Transport de boues par puits vertical ultra-profond – Tunnel de Shengli, monts Tianshan (Xinjiang, Chine)
Présentation du projet : Excavation d’un puits de ventilation ultra-profond de 707 m
Le tunnel de Shengli est un important tunnel routier de montagne traversant les monts Tianshan, d'une longueur totale de 22,1 km, détenant actuellement le record du plus long tunnel routier du monde.
Le projet impliquait l'excavation d'un conduit de ventilation ultra-profond (conduit n° 2) jusqu'à une profondeur de 707 m et un diamètre intérieur de 11,4 m, établissant des records mondiaux en termes de profondeur, de diamètre et d'altitude de construction des puits verticaux.
La construction a utilisé la première technologie développée en interne par la Chine. machine d'alésage à arbre vertical de type entretoise, un système entièrement mécanisé intégrant l'excavation, l'évacuation des déblais et la mise en place des soutènements. Dans la suite du texte, cette machine sera simplement désignée comme la machine à aléser les arbres ou machine d'excavation.
Le puits vertical présentait des conditions géologiques et opérationnelles extrêmes :
- Profondeur d'enfouissement maximale : 1 112 m
- Forte contrainte in situ et pression des eaux souterraines
- Conditions environnementales : Basse température, basse pression atmosphérique et faible teneur en oxygène
- Forte intensité sismique et des exigences strictes en matière de protection de l'environnement
Exigences opérationnelles :
- transport ascendant continu de suspension à haute densité et à haute teneur en solides et les matériaux excavés sur une distance verticale de plus de 700 m
- Fiabilité du système de pompage sous tête haute, une forte concentration en matières solides, et service continu conditions
Un débit stable avec des interruptions de maintenance minimales afin d'éviter l'arrêt des travaux d'excavation mécanisés
Configuration du système de pompage pour le relevage de boues dans des puits ultra-profonds
Pompe à lisier Kingda 200QDPH
Pompe à gravier Kingda 200QDPH a été sélectionné pour le système d'évacuation verticale des déblais.
Principales considérations de conception :
- Performances hydrauliques : Maintient un débit stable sous forte concentration de solides et densité de suspension variable
- Robustesse mécanique : Corps de pompe renforcé, arbre et ensemble de roulements robustes pour supporter un fonctionnement continu à haute pression
- Résistance à l'usure : Conception optimisée de la roue et de la volute pour traiter les boues abrasives et à haute densité sans usure accélérée
Intégration:
- Pompe installée dans le cadre du système de refoulement vertical de la machine à aléser l'arbre
- Les déblais provenant du front de taille étaient évacués en les remontant continuellement à la surface.
- Fonctionnement fiable sous haute pression (~8 bars par pompe) et en conditions ultra-profondes
Résultats du projet : Fonctionnement fiable et continu
- Décharge de fumier d'écurie maintenu tout au long de l'excavation du puits de 707 m
- Fonctionnement continu de la machine d'excavation assurée sans interruptions imprévues
- Réduction des besoins en usure et en entretien pour le système de pompage dans des conditions de profondeur extrême et de boues abrasives
- Sécurité opérationnelle améliorée grâce à un transport fiable des boues dans des environnements géologiques à fortes contraintes
Cette solution a permis la construction ininterrompue de puits verticaux mécanisés, assurant des performances d'excavation record et minimisant les temps d'arrêt dans des conditions de puits ultra-profonds.
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Commentaires d'ingénieurs : Perspectives du terrain
“ Pour les projets de puits verticaux ultra-profonds, le choix approprié des pompes et l'intégration du système sont essentiels. Nos pompes à boues 200QDPH ont maintenu un débit stable dans des conditions de forte concentration en solides et d'abrasion élevée, réduisant ainsi l'usure et la fréquence de maintenance. ».
L'efficacité des travaux d'excavation mécanisés est grandement améliorée lorsque les systèmes de transport de boues sont conçus spécifiquement pour les profondeurs extrêmes et les géologies difficiles.
Ce projet souligne l'importance d'une conception dédiée des pompes à boues haute pression pour assurer un fonctionnement sûr et continu lors de la construction de puits en montagne profonde.”
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