215) Perfuração horizontal direcional - HDD
Método de Perfuração não Destrutivo
Animação demostrativa do processo de Furo Direcional ou Método Não Destrutivo.
Utilizando se alargadores e bentonita para fixação do canal aberto.
Uma tecnologia de travessia subterrânea, dirigível da superfície sob a qual está sendo executada”, seria uma definição bastante razoável.
O processo, além de permitir a “navegação” por entre as interferências existentes, mesmo em subsolos densamente povoados, é ideal para utilização em cidades de grande porte, onde o sistema viário já não suporte mais qualquer estreitamento do leito carroçável e pode ser considerado o mais limpo, se comparado ao de escavação de valas a céu aberto. Dele se poderia, ainda, falar da economicidade, pela rapidez na execução das travessias, da redução do risco de acidentes e das perspectivas abertas,à engenharia de projetos, para a descoberta de soluções técnicas antes inviáveis.
A perfuração horizontal direcional, tradução de “horizontal directional drilling” (HDD), é uma tecnologia de escavação subterrânea que permite instalações de dutos, com variabilidade tanto no diâmetro final, quanto na direção do caminho do furo que pode ser reto ou curvo (COWELL, 2003).
Devido à ampla flexibilidade e por ser um método não destrutivo, a técnica tornouse uma das escolhas mais recomendadas para travessias na implantação de redes de água, esgoto, instalação de dutos para passagem de cabos de fibra ótica, entre outras aplicações (LAN, 2011). Porém, ressalta-se que a utilização da HDD ainda é baixa no Brasil, principalmente devido aos custos maiores que os da abertura de vala.
Na técnica HDD, a instalação dos dutos geralmente é executada em três fases distintas, sendo estas o furo piloto, o alargamento do furo e a instalação do tubo.
O furo piloto consiste na perfuração de um pequeno diâmetro que é iniciado na superfície com ângulo de entrada, geralmente de 8º a 20º, com a horizontal.
O furo piloto prossegue inclinado até atingir a profundidade desejada onde, a partir de então, seguirá na posição horizontal. Depois de finalizada a trajetória horizontal, a perfuração segue inclinada até o local de saída pré-estabelecido, conforme pode ser visualizado na Figura 10 (COWELL, 2003).
Demostração de como realizado metodo de perfuração não destrutiva ( MND)
Furo Direcional
O furo piloto é executado por meio de uma broca de perfuração, como se pode verificar na Figura 11. Esta broca possui um sistema com direcionamento monitorado por sensores eletromagnéticos. Os sinais destes sensores indicam a profundidade e a direção da broca permitindo assim, ao operador ajustar a direção do furo, obtendo o alinhamento necessário (ABDOLLAHIPOUR, 2012).
Detalhe da broca de perfuração. Fonte: Brasfix, 2015.
Após, completado o furo piloto, a broca de perfuração é removida e em seu lugar é instalado uma de maior diâmetro, conhecida como alargador, conforme visto um exemplo na (LAN, 2011).
Exemplo de alargador.
Fonte: Almeida, 2012.
O diâmetro do alargador está relacionado com o diâmetro do tubo que será escolhido e está também relacionado com o tipo de equipamento de HDD, categorizado em três tipos - Mini-HDD, Médio-HDD e Maxi-HDD - de acordo com o diâmetro do tubo e a capacidade da máquina. As variações dos diâmetros de cada equipamento podem ser visualizadas abaixo (BAIK, 2003).
Comparação das principais características de HDD.
Fonte: Dezotti, 2008.
A finalidade desta operação consiste em alargar o furo antes do processo de instalação do tubo (Figura 13). O diâmetro do furo é aumentado, tipicamente de 1,2 ou 1,5 vezes o diâmetro da tubulação que será instalada. Entretanto, este fator pode ser ajustado de acordo com as condições do solo e o comprimento total da execução (ROYAL, 2010).
Etapa de alargamento do furo.
Fonte: Brasfix, 2015.
O diâmetro aumentado proporciona uma redução dos atritos na fase seguinte, onde são puxados os tubos.
Além disso, tem a finalidade de reduzir as tensões de flexão nas regiões de entrada e saída da tubulação.
Podem acontecer vários passes de alargamento, à medida que o diâmetro da tubulação seja bem maior que o diâmetro inicial. Para tanto, ocorrem aumentos graduais das brocas de alargamento até que seja alcançado o diâmetro desejado.
A última passagem de alargamento coincide com a instalação da tubulação, conforme mostrado na Figura 14 (ZAYED, 2013).
Processo de instalação da tubulação.
Fonte: Brasfix, 2015.
O maior furo direcional do brasil - 2000 m de perfuração para atravessar o Rio Solimões
Unir uma obra de impactante envergadura à delicadeza cirúrgica de atuar em um patrimônio ambiental da humanidade foi o maior desafio da AG na construção do Gasoduto Urucu-Coari-Manaus.
Durante o processo de instalação da tubulação, a coluna a ser puxada é conectada à coluna de perfuração por meio de um dispositivo conhecido por “swivel” (articulação móvel), conforme pode ser visualizado na Figura 15. Esta peça é fixada entre a tubulação e o alargador com a finalidade de evitar a rotação da tubulação durante o processo de puxamento (ROYAL, 2010).
Detalhe do dispositivo “swivel”.
Fonte: Mears, 2015.
Demonstração da substituição de tubos que estavam vazando e tiveram de ser trocados
Este dispositivo também serve para reduzir tensões de torção durante o processo de puxamento. Além disso, o “swivel” exerce outro papel importante de paralisar o puxamento caso o limite de força pré-calculado venha a ser ultrapassado.
Outro fator muito importante é que durante todos os processos deve ser utilizado um fluido de perfuração, sendo este uma composição de bentonita, misturada com água podendo ter aditivos poliméricos e outros agentes.
O fluido de perfuração desempenha um papel fundamental, tendo como objetivo principal, manter o furo aberto, assim como, estabilizá-lo evitando seu colapso.
Além disso, o fluido serve para manter o material escavado em suspensão, o que reduz a força de atrito, e para lubrificar as hastes de perfuração como também a parede do furo, facilitando o deslocamento da coluna (COWELL, 2003).
A perfuração direcional horizontal é altamente recomendada para construções de novas redes de água, esgoto, efluentes industriais, gás, entre outros. Como o HDD é um método não destrutivo de construção, evitam-se os transtornos causados por interrupção de tráfegos pelas valas abertas (OLIVEIRA, 2011).
Apresentação Furo Direcional
Obras de expansão da Rede de Gás Natural - Furo Direcional
bibliografia: Desenvolvimento Conceitual de uma Técnica para Escavação de Microtúneis em Solo
em:
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