Горизонтальні бурильні машини Herrenknecht AG, які віднедавна доступні також і з електричним приводом, прокладають шлях до швидкого і простого монтажу трубопроводів і каналів. Усередині машин компанія покладається на зносостійкі кабелі HELUKABEL з розширеними можливостями проходження струму, а також на EKD Systems для індивідуально розробленого енергетичного ланцюга.

Населення світу продовжує зростати, а разом з ним і потреба в більш ефективній інфраструктурі. Розподільчі мережі для води, електроенергії та зв'язку, що надійно функціонують, особливо важливі в містах. Велика кількість цих мереж пролягає під землею через тунелі та трубопроводи. Їх прокладання стає дедалі дорожчим і займає більше часу - особливо в густонаселених районах, де заплановані ділянки проходять під будівлями або іншими перешкодами.

Такі виклики не є чимось новим для Herrenknecht AG. Компанія зі штаб-квартирою в Шванау (Баден-Вюртемберг, Німеччина) є світовим технологічним лідером у галузі тунельного буріння і наразі бере участь у низці будівельних проєктів по всьому світу. Портфоліо компанії охоплює кілька типів методів буріння. Наприклад, так зване горизонтально направлене буріння (ГНБ) сприяє швидкому, економічно ефективному та екологічно чистому прокладанню трубопроводів і каналів для нафти, газу, стічних вод, централізованого теплопостачання або інтернет-кабелів під річками та об'єктами інфраструктури.

Метод ГНБ використовує керовану бурову головку, яка спочатку робить пілотний отвір від точки запуску до точки приймання. Потім цей отвір збільшується в кілька етапів, поки не досягне необхідного розміру. На останньому етапі в нього вставляється збірний трубопровід. Основною перевагою цього методу є відсутність необхідності риття траншеї, а отже, мінімальний вплив на навколишнє середовище.

Електричні приводи замінюють дизельну гідравліку

Раніше горизонтальні бурові верстати (також відомі як бурові установки) запускалися з використанням гідравлічних силових агрегатів, що приводилися в дію дизельними двигунами. Як пояснює Штефан Пабст (Stefan Pabst), керівник технологічного відділу компанії Herrenknecht, вони мали кілька недоліків: "Дизельні двигуни дуже енергомісткі, з низьким ККД і відносно гучні. Останнє є особливою проблемою в житлових районах". Ось чому - як і в багатьох інших сферах - спостерігається тенденція до використання електричних приводів.

HK300TE - це установка для горизонтально направленого буріння, що працює виключно від електродвигунів, яку компанія Herrenknecht випустила на ринок у 2022 році. З силою розтягування 300 тонн і обертовим моментом 120 000 ньютонів вона за всіма параметрами не поступається дизельним версіям, але є значно енергоефективнішою, до того ж із нульовим рівнем викидів і значно тихішою. "Це означає, що, наприклад, її можна експлуатувати довше, оскільки вона не так сильно турбує мешканців. Отже, тунелі можна будувати швидше й ефективніше", - зазначає Пабст. "Щобільше, швидкість, тягу і крутний момент бурильних установок можна встановлювати набагато точніше". І ще одна перевага: "Різні стандарти викидів для дизельних двигунів, які існують у багатьох країнах, не мають значення для цих машин, а це означає, що їх можна використовувати більш гнучко".

Середовище, в якому відбувається буріння тунелів, є складним, з несприятливими погодними умовами, вологістю, пилом, щебенем і брудом. Високоякісний кабель має важливе значення для забезпечення надійної роботи електродвигунів на повну потужність. "Щоб досягти необхідної продуктивності, нам потрібні великі струми, - пояснює Єнс Хольцварт (Jens Holzwarth), інженер-електрик з технологічного машинобудування компанії Herrenknecht. "Кабелі повинні мати відповідний номінальний струм. Також має бути забезпечена електромагнітна сумісність (ЕМС), щоб уникнути перебоїв у роботі". Вимоги до ваги та простору також були важливими факторами під час проєктування, оскільки бурові установки транспортуються на вантажівках, а отже, повинні бути якомога компактнішими та легшими.

Багаторічний партнер з компетенцією у розв'язанні проблем

Зважаючи на ці вимоги, компанія Herrenknecht звернулася до HELUKABEL. Компанія-експерт у галузі електричних з'єднань вже близько 15 років є надійним постачальником Herrenknecht та партнером у розробці нової техніки. Серія приводних кабелів TOPFLEX, які з'єднують перетворювачі частоти з електродвигунами, була однією з декількох кабельних рішень, обраних для HK300TE. "Вони мають необхідний номінальний струм і екрановані, щоб уникнути електромагнітних перешкод", - пояснює Міхаель Хюзер (Michael Huser), керівник регіональних продажів HELUKABEL. Також використовуються проводи HELUTHERM, які встановлюються між розподільною коробкою і двигуном. Фахівці HELUKABEL розробили спеціальний екранований кабель з індивідуальним матеріалом оболонки для зовнішньої установки. У комплект постачання також входять кабелі передачі даних для вимірювання температури двигуна.

Основним рушієм бурової установки ГНБ є каретка, яка забезпечує крутний момент і поступальний рух, необхідні для буріння. Каретка може рухатися вперед і назад на кілька метрів, змушуючи бурильну колону, що обертається, заглиблюватися в камінь або ґрунт. Кожен кабель, що з'єднує цю частину з рештою машини, повинен бути вмонтований у гнучкий кабельний ланцюг, щоб забезпечити надійний захист від пошкоджень від рухомої каретки. Ланцюг є індивідуальною розробкою компанії EKD Systems GmbH, дочірньої компанії HELUKABEL. "Готовий пластиковий ланцюг був би недостатньо міцним для такого складного застосування, тому конструкторський відділ вирішив виготовити його зі сталі", - пояснює Штефан Пабст. Завдяки високому рівню експертизи в розробці конструкцій на замовлення в EKD Systems не було жодних проблем з оптимальною адаптацією енергопостачання для використання в машині горизонтально направленого буріння.

Єдиний постачальник

Кабелі та кабельні ланцюги, що походять від однієї компанії, мають значну перевагу для Herrenknecht. Як зазначає Хольцварт: "Ми можемо бути впевнені, що всі компоненти оптимально доповнюють один одного. А якщо ми застрягнемо, у нас є експерт, який знає, про що йдеться, і може відповісти на наші запитання щодо технології електричних з'єднань". З роками компанія HELUKABEL стала більше партнером, ніж постачальником. І ми впевнені, що ця успішна співпраця продовжиться і в майбутньому".