offshore exploratory drilling

Istražno bušenje na moru

Istraživanje za potrebe izgradnje morskih građevina

Istražno bušenje na moru uključuje kombinaciju bušenja, uzorkovanja, in situ ispitivanja, kao i laboratorijskih ispitivanja na uzorcima tla i stijene. Morske građevine spadaju u grupu iznimno kompleksnih građevinskih zahvata. Poznavanje geoloških uvjeta u podmorju od iznimne je važnosti kako bi se mogli predvidjeti svi negativni utjecaji za konstrukciju u budućnosti.

Građevine moraju biti temeljene na tlu na način da je osigurana mehanička stabilnost i otpornost prilikom djelovanja morskih struja, vjetra i ostalih utjecaja. Da bismo mogli dokazati navedene zahtjeve, potrebno je poznavati karakteristike tla sa stajališta površine i dubine do koje se očekuje značajno međudjelovanje građevine i prostora u kojem se ona izvodi. Kao i na kopnu, istražno bušenje na moru je jedna od metoda istraživanja podzemlja te je vrlo često sastavni dio geotehničkih istražnih radova uz geofizička i laboratorijska ispitivanja.

Ukoliko je novoplanirana građevina predviđena uz postojeću obalu morsko istražno bušenje se može obavljati s kopna, ali u većini slučajeva isto podrazumijeva korištenje plovnog objekta ili pontona za transport bušaće opreme te izvedbu bušenja na morskom dnu.

istražno bušenje na moru
Slika 1. Istražno bušenje na moru s kopna i s plovnog objekta

Razlike između istražnog bušenja na moru i kopnu:

  • Istražni radovi na moru su znatno skuplji.
  • Izvode se s plovnog objekta ili pontona.
  • Potreban je veći broj osoblja (bušači, mornari, ronioci).
  • Istražno bušenje na moru je vrlo zahtjevno te je za isto potrebno rukovanje iskusnog bušaćeg tima. Bušači moraju imati potrebno iskustvo i osposobljenost budući da su izloženi širem spektru opasnosti nego pri bušenju na kopnu.
  • Vremenski uvjeti (vjetar, valovi, morske mijene) i promet drugih plovila značajno utječu na brzinu, sigurnost i učinkovitost izvedbe.
  • Prije početka radova potrebno je proučiti vremensku prognozu, red plovidbe većih plovila koja mogu izazvati valove te u svakom trenutku izvoditi radove s povećanim oprezom.
  • Potrebno je izvesti zacjevljenje kroz morski medij koje služi kao vodilica bušačeg pribora te kao zaštita protiv urušavanja bušotine.
  • Prilikom minimalnog pomicanja plovnog objekta s kojeg se obavlja istražno bušenje uslijed djelovanja valova i morskih struja često dolazi do lomljenja i oštećenja opreme te opasnosti za osobe u blizini.

Najčešće se izvode dvije vrste istražnih bušotina na moru: bušotine s jezgrovanjem i prospekcijske bušotine.

Strojno rotacijsko bušenje na moru s jezgrovanjem

Istražno bušenje na moru najčešće se izvodi do razine stijenske podloge koja predstavlja podlogu izrazito visokih značajki u smislu nosivosti i deformabilnosti ispod pokrivača od marinskih sedimenata. Uobičajeno je bušiti uz minimalni uvjet ulaska u stijensku podlogu do cca 2,0-3,0 m,  a dubine mogu biti veće ovisno o tipu i veličini predviđene konstrukcije.

Bušenje se provodi rotacijskom metodom sa jezgrovanjem s prikladnim bušaćim priborom. Pri bušenju u kompaktnu stijenu potrebno je koristiti krunu od industrijskih dijamanata koji su otporni na habanje ili vidija krunu od posebno obrađenog čelika za bušenje kroz sediment i trošnu stijenu.

geotehnički profil bušotine izvedene vidija krunom
Slika 2. Geotehnički profil bušotine izvedene vidija krunom kroz sediment i trošnu stijenu do dubine od 4,2 m, te dijamantnom krunom kroz kompaktnu stijenu do dubine od 10,0 m.

Za razliku od bušenja na kopnu gdje se bušotina može zaštiti zaštitnom cijevi protiv urušavanja, u moru se zacjevljenje koristi i kao vodilica bušaćeg alata do ušća istražne bušotine kroz morski medij.

zacjevljenje kroz morski medij
Slika 3. Zacjevljenje kroz morski medij

Da bi se smanjilo moguće oštećenje jezgre, do kojeg dolazi rotacijom sržne cijevi i prolaskom vode za hlađenje i ispiranje, razvijen je alat s dvostrukom sržnom cijevi. Unutarnja sržna cijev slobodna je od vanjske pa pridržava jezgru i uglavnom je oslobađa trenja od rotacije vanjske cijevi. Tekućina za hlađenje i ispiranje prolazi između vanjske i unutarnje sržne cijevi pa je jezgra time dodatno zaštićena i oštećenje uzorka je minimalno.

shematski prikaz sržne cijevi
Slika 4. Shematski prikaz jednostruke i dvostruke sržne cijevi
vađenje jezgre iz dvostruke sržne cijevi
Slika 5. Vađenje jezgre iz dvostruke sržne cijevi nakon skidanja dijamantne krune

Prospekcijsko bušenje

Morsko istražno bušenje uključuje i izvedbu penetracijskih (prospekcijskih) bušotina bez jezgrovanja gdje se mjeri dubina prodiranja jezgrene cijevi kroz morski sediment do površine stijenske podloge. To je brz i efikasan način dobivanja podataka koji se često koristi u kombinaciji sa istražnim bušenjem s jezgrovanjem radi dobivanja kvalitetnijeg geotehničkog profila tla.

Plovni objekt ili ponton

Za provedbu istražnog bušenja na moru potrebno je koristiti plovni objekt ili ponton za transport bušaće garniture te izvođenje morskog istražnog bušenja. Najam plovnog objekta jedna je od bitnijih čimbenika koji utječu na ukupnu cijenu izvedbe radova. Plovni objekt se iznajmljuje po danu, a u Hrvatskoj se cijene najma kreću od 10000-20000 kn na dan što ovisi o nosivosti, vrsti i opremljenosti broda te broja osoblja (ronioci, mornari). Također, tu su još i troškovi transporta (dovoz i odvoz) plovnog objekta. Plovni objekti se pozicioniraju preko GPS-a ili pomoću prethodno iskolčenih bušotina na moru.

Jack-up ponton

Jack-up ponton predstavlja najoptimalniji plovni objekt prilikom izvedbe istražnog bušenja na moru radi odlične stabilizacije i malog utjecaja valovanja mora na isti. Jack-up ponton je plovni objekt koji se sastoji od plovnog trupa opremljenog pokretnim nogama (nogarama) pomoću kojih podiže svoj trup iznad površine mora. Plovni trup omogućuje transport pontona i sve ostale opreme na željeno mjesto. Kada se ponton pozicionira na određenu lokaciju, trup se podiže iznad površine mora pomoću pokretnih nogara poduprtim na morsko dno. Nogare takvih jedinica moraju biti oblikovane tako da prodiru u morsko dno te mogu biti opremljene posebnim osloncima. Takvi plovni objekti mogu imati svoj pogonski sustav ili se kreću oslanjajući na tegljače i teške teretne brodove za prijevoz.

jack-up ponton
Slika 6. Shematski prikaz jack-up pontona

Plovni objekti u Hrvatskoj

U Hrvatskoj se uglavnom koriste višenamjenski radni plovni objekti prilagođeni za morsko istražno bušenje. Uobičajeno imaju dvije ili četiri nogare duljina do 10 m pa je njihova primjena ograničena samo na relativno plitko more. Kod pontona s dvije nogare iste prodiru u morsko dno, a suprotni kraj se konopima privezuje na obalu ili konopima na sidra pod morem.

jack-up ponton s dvije i četiri nogare
Slika 7. Jack-up ponton s dvije i četiri nogare

U slučaju da plovni objekt nema nogara, za sidrenje se koristi četverovez, odnosno unakrsno vezivanje broda konopima za morsku obalu te čeličnim sajlama koje se zatežu vitlima na sidra na prethodno postavljene potopljene betonske blokove.

plovni objekt
Slika 8. Plovni objekt privezan konopima za obalu i čeličnim sajlama vezanim za sidra

Istražno bušenje na moru – Zadar, uvala Dugovača

Za potrebe uređenja obalnog pojasa uvale Dugovača uz zapadni rub naselja Drage svrhu izrade geotehničkog elaborata za predmetni zahvat, izvedeno je četiri istražnih bušotina s jezgrovanjem na moru ukupne duljine 12,0 m uz minimalni uvjet ulaska u stijensku podlogu 2,5 m. Pet prospekcijskih bušotina na moru izvedeno je radi utvrđivanja razine stijenske podloge prodiranjem kroz marinske sedimente.

pozicije istražnih bušotina
Slika 9. Situacija s pozicijama istražnih radova

Istražno bušenje provedeno je s plovnog objekta (trajekta) prilagođenog za potrebe istražnog bušenja sidrenog u četverovez na koji je postavljena bušeća garnitura. Istraživačke bušotine su poslužile za utvrđivanje geotehničkih značajki lokacije i temeljnog tla.

istražno bušenje na moru
Slika 10. Istražno bušenje na moru Zadar, uvala Dugovača

Istražno bušenje na moru – Korčula, lokacija Polačište

Lokacija zahvata nalazi se na sjevernoj strani otoka Korčule i to približno 1,5 km zapadno od stare gradske jezgre Korčula, lokalitet Polačište. U sklopu geotehničkih istražnih radova za izgradnju luke otvorene za javni promet u svrhu izrade geotehničkog elaborata za predmetni zahvat izvedeno je sedam (7) rotacijskih bušotina na moru, pojedinačnih duljina 7,5 m do 15,8 m, ukupne duljine 79,9 m.
Bušotine su prema zahjevima Naručitelja izvedene do puno veće dubine unutar stijenske podloge od uobičajenog minimalnog zahtjeva od 3,0 m. Provedenim istraživanjima je utvrđena debljina marinskih sedimenata od 1,0 m do 1,8 m te srednje do slabo trošna stijenska masa vapnenaca ispod pokrivača od marinskih sedimenata. Istražno bušenje na moru provedeno je s plovnog objekta sidrenog s dvije nogare te konopima i čeličnim sajlama privezanim za obalu i sidra.

istražni bušenje na moru
Slika 11. Istražno bušenje na moru Korčula, Lokalitet Polačište

Geotehnički i inženjerskogeološki radovi provedeni su u razdoblju od svibnja do lipnja 2019. godine, a obuhvatili su geotehničku prospekciju i inženjerskogeološko kartiranje lokacije, pregled i determinaciju bušećih jezgri te izradu inženjerskogeoloških karata, geotehničkih presjeka terena i geotehničkih profila bušotina.

geotehnički presjek terena
Slika 12. Geotehnički presjek terena dobiven nakon istražnog bušenja na moru, geofizičkih ispitivanja i inženjerskogeološkog kartiranja lokacije

Zaključak

Istražno bušenje na moru je iznimno složeno radi neuobičajenih uvjeta izvedbe i skupoće istraživanja, ali inženjerima pruža najbolji uvid u geotehnički profil tla od svih ostalih metoda. Zbog toga je ovu metodu neophodno izvesti kao potvrdu geofizičkih i ostalih ispitivanja kako bi se na najbolji mogući način mogli predvidjeti i riješiti problemi temeljenja marinskih građevina.

Pročitajte više: Geotehničko istražno bušenje

PRETPLATITE SE NA NAŠ NEWSLETTER!

Budite prvi koji će dobiti najnovije obavijesti i ekskluzivni sadržaj direktno u svoj inbox.