Kabelanlandung für Dogger Bank

Für den Bau der Off-Shore-Windparks Dogger Bank A & B in der Nordsee werden vier HVDC-Kabel benötigt, um die Off-Shore- und On-Shore-Konverterstationen miteinander zu verbinden. Die Kabel wurden vor Großbritannien zwischen der Humber-Mündung und der Küstenstadt Bridlington angelandet.

Kabel-Anlandung für Offshore-Windparks in der Nordsee
Baustelle an der Ostküste Englands | Foto: LMR Drilling

Die Dogger Bank ist ein seichtes Gewässer im Bereich der zentralen Nordsee; dadurch eignet sie sich sehr gut zum Aufstellen von Off-Shore-Windparks. Mehrere Projekte in verschiedenen Planungs- sowie auch Bauphasen befinden sich momentan in diesem Bereich. Zwei dieser geplanten Projekte und die ersten, mit denen begonnen wurde, sind die Dogger Bank Offshore Wind Farms A & B.

Wie an dem Großteil der großbritischen Küste ist das Gewässer flach, die Küste erodiert dadurch mit einer Geschwindigkeit von 5 m pro Jahr. Um sicher zu sein, dass die angelandeten Kabel angemessen geschützt sind, hat der Auftraggeber festgelegt, dass die Kabel durch Kabelschutzrohre in angemessener Tiefe angelandet werden, um sie gegen ein Freispülen zu schützen. Der Einbau der Schutzrohre war durch die Topografie nur durch eine grabenlose Einbautechnik möglich.

Erkundung des Bodens

Der Hauptauftrag für die Off-Shore-Kabelinstallation wurde an die Firma NKT vergeben, dieser Auftrag beinhaltete auch die Anlandung an der Küste. LMR Drilling UK Ltd. hat in der Vergangenheit viele Anlandungen für NKT durchgeführt mittels HDD-Verfahren. So erhielt LMR im Juni 2020 den Auftrag für die Installation von vier Schutzrohren. NKT und der Auftraggeber bevorzugten für die Anlandung lange HDD-Bohrungen, um aus der Gezeitenzone in tieferes Gewässer zu gelangen.

Lage der Off-Shore-Windparks in der Nordsee und der Anlandung bei Bridlington | Foto: LMR Drilling
Lage der Off-Shore-Windparks in der Nordsee und der Anlandung bei Bridlington | Foto: LMR Drilling
Der Schlüssel für eine gute Durchführbarkeit der Bohrungen war ein gutes Verständnis der Bodenverhältnisse. Bei der Ausschreibung stellte man an Land Bodenaufschlüsse sowie geophysikalische Untersuchungen zur Verfügung; diese stellten glaziale bis überlagerte Kreide da. Nach der Vertragsvergabe wurde relativ schnell zwischen Auftraggeber, NKT und LMR über weitere Bodenaufschlüsse On-Shore sowie Off-Shore diskutiert. Es wurde vereinbart, weitere Aufschlussbohrungen On-Shore sowie Off-Shore durchzuführen, um insbesondere die Durchlässigkeit der Kreide beurteilen zu können. Die Ergebnisse der zusätzlichen Aufschlussbohrungen waren positiv und bestärkten alle Parteien, dass die Lösung der langen Bohrungen durchführbar ist.

Stahlschutzrohre als Kabelschutzrohre

LMRs Subunternehmer-Arbeitsumfang wurde festgelegt auf die Installation von vier Kabelschutzrohren, jedes mit einer Länge von 1.400 m und einem Mindestinnendurchmesser von 300 mm. Detaillierte statische Berechnungen wurden hausintern durch die Firma BPN durchgeführt. Diese zeigten, dass mit den angenommenen Installationslasten ein 324 mm x 10 mm Stahlrohr sich als Kabelschutzrohr durch ausreichende Festigkeit eignet. Die Installation von Stahlschutzrohren wurde als erstes von LMR durchgeführt bei ähnlichen Anlandungen in Klaipėda/Litauen und hat den Vorteil, von Land aus installiert werden zu können. So wird im Gegensatz zu PE-Schutzrohren auf dieser Distanz keine Off-Shore-Unterstützung benötigt.

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Bei der Ausarbeitung des Bohrprofiles mussten sowohl die Ergebnisse der Permeabilitätsdaten aus den Aufschlussbohrungen als auch die Herausforderungen in Verbindung mit den unterschiedlichen geologischen Formationen berücksichtigt werden. Das in der Mitte liegende Profil wurde schließlich gewählt, da die durchlässigere Kreideschicht selbst auf dem flacheren Bohrprofil anzutreffen war und das tiefere Bohrprofil bedeutete, durch die Kreide der Klasse A zu gelangen, wo die Permeabilität am höchsten war.

Allgemeine Geologie entlang der geplanten Anlandungszone | Foto: LMR Drilling
Allgemeine Geologie entlang der geplanten Anlandungszone | Foto: LMR Drilling

Pilotbohrungen mit seltenem Problem

Die Schutzrohrproduktion begann im September 2020, bevor LMR im November 2020 begann sich mit Personal und Equipment zu mobilisieren. Die Bohrlöcher mit einem Durchmesser von 445 mm konnten mit jeweils einmal Pilotbohren hergestellt werden. Diese Technik wurde auch erstmals von LMR im Jahr 2001 angewendet, um das hohe Risiko beim Bohren im sehr starken Gestein zu minimieren. Die Technik zeigt sich auch als Vorteil bei einer Vielzahl von anderen Bodenschichten. Ein wesentlicher Vorteil bei diesem Projekt entstand dadurch, dass keine zusätzlichen Aufweitstufen erforderlich waren; so wurde das Risiko minimiert, Verluste der Bohrspülung in das Meer zu erhalten.

Der Start der ersten Pilotbohrung war am dritten Dezember 2020. Bei einer Bohrlochlänge von 300 m ging die Baustelle in die Feiertagsferien. Nach der Wiederaufnahme der Arbeiten im frühen Januar 2021 und weiteren 300 m Pilotbohren wurden die Bohrarbeiten durch ein seltenes Problem unterbrochen, dem „Differential Sticking“. Diese Kräfte saugen den Bohrstrang effektiv an die Bohrlochwand und trotz der zur Verfügung stehenden Zugkräfte und Druckkräfte von 200 t und Drehmoment von 90 kNm war es unmöglich, den Bohrstrang zu bewegen.

Durch die Ressourcen und die Erfahrung von LMR gelang es, einen 13 ⅜“-Bohrstrang auf der Baustelle zu mobilisieren und mit diesem den feststeckenden Bohrstrang zu überwaschen. So konnte der Bohrstrang erfolgreich befreit werden und das Pilotbohren fortgesetzt werden. Um ein Wiederkehren dieses Problems zu vermeiden, wurde zusätzliches Personal mobilisiert und von einem 12/7-Schichtsystem auf ein 24/7-Schichtsystem umgestellt.

Geophysikalische Vermessung der aus dem Meeresboden rausragenden Kabelschutzrohre | Foto: LMR Drilling
Geophysikalische Vermessung der aus dem Meeresboden rausragenden Kabelschutzrohre | Foto: LMR Drilling

Geophysikalische Vermessungen

Ein Schlüsselpunkt bei Anlandungen von Kabeln mittels HDD-Bohrungen ist der benötigte Mindestabstand zwischen den einzelnen Bohrungen; dieser variiert je nach Tiefe der Bohrung unter Oberkante Gelände (je tiefer die Bohrung, desto größer der erforderliche Abstand). Um sicher zu sein, dass die Pilotbohrung sowie das Schutzrohr an der richtigen Stelle ausgebohrt wurden, sind geophysikalische Vermessungen nach jeder Bohrung gemacht worden. So konnten die aktuellen Positionen für die spätere As-Built-Zeichnung dargestellt werden. Diese Art der Vermessung funktionierte sehr gut, hat Kosten eingespart und machte Taucherarbeiten mit herkömmlicher Vermessungstechnik überflüssig.

Die finale Schutzrohrinstallation und die letzten Bohrarbeiten wurde am 3. Juni 2021 beendet. Sowohl NKT als auch der Auftraggeber waren mit den Ergebnissen und der Leistung der Besatzung, sowohl in Bezug auf die Bohrarbeiten als auch die Herausforderungen, die sich aus den Covid-19-Restriktionen ergaben, sehr zufrieden. Trotz 34.000 geleisteter Arbeitsstunden ist kein einziger Covid-Fall in der Crew aufgetreten.


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