Характеристика подводного перехода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Характеристика подводного перехода

1.2 Расчет устойчивости подводного трубопровода. Проверочный расчет пригрузов

1.3 Исходные данные

1.4 Особенности сооружения подводных переходов

1.5 Подготовительные работы

1.6 Земляные работы

1.7 Трубоукладочные баржи

1.8 Работы заключительного периода

Вывод

Список использованных источников

1. Характеристика подводного перехода

К подводным переходам относятся участки магистральных трубопроводов, пересекающие естественные и искусственные водоемы (реки, озера, водохранилища) по их дну. Границы подводного перехода определяются уровнем, до которого вода в водоеме поднимается не чаще 10 раз за 100 лет.

Схема подводного перехода показана на рис. 1. Она включает основную 2 и резервную 3 нитки трубопровода, а также береговые задвижки (на газопроводах - краны) 1. В случае возникновения аварийной ситуации на основной нитке, она отключается запорными устройствами 1, а транспортируемый продукт пускается по резервной нитке (дюкеру). При ширине водной преграды в межень (в среднем) менее 75 м резервную нитку допускается не сооружать.

Магистральные трубопроводы прокладывают, как правило, с заглублением в дно водоемов. Земляные работы под водой выполняют с помощью специальных землеройных машин (земснарядов, гидромониторов и т.д.). Широко распространена разработка подводных траншей скреперными установками, приводимыми в движение с обеих сторон реки либо лебедками, либо тракторами с помощью канатов. В отдельных случаях (при глубине водоемов не более 2...3 м) разработку подводной траншеи ведут экскаватором, установленным на понтоне, перемещаемом в свою очередь с помощью лебедок, которые наматывают тросы, закрепленные якорями на берегу.

Перед укладкой трубопровод сваривают, наносят на него изоляционное покрытие, футеруют матами из деревянных реек, после чего его балластируют.

Балластировка или утяжеление трубопровода производится с целью предотвращения его всплытия. Для этого используют одиночные чугунные или железобетонные пригрузы, а также сплошные покрытия из бетона или асфальтобетона. В настоящее время широко распространены чугунные пригрузы в виде двух полумуфт, скрепляемых болтами. Они жестко фиксируются на трубопроводе через определенные расстояния. Железобетонные пригрузы различны по конструкции. Часть из них имеет седлообразную форму и жестко на трубе не фиксируются. Другие разным образом закрепляются на трубе. Однако применение одиночных пригрузов требует увеличения размеров отрываемой траншеи. Наиболее перспективным является применение анкеров, утяжеление труб сплошным покрытием из бетона или заполнение утяжеляющим раствором межтрубного пространства (при схеме прокладки типа «труба в трубе»).

Подготовленный к укладке трубопровод состоит из одной или нескольких секций, общая длина которых на несколько десятков метров превышает ширину водной преграды между урезами воды.

Рисунок 1. Схема подводного перехода: 1 - отключающие устройства (задвижки - на нефтепродуктопроводах, краны - на газопроводах); 2 - основная нитка трубопровода; 3 - резервная нитка трубопровода

В настоящее время применяется три способа укладки трубопроводов в подводные траншеи: протаскивание по дну, погружение с поверхности воды трубопровода полной длины и погружение с поверхности воды последовательным наращиванием секций трубопровода. Первые два способа аналогичны применяемым при строительстве трубопроводов на болотах и обводненных участках трассы. В последнем случае трубопровод заглубляют по мере присоединения к нему все новых секций.

Дюртюлинское ЛПУМГ эксплуатирует 5 подводных переходов, включающих 11 ниток, в том числе через судоходную р.Белая. Общая протяженность всех подводных переходов составляет 68,84 км, в том числе по ширине водной преграды - 6,3 км.

Подводный переход магистрального газопровода Челябинск -Петровск диаметром 1020х16 мм через р.Белая был сооружен в 1980 году, в том числе две резервные нитки в 1979 году и 1981 году. Строительство производилось под контролем Горьковского управления “Оргэнергогаз” и БДСГ “Баштрансгаз”.

Протяженность перехода: основной нитки - 660 м (длина подводной части составляет 382 м); первой резервной нитки - 550 м (длина подводной части составляет 240 м); второй резервной нитки - 610 м (длина подводной части составляет 360 м).

Газопровод изолирован в два слоя пленкой “Поликен 980-20”, а так же два слоя антикоррозийной обертки “Бишоф”. Футеровка ниток произведена деревянными рейками, размерами 2000х60х50. Балластировка осуществлена с помощью чугунных кольцевых пригрузов марки СЧ-21-40.

Береговая линия укреплена гибкими железобетонными плитами и железобетонными решетками с засыпкой ячеек грунтом.

Неисправных переходов в составе основных, в соответствии с “Регламентом по техническому обслуживанию подводных переходов магистральных газопроводов через водные преграды” РД 51-3-96, нет.

В 2010 году выполнено приборное обследование подводных переходов МГ Челябинск-Петровск через р.Белая. Работы проводились специалистами ООО ”ЭКОНГинжиниринг”. По результатам обследования нарушений требований НТД не выявлено.



1.2 Расчет устойчивости подводного трубопровода. Проверочный расчет пригрузов

К подводным переходам относятся участки трубопроводов, пересекающих естественные или искусственные водоемы (реки, озера, водохранилища), шириной 10 м и более по зеркалу воды в межень и глубиной свыше 1,5 м.

Подводные переходы трубопроводов через водные преграды проектируют на основании данных гидрологических, инженерно-геологических и топографических изысканий с учетом условий эксплуатации в районе строительства ранее построенных подводных переходов, существующих и проектируемых гидротехнических сооружений, влияющих на режим водной преграды в месте перехода, перспективных дноуглобительных и выправительных работ в заданном районе пересечения трубопроводом водной преграды, требований по охране рыбных ресурсов и окружающей среды.

Границами подводного перехода трубопровода, определяющими длину перехода, являются для многониточных переходов - участок, ограниченный запорной арматурой, установленный на берегах.

Створы переходов через реки выбирают на прямолинейных устойчивых плесовых участках с пологими не размываемыми берегами русла при минимальной ширине заливаемой поймы.

Створ подводного перехода необходимо, как правило, предусматривать перпендикулярным динамической оси потока, избегая участков, сложенных скальными грунтами. Устройство на перекатах, как правило, не допускается.



1.3 Исходные данные

По нормативной литературе для трубы диаметром 1020х16 мм выписываем необходимые данные:

- Площадь сечения, F=504 см2;

- осевой момент сопротивления W=12480 см3;

- осевой момент инерции I=636600 см4;

- удельный вес металла трубы qm=3960 Н/м.

При расчете устойчивости против всплытия подводного трубопровода, пересекающего реки, необходимо учитывать вертикальную и горизонтальную составляющие силового гидродинамического воздействия потока воды на трубу в процессе укладки трубопровода на дно траншеи.

Горизонтальная составляющая гидродинамического воздействия на единицу длины трубопровода

,

где - гидродинамический коэффициент обтекания трубы водным потоком; - средняя скорость течения воды в слое на уровне уложенного на дно подводной траншеи трубопровода, м/с; - удельный вес воды с учетом растворенных в ней молей, принимаемых равным (1,025-1,15)104Н/м3.

Коэффициент определяется в зависимости от числа Рейнольдса

,

,

.

По экспериментальным данным, при Re<105; для гладких труб и для бетонированных или офутерованных труб при 105<Re<107.

.

Вертикальную составляющую воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода Py рассчитывают по формуле

,

где - гидродинамический коэффициент подъемной силы, .

.

Интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода по формуле

,

где - угол поворота оси трубопровода в вертикальной плоскости на выпуклом и вогнутом рельефе (в радианах); - радиус кривизны рельефа дна траншеи, который должен быть больше или равным минимальному радиусу упругого изгиба оси трубопровода из условия прочности; E - модуль Юнга, E=2,061011 Па.



.

Выталкивающая сила воды по формуле

.

Для расчета устойчивости подводного трубопровода с учетом гидродинамического воздействия потока жидкости следует иметь в виду следующее. магистральный трубопровод балластировка

Вертикальная составляющая Py действует в том же направлении, что и выталкивающая сила воды.

Горизонтальная составляющая действует на трубу, сдвигая её в сторону от оси траншеи. Для противодействия за счет дополнительной нагрузки q создается сила трения

,

где k - коэффициент трения трубы о грунт при поперечных перемещениях трубопровода, для илистых и суглинистых грунтов k=0,4.

Отсюда

.

Величина вводится в формулу так же с положительным знаком.

Тогда требуемый вес балластировки в воде будет определен по формуле



,

где - коэффициент надежности по нагрузке, для чугунных грузов ; qтр - расчетный вес единицы длины трубопровода в воздухе с учетом изоляции при коэффициенте надежности по нагрузке nсв=0,95; qдоп - с учетом возможного опорожнения трубопровода (по СНиП 2.05.06-85*) может быть принятой равной нулю.

,

Соответственно формула для расчета веса балластировки в воздухе принимает вид

,

где - удельный вес материала пригруза.

При укладке подводных трубопроводов необходимо производить проверку устойчивости трубы против смятия под действием внешнего гидростатического давления воды по формуле

,



где - средний диаметр трубы, ; - глубина водоёма; - глубина заложения трубопровода от дна водоёма до верхней образующей.

0,016 м>0,00545 м, следовательно, устойчивость трубы против смятия обеспечивается.

Балластировку подводных трубопроводов в пределах участка подводно-технических работ выполняют кольцевыми чугунными грузами, жестко фиксируемых на трубопроводе.

Расстояние между одиночными чугунными грузами рассчитывают по формуле

,

где , - средняя масса и объем одного груза соответственно.

Выбираем чугунный кольцевой груз диаметром 1020 мм: Р груза=2000 кг, R1=630 мм, R2=560 мм, R3= 550 мм, А=723 мм, В= 610 мм, С=1300 мм.

.

Число пригрузов, необходимое для балластировки участка трубопровода длиной L, определяют по формуле



Дробное число N округляют в большую сторону до ближайшего целого числа.

1.4 Особенности сооружения подводных переходов

На своем протяжении магистральные трубопроводы пересекают большое число самых различных по характеру и протяженности естественных и искусственных препятствий (крупные и мелкие реки, железные и автомобильные дороги, водохранилища, овраги, ручьи и др.). Сооружение переходов должно опережать сооружение нитки трубопровода. Строительство переходов ведется специализированным потоком (бригадой), оснащенным необходимыми машинами и механизмами. Через крупные реки сооружают подводные и надводные переходы. Наиболее часто в практике строительства трубопроводов применяют подводные переходы через крупные реки. Подводный переход состоит из русловой части, проходящей под основным руслом реки, и пойменной части, проходящей через заливаемые в паводки примыкающие к основному руслу поймы. Как в пойменной, так и в русловой части переход выполняется подземным способом в траншеях. Подводные траншеи необходимы во избежание повреждения подводного трубопровода судами (например, при бросании якорей) и, что более важно, во избежание непосредственного гидродинамического воздействия воды на трубопровод. Применяют две конструкции подводных переходов - двухниточную и однониточную типа "труба в трубе". Двухниточный переход состоит из основной и резервной ниток, располагаемых в подводных траншеях на определенном расстоянии друг от друга. За пределами пойменного участка сооружают колодцы с кранами, позволяющими отключать или включать резервную нитку подводного перехода. Резервная нитка перехода сооружается для бесперебойной работы трубопровода при отказе основной нитки перехода. Однониточный переход для повышения надежности его работы выполняют трехслойным, в виде двух концентрически расположенных труб, зазор между которыми заполняют мелкозернистым бетоном (цементно-песчаной смесью). Хотя при такой конструкции перехода расход стальных труб не сокращается, но снижается объем земляных работ по разработке подводных траншей, что делает его более экономичным.

Для сооружения подводного перехода через крупную реку рядом со створом этого перехода организуют специальную промышленную площадку, где сосредоточивают сварочную базу, базу для изоляции и футеровки труб и трубных плетей, спусковую дорожку для спуска (подвода футерованных трубных плетей к кромке воды).

При сооружении подводных переходов на крупных реках выполняют следующий комплекс строительно-монтажных работ: подготовительные, земляные, сварочно-монтажные, изоляционные и футеровочные, укладку трубопровода в подводную траншею, обратную засыпку подводной траншеи, очистку полости и испытание подводного перехода. Подготовительные работы включают геодезические и гидрометрические работы, подготовку спусковых дорожек и др. Геодезические работы связаны с проведением промеров для составления фактического профиля подводных траншей и их положения в плане. Глубины воды в точках промера в створе перехода измеряют с плавучих средств с помощью эхолотов. Гидрометрические работы включают определение скоростей потока воды, измерение отметок уровня воды на водомерных постах. Береговые подготовительные работы - это работы по монтажу на промышленной площадке сварочной базы, базы для изоляции и футеровки трубных плетей, по устройству спусковой дорожки.



1.5 Подготовительные работы

Очистные средства, предоставляемые исполнителем:

- скребок очистной СО;

- скребок очистной с магнитными блоками СО-….М;

- магнитный очистной поршень МОП;

- универсальный магнитный очистной поршень УМОП.

Первичная очистка полости трубопровода производится эксплуатирующим предприятием стандартными очистными поршнями, после чего Исполнитель проводит следующие очистные работы:

- Предварительная очистка от основного мусора и определение проходного сечения - скребком очистным (СО) с калибровочной шайбой;

- Магнитная очистка от металлического мусора (огарков электродов) - магнитным очистным поршнем (МОП);

- Окончательная магнитная очистка - универсальным магнитным очистным поршнем (УМОП).

Для достижения качественных результатов инспекции, могут потребоваться несколько пропусков очистных средств.

Критерий очистки - вынос последним очистным снарядом менее 15 кг отложений.

Внутритрубная инспекция трубопровода включает в себя два основных компонента:

1. Профилеметрия:

- контроль формы поперечного сечения труб по длине трассы (выявляются местные искажения сечения типа овальности, вмятин, гофр);

- определение наименьших радиусов изгиба и мест сужения трубопровода.

2. Дефектоскопия:

- контроль основного металла стенок труб;

- контроль сварных соединений труб.

При профилеметрии и дефектоскопии также осуществляется регистрация конструктивных элементов и особенностей обустройства трубопровода.

Профилеметрия производится внутритрубными электронно-механическими снарядами-профилемерами типа ПРТ и основывается на измерении внутреннего сечения трубы роликовыми опорами рычажного типа для определения местных искажений формы и регистрации пройденного пути по участку трубопровода.

Выявляемые профилемерами особенности и искажения формы участка трубопровода:

1. Особенности положения трубопровода:

- радиусы кривизны трубопровода в плане и профиле;

- углы поворота трубопровода в плане и профиле.

2. Искажения формы поперечного сечения труб:

- овальность;

- вмятины;

- выпуклости;

- гофры.

Дефектоскопия трубопровода производится внутритрубными высокочувствительными магнитными снарядами-дефектоскопами типа ДМТ и ДМТП.

При движении снаряда система из постоянных магнитов намагничивает участок трубы до состояния почти технического насыщения. Наличие тех или иных особенностей в металле стенки трубы вызывает искажение линий магнитного потока (рассеяние магнитного потока), которое фиксируется системой электромагнитных датчиков и регистрируется для последующей обработки.

Обнаружение дефектов в стенке трубопровода реализуется следующими "интеллектуальными" снарядами-дефектоскопами:

- Снаряды дефектоскопы ДМТ;

- Снаряды дефектоскопы ДМТП-1;

- Снаряды дефектоскопы ДМТП-2.

Таблица 1 - Основные технические характеристики магнитных снарядов-дефектоскопов

Минимальное проходное сечение	0.85 Dн
Минимальный проходной радиус изгиба	3 Dн при повороте на 90°
Диапазон температур эксплуатации	-10 +50оС
Максимальное давление	8 МПа
Допустимая скорость пропуска	1.5…2.5 м/с
Оптимальная скорость пропуска	2.0 м/c
Время непрерывной работы	90 часов
Количество секций	1-2 шт.
Шаг опроса датчиков по оси трубы	5 мм
Расстояние между датчиками в окружном направлении	4,8 мм

Выявляемые дефектоскопами дефекты и особенности обустройства трубопровода:

1. Дефекты потери металла:

- коррозия;

- каверна;

- язва;

- продольная канавка;

- продольная трещина;

- зона продольных трещин;

- поперечная канавка;

- поперечная трещина;

- механические повреждения.

2. Дефекты, связанные с нарушением сплошности металла:

- расслоения в стенке трубы;

- трещины;

- включения, закаты.

3. Сварные соединения и их дефекты (качественная оценка несовершенств сварных швов):

- расположение кольцевых стыков;

- расположение спиральных швов;

- нарушения формы сварных соединений (смещение кромок, утяжины, отклонения размеров усиления шва);

- дефекты сварных соединений (раковины, подрезы и т.п.).

4. Конструктивные элементы (расположение и размеры):

- трубы, врезные катушки, кривые вставки;

- крановые узлы;

- тройники;

- отводы-врезки;

- отстойники;

- заварки технологических отверстий.

5. Элементы обустройства трубопровода и другие особенности:

- защитные кожухи (патроны) на переходах через дороги;

- пригрузы (хомутовые и кольцевые чугунные);

- посторонние металлические предметы вблизи трубопровода.

Очистка и подготовка участка газопровода к обследованию производились средствами, представленными в таблице 2.

Таблица 2 - средства очистки и подготовки участка газопровода

Снаряд	Дата пропуска	Средняя скорость
СО-1000К	24.08.2009	2,1
ПМО-2-1000Б	24.08.2009	2,0

Инспекция участка газопровода производилась средствами, представленными в таблице 3.



Таблица 3 - средства инспекции участка газопровода

Снаряд	Дата пропуска
ДМТ-2-1000Б-1024	24.08.2009
ДМТП-2-1000Б-768	24.08.2009

Скорость дефектоскопов при обследовании в основном была в пределах 1,5-2,5 м/с.

Давление газа на протяжении участка составляло 6,3 МПа.

Температура газа от начала к концу участка составляла 25 град.С.

Протяженность участка по документации: 7900 м.

Протяженность участка измеренная: 7679 м.

Результаты внутритрубной инспекции представлены в таблице 4.

Таблица 4 - обобщенные результаты инспекции

Общее количество труб	684
одношовные:	672	98,2%
двухшовные	0	0,0%
спиральношовные	0	0,0%
с не выявленными швами	12	1,8%
трубы с повреждениями	18	2,6%
Общее количество реперных точек	3
1	2	3
1	2	3
Маркеры	1	33,3%
Краны	2	66,7%
	дефектов	труб
Общее количество	34	18
Дефекты потери металла	30	16
По типам
все продольные	3	1
продольные канавки	3	1
продольные трещины	0	0
зоны продольных трещин	0	0
коррозия	14	10
каверны	0	0
язвы	0	0
поперечные канавки	13	9
поперечные трещины	0	0
По глубине
менее 10%	13	9
10 - 20%	17	11
20 - 30%	0	0
30 - 40%	0	0
40 - 50%	0	0

1.6 Земляные работы

Земляные работы - это работы по разработке подводных траншей и обычных траншей в пойменной части перехода. Наибольшую трудность представляет разработка подводных траншей. В зависимости от ширины и глубины реки, ее судоходности применяют земснаряды, экскаваторы, или специальные скреперные установки. Земснаряды используют при отсутствии скальных грунтов в русле реки, а также при ширине рек более 200 м и глубине более 2 м. Земснаряд - это плавучая машина, смонтированная на барже. На стреле в передней части баржи смонтирована режущая фреза для разработки грунта. Грунт, разработанный фрезой на дне реки, по трубопроводу отсасывается вместе с водой в виде пульпы с помощью насосной установки, находящейся на барже. Пульпа по трубопроводу может перемещаться на различные необходимые расстояния. Ее можно использовать для засыпки параллельной подводной траншеи с уложенным трубопроводом. Разработку грунта земснарядом обычно начинают на нитке перехода, расположенной ниже по течению реки, что позволяет использовать грунт, вынутый из траншеи, расположенной выше по течению, для засыпки траншеи, вырытой ниже по течению реки. Разработку подводной траншеи ведут одним или двумя земснарядами. В последнем случае земснаряды начинают проходку с середины реки, оставив при этом необходимой ширины фарватер для прохода судов. Каждый земснаряд перемещается к своему берегу. Земснаряды перемещаются с помощью якорных установок. Якорный канат наматывают на барабан тяговой лебедки. Якорь или якоря забрасывают по ходу движения земснаряда и затем тяговой лебедкой выбирают канат, обеспечивая перемещение земснаряда. Ориентирами для правильного перемещения земснаряда по оси подводной траншеи служат створные знаки, установленные на берегах реки в створе перехода.

При глубине реки не более 2 м и ширине не более 200 м для разработки подводных траншей используют экскаваторы с обратной лопатой или типа драглайн. Экскаватор устанавливают на баржу или понтон, перемещаемый по мере разработки траншеи с помощью якорной установки. Если глубина реки небольшая (несудоходная река), то для перемещения экскаватора параллельно с осью подводной траншеи отсыпают из грунта насыпь.

В практике разработки подводных траншей на реках шириной до 300 м широко используют скреперные установки. Самоходная скреперная установка состоит из трактора-тягача с двухбарабанной лебедкой, установление на заднем мосту, комплекта скреперных ковшей и якорно-канатного приспособления с блоком. Трактор-тягач с лебедкой устанавливают на одном берегу реки, а якорь - на другом. Якорь оснащен обоймой с блоком для пропуска каната. На скреперной установке используют два каната: тяговый и холостой. Тяговый канат одним концом закрепляют на первом барабане лебедки, а другим концом - на передней стенке скреперного ковша. При вращении первого барабана лебедки обеспечивается рабочий ход скреперного ковша. Второй канат одним ковшом закрепляют на втором барабане лебедки, а второй конец пропускают через блок на якоре и закрепляют на задней стенке скреперного ковша. При включении второго барабана тракторной лебедки через второй канат осуществляют возвратный (холостой) ход скреперного ковша. Таким образом, при рабочем ходе скреперного ковша срезается слой грунта на глубину до 20 см и транспортируется к лебедке на берег. С берегового участка грунт удаляют в отвал бульдозером. Скреперные ковши не имеют дна, что позволяет освобождать их от грунта при начале холостого хода без подъема и опрокидывания. При разработке подводных траншей используют также скреперные установки с двумя ковшами, что обеспечивает непрерывность работы установки без холостых ходов. Ковши располагают на одной линии, направляя их в противоположные стороны, и скрепляют за задние стенки. Тогда оба ковша работают попеременно, то рабочим, то холостым ходом.

На промышленной площадке подготавливают плеть подводного трубопровода для укладки на дно подводной траншеи. Длина плети должна на несколько десятков метров превышать ширину русловой части реки. Если ширина реки большая, (более 100 м), то подготавливают несколько плетей ограниченной длины, которые соединяют сваркой по мере укладки плетей в подводную траншею. Вначале из отдельных труб на сварочной базе изготавливают секции длиной по 36-48 м (с применением автоматической электродуговой сварки под флюсом). Затем секции с помощью ручной электродуговой сварки соединяют в плети. Плети покрывают изоляционным покрытием усиленного типа. Во избежание повреждения изоляционного покрытия при укладке плетей трубопровода поверхность труб футеруют деревянными рейками. На плети надевают чугунные или железобетонные грузы для создания отрицательной плавучести трубопровода. Вместо нанесения изоляционного покрытия и навешивания грузов используют сплошное обетонирование труб, что одновременно служит и изоляционным покрытием и утяжелителем. Подготовленные плети до нанесения изоляции испытывают на прочность гидравлическим способом (водой) на давление, равное 1,25 рабочего давления трубопровода.

Подготовленные и испытанные плети трубопровода подают на спусковую дорожку, облегчающую перемещение плети до уреза воды. Спусковые дорожки состоят из рельсового пути и тележек или из роликов, по которым плеть трубопровода и перемещается к урезу воды. Наиболее ответственная технологическая операция при сооружении подводных переходов - укладка подводного трубопровода на дно подводной траншеи. В практике сооружения подводных переходов используют три способа укладки подводного трубопровода в траншею: протаскивание по дну подводной траншеи; свободное погружение с поверхности воды трубопровода полной длины; свободное погружение с поверхности воды последовательным наращиванием плетей трубопровода. Наиболее распространен метод протаскивания по дну подводной траншеи. Этот метод позволяет вести укладку подводного трубопровода на судоходных реках без перерыва движения судов. Протаскивание трубопровода по дну подводной траншеи осуществляют лебедкой, установленной на противоположном берегу, через систему полиспастов. Ходовой блок полиспаста с крюком присоединяют к тяговому канату, а подвижный конец каната наматывается на барабан лебедки. Сама лебедка фиксируется и удерживается в определенном положении при работе якорем. До начала протаскивания плеть трубопровода устанавливают на спусковую дорожку, а тяговый канат укладывают на дно подводной траншеи. На одном берегу тяговый канат присоединяют через специальный оголовок к голове трубной плети, лежащей на спусковой дорожке, а на другом берегу - к подвижному блоку систем полиспаста. После этого включают лебедку и начинают процесс протаскивания плети трубопровода. Если плеть трубопровода составная (на широкой реке), то по мере протягивания первой плети к ее концу присоединяют сваркой вторую плеть. Протаскивание трубопровода по дну подводной траншеи заканчивают после выхода его головной части из воды на несколько десятков метров. По окончании протаскивания проводят обследование правильности укладки трубопровода в траншеи и его состояния путем спуска под воду специалистов-водолазов. После водолазного обследования проводят вновь испытания уже уложенного подводного трубопровода.

Метод свободной укладки подводного трубопровода за последнее время применяется реже, чем метод протаскивания (особенно на судоходных реках). При этом методе на спускаемый трубопровод, полностью подготовленный с навешенными грузами, устанавливают понтоны, способные удерживать балластированный трубопровод на плаву. Трубопровод по спусковой дорожке опускают на воду, транспортируют на плаву до противоположного берега и устанавливают точно над подводной траншеей. Точная установка трубопровода над подводной траншеей - трудная и ответственная операция. Ее выполняют лебедками, установленными на противоположных берегах реки (при малой ее ширине) или на понтонах. После точной установки трубопровода с понрнами над подводной траншеей приступают немедленно к его погружению и укладке на дно траншеи. Далее с трубопровода последовательно снимают понтоны, что и вызывает последовательное погружение его на дно подводной траншеи. При большой ширине реки или водохранилища метод свободной укладки отличается тем, что на берегу готовятся полностью готовые плети ограниченной длины с навешенными понтонами. К каждой такой плети после ее спуска на воду присоединяют следующую. После спуска на воду всего подводного трубопровода, соединенного из нескольких плетей, его устанавливают над подводной траншеей и погружают последовательным отсоединением понтонов.

После укладки и водолазного контроля подводного трубопровода приступают к засыпке подводной траншеи грунтом. Засыпку траншей ведут с поверхности воды. В качестве грунта для засыпки подводных траншей используют гравийную смесь, которую доставляют к створу перехода специальными грунтоотвозными шаландами и через специальные отверстия в дне производят выгрузку грунта.

Описанные методы сооружения подводных переходов отличает необходимость выполнения большого объема трудоемких подводных земляных работ и трудоемкой и ответственной операции по укладке подводного трубопровода. Этих недостатков лишен метод сооружения подводных трубопроводов направленным бурением под реками без разработки подводных траншей. В этом случае прокладка подводного перехода осуществляется путем наклонного направленного бурения скважины под дном реки в виде кривой (обычно дуги окружности) с устьем на одном берегу и с выходом этой скважины на другом берегу. Бурение наклонной скважины начинают на одном из берегов реки на расстоянии 40-60 м от уреза воды. При бурении скважины в нее одновременно подают трубопровод. Бурение наклонной скважины ведется под дном реки обычно по дуге окружности на глубине от 8 до 20 м. Бурение наклонной скважины под дном рек с одновременной подачей в скважину трубопровода проводят проходческим комплексом. Такой комплекс состоит из наклонной буровой вышки, забойной головки, системы определения места положения и ориентации в пространстве забойной буровой головки под землей, системы управления направлением движения буровой головки и других механизмов. Связь буровой головки с системами, обеспечивающими энергией, а также для подачи глинистого раствора осуществляют через колонну быстро-сборных труб. Бурение скважины, т.е. непосредственное разрушение грунтов при проходке, осуществляют буровой головкой гидромеханического действия. В передней части буровой головки установлена вращающаяся фреза, оснащенная резцами, соплами для подачи на забой под давлением воды или глинистого раствора и отверстиями для обратного отсоса образующейся глинистой пульпы. Фрезу приводит во вращение гидравлический двигатель, расположенный в корпусе буровой головки. В настоящее время проходит промышленное испытание проходческий комплекс для прокладки подводных переходов методом направленного бурения.

1.7 Трубоукладочные баржи

После извлечения продукта из земли, он должен транспортироваться с моря на берег. Одновременно с монтажом добывающего оборудования, трубоукладочные баржи и бригады занимаются укладкой трубопровода для транспортировки нефти и газа от платформы до места назначения (рис 2).



Рисунок 2. Трубоукладочная баржа

Длина этих барж может доходить до 150 метров, а укладываемые ими трубы - до 1525 мм в диаметре. Трубы обычно поставляются длиной 12 метров, и могут быть покрыты бетоном для утяжеления. Трубы привариваются друг к другу вдоль линии сборки, проходящей по длине баржи. Вдоль этой линии расположен ряд сварочных постов, где работают высококвалифицированные сварщики на высокоэффективных сварочных машинах.

По мере перемещения каждой следующей трубы на сварочный участок, она становится частью трубопровода, который проходит через корму баржи ко дну моря, и, наконец, к терминалу, находящемуся на расстоянии в несколько сотен миль. Со сварочного участка трубопровод перемещается на участок рентгеноскопии, где каждый новый сварной шов проверяется на наличие дефектов в соединении. Если дефектов не обнаружено, сварной шов покрывается антикоррозийной изоляцией.

По мере увеличения длины трубопровода баржа перемешается вперед, каждый раз на несколько метров. После каждого перемещения баржи новый участок трубопровода, приваренный, подвергнутый рентгеноскопии и заизолированный, спускается с кормы в воду, вниз по наклонной площадке, называемой стингером. Стингер поддерживает трубу до некоторого расстояния под водой и направляет ее под небольшим углом на морское дно.

По мере движения трубоукладочной баржи, она тянет за собой плуг, который роет траншею на морском дне. Трубопровод укладывается в траншею, где он будет защищен от повреждения путем естественной замывки или засыпки. Морские течения перемещают песок, вырываемый плугом, обратно в траншею, покрывая трубопровод.

В процессе укладки труб водолазы постоянно инспектируют стингер и трубопровод. Они следят за отсутствием препятствий на морском дне, правильной укладкой трубопровода и надлежащим положением стингера.

Затем, после завершения прокладки трубопровода к платформе, водолазы подсоединяют его к стояку, участку трубопровода, который поднимается с морского дна к палубе и крепится к конструкции.

До эксплуатации трубопровода он должен быть спрессован и проверен на плотность. Аналогично, все оборудование на палубе, трубопровод и проводка, клапаны и переключатели, насосы и системы, извлекающие сырую нефть из земли, очищающие ее и проталкивающие ее в сторону берега, должны быть многократно испытаны, чтобы убедиться в безотказной работе и отсутствии опасности для человека или окружающей среды.

Позже укладка глубоководных трубопроводов была выполнена по новой технологии, сущность которой заключается в том, что для регулирования напряжения в трубопроводе в процессе его погружения на дно моря были применены разгружающие понтоны взамен направляющего устройства - стингера. Это позволило значительно уменьшить изгиб трубопровода и тем самым обеспечить безаварийную его укладку в жестких гидрометеорологических условиях.

Трубопроводы могут быть проложены в различные места. Одни ведут к морским сборочным станциям, где нефть и газ подвергаются дальнейшему разделению, направляются обратно в трубопровод и к берегу для дополнительной переработки.

Другие трубопроводы заканчиваются на берегу в больших нефтебазах, где жидкие углеводороды хранятся для последующего распределения по нефтеперерабатывающим заводам. Углеводороды могут транспортироваться по подземному трубопроводу прямо на нефтеперерабатывающий завод, или к морскому терминалу для погрузки на танкеры, направляющиеся в другие части света.

Несколько танкеров могут загружаться и разгружаться с многопричального терминала, или один танкер может загружаться и разгружаться в системе с заякориванием буя.

Многопричальные терминалы находятся в зонах, укрытых от суровой погоды. Они погружают или разгружают нефтепродукты с помощью гигантских стрел, спроектированных с целью компенсации перемещения судна, вызванного приливами и отливами или меняющейся нагрузкой.

При системе с заякориванием буя танкер соединяется шлангами крупного диаметра с шарнирным соединением. Свободное перемещение соединения обеспечивает возможность загрузки нефти независимо от перемещения судна вследствие течений и волн.

С танкеров или береговых нефтебаз, сырая нефть и природный газ поступают на береговой завод, где они перерабатываются в продукты для нефтяной, газовой и химической промышленности. На этих заводах углеводороды становятся ингредиентами для многочисленных продуктов, с которыми мы ежедневно соприкасаемся. Они превращаются в бензин и моторное масло, в синтетические ткани и пластмассы, в асфальт и другие промышленные продукты, и в топливо для промышленности и наших домов.

1.8 Работы заключительного периода

В результате проведенного расчетного анализа все выявленные дефекты потери металла на данном участке трубопровода были подразделены на 3 категории опасности. Присвоение категории опасности группам дефектов и соответствующим секциям трубопровода позволяет службам эксплуатации оперативно производить необходимые мероприятия.

- Докритический дефект - дефект неопасный на момент проведенной инспекции, но требует последующего контроля в течение периода менее 5 лет;

- Критический дефект - дефект опасный, требует принятия соответствующих мер безопасности и проведения дополнительного контроля;

- Закритический дефект - дефект опасный, требует немедленной остановки и вывода в ремонт участка трубопровода;

Присвоение категории опасности определяется эксплуатационными характеристиками трубопровода и производится в следующем порядке:

- присваивается категория опасности каждому дефекту;

- присваивается категория опасности каждой дефектной трубе по максимальной категории опасности дефектов выявленных на ней;

- участок трубопровода разбивается на подучастки (по запорной арматуре);

- каждому подучастку присваивается категория опасности по максимальной категории опасности труб на данном подучастке;

- всему участку трубопровода присваивается категория опасности по максимальной категории опасности подучастков.

Общее количество дефектов: 30

Количество докритических дефектов:30

Количество критических дефектов: 0

Количество закритических дефектов: 0

Максимально допустимое давление: 11,99 МПа

Категория опасности подучастка: докритический



Вывод

- русловые процессы на участке переходов протекают достаточно стабильно, без ярко выраженных временных деформаций в зоне технического коридора расположенного на вершине Камышинского переката;

- медленные деформации левого вогнутого берега в створе переходов будут продолжаться, сопровождаясь усилением асимметрии поперечного профиля реки;

- выполненные исследования указывают на возможность появления местных деформаций участков русла в створе технического коридора ППМГ под левым берегом и развития протоки под правым берегом.

Рекомендации:

- сделать прорези в перекатах выше и ниже по технического коридора;

- частичная срезка центральной зоны русла ниже ухвостья острова в створе технического коридора на 1-1,5 м.

- срезка подошвы правобережного побочня выше створа коридора на ширину 40-50 м для увеличения пропускной способности основного русла.

В случае опасных размывов русла и берегов рекомендуется:

- замыв оголенных участков труб с последующей отсыпкой гравийного плаща толщиной 0,5 м;

- защита левого берега георешеткой толщиной 20 см с щебеночной засыпкой на обратном фильтре или укладкой матрасов Рено;

- проведение русловыправительных работ.



Список использованных источников

1. Быков Л.И., Мустафин Ф.М., Рафиков С.К. и др “Типовые расчеты при проектировании, строительстве и ремонте газонефтепроводов”,- Недра: СПб, 2011 г.,729с.

2. Отчет “Мониторинг (диагностика) русловых процессов на подводных переходах магистральных газопроводов Дюртюлинского ЛПУМГ через р. Белая”, - М.: 2007 г., 34 с.

3. Отчет “Результаты внутритрубной инспекции магистрального газопровода Челябриск-Петровск 1020 мм, на участке 405-412,9 км”, - М.: 2009 г., 101 с.

4. СНиП 2.05.06-85* "Магистральные трубопроводы"

Размещено на Allbest.ru

...