1 fjelloverflaten (havbunnoverflaten), 2 er fjell-tunnelen, den vertikale sjakten, 3 er den horisontale del av tunnelen. 4 betegner en alternativ, krummet tunnel. Oppboringen av forbindelsen til tunnelen skjer ved hjelp av et boreskip eller en halvt nedsenkbar boreplattform, betegnet 5. Denne forankres over borestedet, f.eks. ved hjelp av dynamisk posisjonering. Selve ansettet av borehullene utføres fortrinnsvis ved hjelp av en på forhånd innstillet stålramme 6 med sentreringsanordninger for borestrengen 7. Antall borehull 8 bestemmes av nødvendig tverrsnittsbehov. En grop for borekaks og eventuelle sprengrester er vist ved 9. Vanlig største diameter i petroleumsindustrien er for tiden 36", d.v.s. for en 20 m 2 tverrsnitt trengs ca. 25-30 hull. Hull-lengden vil være avhengig av geometrien på fjelloverflaten og tunnelens beliggen-het.

Ved en hensiktsmessig plassering av utslagsstedet vil oppboringen av hullene kunne utføres raskt, effektivt og rimelig,

og fremfor alt sikkert.

Fig. 2 illustrerer en alternativ fremgangsmåte, hvor borehullene 8 bores på skrå for å oppnå bedre strømningsforhold ved innløpet til selve tunnelen 3 hhv. gropen eller bergrommet 9. Det fremgår av figuren at bergrommets utstrekning er forholdsvis stor i forhold til tunnelens tverrsnitt. Derved er det skaffet en bedre mulighet for hensiktsmessig plassering av et stort antall borehull og dermed bedre vanntilførsel og bedre hydrauliske forhold ved innløpet til tunnelen. Det fremgår også av figuren at boremalen 6 er utstyrt med en føringstrakt 10 som er sving-bart lagret ved 11. Borestrengen forløper langs en buet bane fra boreriggen 5 til malens føringstrakt 10 slik at borestrengens nederste parti med borekronen er i flukt med den tilsiktede boreretning. Malen kan være utført med like mange føringer som det skal bores hull i havbunnen, men den kan også være utstyrt med en eller flere føringer som kan beveges på langs og tvers av boremalerammen. Slike boremal er kjent fra vertikal boring på stort sett horisontal havbunn. Føringstrakten 10 kan eventuelt være anordnet for rotasjon slik at man får et sirkelformet borehullmønster. Fig. 3 illustrerer en fremgangsmåte for tilpasning av borestrengen for skrå boring. Boreballen 6 er utstyrt med en føringstrakt 10 for oppfanging av borestrengens nederste del (se også fig. 4). I posisjon I befinner boreriggen seg rett overfor føringstrakten og borekronen føres inn i trakten som følge av borestrengens tyngde. Deretter flyttes boreriggen til posisjon II samtidig som det settes nye seksjoner på borestrengen mens føringstrakten 10 dreies for oppnåelse av riktig ansats-vinkel. Et hjelpefartøy 12 hjelper til å holde borekronen på plass under forflytningen av boreriggen. Fig. 4 viser skjematisk en boremalramme 6 utført som slede for forskyvning langs havbunnen og utstyrt med en sving-bar føringstrakt 10 som vist på fig. 2.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for å etablere en fullprofil-forbindelse mellom havbunnen og en under havbunnen beliggende tunnel eller en del av samme, særlig på stor havdybde, der tunnelen sprenges og/eller bores i bergarten med frontpartiet så nær som mulig havbunnflaten uten at personell og utstyr utsettes for fare, karakterisert ved at forbindelsen tilveiebringes ved at det fra havbunnflaten bores et antall borehull som slutter i tunnelen og som har et totalt gjennomstrømningstverrsnitt som i hydrodynamisk henseende i det minste svarer til tunnelens tverrsnitt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tunnelen før gjennomslaget fylles med vann for utjevning av trykket.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tunnelens frontparti før boringsoperasjonen utvides med et bergrom for opptak av borekaks-og sprengrester og/eller for hensiktsmessig plassering av borehullene i forhold til tunnelen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at boringen skjer fra en flytende borerigg e.l. under anvendelse av boremal (template) som til-passes etter havbunnen,slik at målfø ringene under bruk forløper i det vesentlige perpendikulært.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at boringen skjer fra en flytende borerigg e.l. under anvendelse av boremal (template)som til-passes etter havbunnen, slik at målføringene under bruk stort sett forløper vinkelrett på havbunnen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at boremal med svingbar(e) innføringstrakt(er) anvendes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6 for boring på skrå i hellende havbunn, karakterisert ved at boreriggene e.l. først plasseres rett over boremalens innføringstrakt og borstren-gens kroneparti anbringes i denne, hvoretter boreriggen for-flyttes til en ny stilling idet borestrengen bøyes slik at borkronepartiet kommer i flukt med den tilsiktede boreretning, idet føringstrakten svinges tilsvarende under forflytningsoperasjo-nen .