Сооружение нефтепровода Сахалин-2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Башкортостан

ГОУ СПО Уфимский топливно-энергетический колледж

Специальность 130502

СООРУЖЕНИЕ НЕФТЕПРОВОДА САХАЛИН-2

Пояснительная записка к курсовому проекту

УТЭК 130502. КП.28.00.000.ПЗ

Руководитель: Сидоренко Л.П.

Студент: Николаев И.Л.

Введение

«Сахалин-2» - один из крупнейших в мире проектов комплексного освоения нефтяных и газовых месторождений, созданный «с нуля» на Дальнем востоке России в тяжелых субарктических условиях.

Нефтепроводы - это капитальные инженерные сооружения, рассчитанные на длительный срок эксплуатации и предназначенные для бесперебойной транспортировки на значительные расстояния природных и искусственных газов (в газообразном или сжиженном состоянии), нефти и нефтепродуктов от мест их добычи или переработки (начальная точка трубопровода) к местам потребления (конечная точка). К нефтепроводам относят трубопроводы и ответвления от них диаметром до 1420 мм с избыточным давлением нефтепродукта. Перед любым поставщиком углеводородов изначально стояли и стоят две главные задачи: извлечь ресурсы и доставить их потребителю. Неслучайно многие страны на рубеже ХХЙ в. стали активно развивать трубопроводные системы.

Преимущества трубопроводного транспорта перед другими видами транспорта столь очевидны, что его развитие оказалось весьма стремительным.

Магистральные трубопроводы диаметром 800…1200 мм составляют более половины протяженности трубопроводной системы и обеспечивают транспорт 93% добываемой в России нефти.

Магистральные нефтепроводы являются самостоятельными хозяйственными единицами, эксплуатирующими сложное и дорогостоящее оборудование и состоят из головных сооружений, промежуточных перекачивающих станций, линейной части, ремонтно-восстановительных пунктов, подогревающих станций, трубопроводов-отводов к попутным нефтебазам, наливных станций и подводящих трубопроводов. [3]

1. Назначение нефтепровода

нефтепровод сварочный изоляционный

Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и газа остается на сегодняшний день важнейшей составляющей частью системы снабжения промышленности, энергетики, транспорта и населения топливом и сырьем. Он является одним из дешевых видов транспорта, обеспечивая энергетическую безопасность страны, и в то же время позволяет существенно разгрузить железнодорожный транспорт для перевозок других важных для хозяйства грузов. Степень надежности трубопроводов во многом определяет стабильность обеспечения регионов России важнейшими топливно-энергетическими ресурсами. Одним из путей решения проблемы повышения надежности нефтепроводов является использование новых эффективных научно обоснованных технологий строительства и ремонта трубопроводов является разнообразие природноклиматических и гидрологических характеристик местности вдоль трассы, что требует значительного разнообразия конструктивных и технологических решений при прокладке и эксплуатации линейной части трубопроводов.

В настоящее время все вновь строящиеся, а так же реконструируемые магистральные нефтепроводы и отводы от них условным диаметром до 1400 мм включительно с рабочим давлением 1.2---10 МПа должны проектироваться с учетом основных положений строительных норм и правил. Эти нормы не распространяются на трубопроводы, прокладываемые в городах и населенных пунктах, в районах морских акваторий, на промыслах, а так же на трубопроводы, предназначенные для транспортировки газа, нефти, нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов, оказывающих коррозионное воздействия на металл труб или охлажденных до температуры ниже минус 40°С;

Магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы в зависимости от условного диаметра D подразделяются на четыре класса: -- класс 1 1000 мм < D ? 1200 мм ; -- класс 2 500 мм < D ? 1000мм; -- класс 3 300 мм < D ? 500 мм; -- класс 4 D < 300 мм.

Чем выше класс трубопровода, тем большую опасность он представляет в случае разрушения, и тем будут большие расстояния от оси трубопровода до близлежащих населенных зданий и сооружений.

Категорийность линейной части магистральных трубопроводов и их участков зависит от вида транспортируемого продукта и условного диаметра трубопровода.

Конструктивные решения трубопроводов зависят от класса трубопровода, категорий трубопроводов и категорий участков трубопроводов.

В зависимости от условий работы трубопровода, а также для безопасности расположенных вблизи трассы объектов согласно линейная часть и отдельные участки магистральных трубопроводов подразделяются на пять категорий. В каждой категории предъявляются определенные требования к прочности трубопровода, к контролю качества сварных соединений, к предварительным гидравлическим испытаниям и типам изоляционного покрытия.

Трубопровод предназначен для доставки нефтепродуктов к предприятиям их распределения и районам их потребления. В начале трубопровода находится необходимая резервуарная емкость и перекачивающая станция. Если трубопровод имеет большую протяженность, то на нем размещают перекачивающие станции. Заканчивается трубопровод резервуарным парком нефтебазы или наливного пункта. В общем случае магистральный нефтепровод может быть определен как инженерно-техническое сооружение, предназначенное для непрерывного регулируемого транспорта нефти на значительные расстояния. В состав которых входят: линейные сооружения, головные и промежуточные перекачивающие и наливные насосные станции, резервуарные парки.

2. Виды работ при сооружении нефтепровода

2.1 Подготовительные работы

Для организационной, технологической, и экономической подготовки строительства магистрального трубопровода выделяют организационно-подготовительный этап.

На этапе организационно-подготовительных мероприятий изучается проектно-сметная документация, заключаются договоры, прорабатываются вопросы комплектации строительства материально-техническими и трудовыми ресурсами и вопросы социального обеспечения.

Организационно-подготовительные мероприятия выполняются строительной организацией и включают: подготовку и заключение с заказчиком генерального договора подряда и субподряда; получение от заказчика соответствующей проектно-сметной документации; оформление финансирования строительства; отвод в натуре трассы и площадок для строительства; оформление разрешений и допусков на производство работ; решение вопросов бытового обслуживания строителей; заключение договоров материально-технического обеспечения. Подготовка и заключение с заказчиком строительства генерального подрядного договора осуществляется от имени строительной организации в соответствии с условиями конкурса (тендера) на право производства работ в установленном порядке.

Перед началом строительства трубопровода проводят обследование трассы и прилегающие местности визуально и инструментальными способами с целью определения гидрогеологических характеристик грунтов, типа и протяженность болот и заболоченных участках, участков, имеющих льдонасыщенные грунты и ледяные линзы, глубины оттаивания грунтов, размеров ореола оттаивания грунта, ширина зеркала воды на переходах через малые водные преграды и др.

При строительстве магистральных трубопроводов основной объем подготовительных работ выполняют не подготовительный период, т. е. до начала проведения основных видов работ, а с определенным их опережения. К внеплощадочным работам здесь относят сооружение подъездных дорог, а к внутриплощадочным - подготовку трассы трубопровода к проведение основных работ и работ по строительству переходов трубопровода через естественные и искусственные преграды. В зависимости от природно-климатических условий строительства состав и структура подготовительных работ весьма разнообразны: расчистка трассы от леса и кустарника, срезка косогоров, сооружение временных дорог, выполнение противообвальных и противооползневых мероприятий, предохранение грунта от промерзаний, защита временных дорог от снежных заносов, устройство баз, причалов, пристаней, площадок, создание диспетчерской системы связи и т. д

После отвода земли для строительства магистрального трубопровода по ширине весьма ограничена действующими нормами. Очистка полосы отвода земель для строительства трубопровода и ее планировка - основные виды работ в любом географическом районе страны. Среднехолмистой и малопересеченной местностях незначительной заселенности или при отсутствии лесов расчистка трассы сводится к срезке микрорельефа, уборке бульдозерами мелколесья и срезке малообъемных косогоров. В типично таежной местности расчистка полосы строительства трубопровода от леса немного сложнее. Летом работы выполняет бригада, состоящая из следующих звеньев:

- размечает границы полосы отвода, ось трубопровода и трелевочного волока;

- убирает зависшие кроны деревьев, завалы, буреломы и т. п.;

- с помощью бульдозера готовит площадки для разделки хлыстов, прокладывает трелевочный волок;

- с помощью трелевочных тракторов, бензомоторных пил и сучкорезов валит лес, обрубает сучья, осуществляет трелевку хлыстов по волоку на разделочную площадку и разделку хлыстов на сортамент.

- с помощью корчевателей и бульдозеров выполняет работы по корчевке пней, засыпке ям и не ровностей, роет траншеи для захоронения пней и порубочных остатков, осуществляет захоронение и окончательную планировку полосы отвода.

Рис.1 Расчистка полосы от деревьев

В зимнее время полосу отвода расчищают от леса в два этапа: сначала полосы движения транспорта и прохода строительной техники, а затем (непосредственно перед рытьем траншеи) - остальную часть полосы отвода. За счет этого полоса рытья траншеи предохраняется от сильного промораживания. Очевидно, что сооружение трубопроводов на болотах в зимнее время намного проще и дешевле, чем летом, такт как резко сокращается объем строительства лежневых дорог, которые летом прокладывают на всех болотах с мощностью торфяного слоя более 0,7 м, а зимой на болотах неразложившимся.

Так же в состав подготовительных работ при строительстве линейной части магистрального нефтепровода входит сооружение временных дорог (вдольтрассовых, подъездных и технологических ). Вдольтрассовые дороги необходимы для перевозки людей и грузов, перебазировки строительных подразделений и лиц, осуществляющих оперативный контроль за ходом работ. Такие дороги сооружают как в полосе отвода на период строительства трубопровода, так и в непосредственной близости от трассы на всем ее протяжении с необходимыми выходами на трассу.

Подъездные дороги служат для связи пунктов поступления труб, материалов, конструкций, изделий, строительной и специальной техники с места базирования механизированных передвижных колонн, строительно-монтажных участков и их подразделений, трубосварочных и других баз, полевых жилых городков, а также с местами проведения работ на трассе трубопровода. К подъездным относят дороги к карьерам строительных материалов (песка, гравия, камня и др.) и предприятиям стройиндустрии.

Технологические дороги сооружают непосредственно в полосе строительства трубопровода. Они необходимы для прохода строительной техники: экскаваторов при рытье траншеи, изоляционно-укладочных колонн и др. Такие дороги рассчитаны на краткосрочную эксплуатацию, т. е. практически на одноразовый проход строительной техники.

Ширина проезжей части временных и вдоль трассовых дорог обычно составляет 4.5--9 м, земляного полотна--8--13 м, минимальный радиус поворота при перевозке секций труб--120 м. Для временных технологических дорог соответствующие показатели равны 10, 15 и 60 м.

В расчетах конструкций временных дорог должны быть учтены колесная, осевая, гусеничная, максимально гусеничная, нормативные нагрузки, нормативное и минимальное давление на грунт от гусеничной нагрузки.

Сооружение временных дорог ведет специализированная дорожно-строительная колонна, оснащенная соответствующей (по видам и объемам работ) техникой. Дорожно-строительная колонна находится в непосредственном подчинении начальства.

Зимние дороги (зимники), как правило, сооружают в северных районах страны, где продолжительность зимнего периода составляет не менее 5--7 месяцев. Зимние дороги, сооружаемые при строительстве линейной части магистральных трубопроводов, относят к временным, используемым в течении одного сезона (в редких случаях --двух зимних сезонов), разового пользования-- для пропуска транспорта. Зимники-- это подъездные или вдольтрассовые дороги. Их подразделяют на сухопутные, прокладываемые на грунтовом основании, ледяные, устраиваемые путем намораживания ледяного полотна на грунт, и ледовые (ледовые переплавы через реки и озера, ледовые дороги, прокладываемые по руслам рек и ручьев).

При недостаточном для прохода транспорта и техники толщине льда проезжую часть дороги усиливают деревянным настилом или послойным намораживанием льда.

2.2 Земляные работы

При подземной прокладке трубопроводов к земляным работам относят рытье траншеи (в основном роторными и одноковшовыми экскаваторами), засыпку уложенного в траншею трубопровода преимущественно бульдозерами или другими специальными машинами (например роторными или скребковыми траншеезасыпателями). Ширина траншеи по дну должна быть не менее (D + 0.3) м для трубопроводов диаметром более 700 мм и 1.5 D -- для трубопроводов диаметром более 700 мм. При крутизне откосов 1:0.5 для трубопроводов диаметром 1220 и 1420 мм ширина траншеи по дну может быть уменьшена соответственно до 1.7 и 1.9 м.

При прокладке магистральных трубопроводов диаметром 1020 -- 1420 мм дно траншеи нивелируют по всей длине трассы -- на прямолинейных участках через 50 м; на вертикальных кривых упругого изгиба и принудительного гнутья соответственно через 10 и 2 м; при прокладке трубопроводов диаметром менее 1020 мм -- на участках трассы, на которые в проекте имеются выноски к рабочим чертежам.

Основной объем работ по рытью траншеи для магистрального

трубопроводов выполняют роторными эксковаторами, которые используют:

-- на практически прямолинейных участках трассы со спокойным рельефом в талых грунтах до V категории включительно;

-- на криволинейных участках трассы с радиусом, равным или большим радиуса естественного изгиба трубопровода;

Рекультивационные работы выполняют поточным методом бульдозерами: уложенный в траншею трубопровод сначала засыпают минеральным грунтом отвала, а затем покрывают плодородным слоем грунта.

Перед засыпкой проверяют положение трубопровода. При необходимости при засыпке принимают меры по предохранению изоляционного покрытия от повреждения грунтом (присыпка мягким грунтом, свободная футеровка верхней части трубопровода и т. п.). При наличии горизонтальных кривых участков трубопровода сначала следует засыпать криволинейный участок, а затем остальную часть трубопровода. Вертикальные кривые засыпают со сторон понижения, т. е. сверху вниз. Избыточный грунт бульдозерами разравнивают в пологий валик с учетом последующей осадки грунта.

Оптимальные запасы материально-технических ресурсов, необходимые для бесперебойной работы строительного потока определяют с учетом отдаленности основной базы снабжения, состояния дорожной сети, условий навигации, возможностей железной дороги, сезона года, транспортной схемы доставки материалов, производительности потока, управления строительством. Приемка проектно-сметной документации осуществляется генподрядной строительной организацией с привлечением подчиненных ей подразделений и потенциальных субподрядных организаций.

3. Сварка трубопроводов на сварочной базе и доставка на трассу

Сварочные работы при строительстве линейной части магистральных нефтепроводов можно разделить на две группы:

-- работы, выполняемые на трубосварочной базе (поворотная сварка отдельных труб в секции длиной, как правило, 36 м), гнутье труб (изготовление кривых вставок);

--работы, выполняемые непосредственно на трассе трубопровода ( неповоротная сварка секций труб в плети длинной 1-5 км или сплошную нитку от одного технологического разрыва до другого длиной 5 км и более ); ликвидация технологических разрывов по трассе трубопровода ( захватка захлестов и врезка катушек; врезка линейной арматуры--кранов и водосборников на газопроводах, задвижек и камер приема и пуска скребка на нефте- и нефтепродуктопроводах и др. ); сварочные работы при сооружении переходов трубопровода через крупные и малые естественные и искусственные препятствия, а так же при очистке полости и испытании трубопровода, врезке кривых вставок и отводов.

Поворотную сварку отдельных труб в секции осуществляют на промежуточных полустационарных трубосварочных базах, которые обычно располагают в непосредственной близости от трассы трубопровода в середине обслуживаемого участка или в районе поступления труб. В зависимости от характеристики транспортной схемы строительства трубопровода расположение трубосварочной базы предусматривает перевозку секций труб на расстояние 35 км, а в особо сложных условиях--до 100--150 км и более (например, на севере Тюменской области). Трубосварочные базы располагают на горизонтальных площадках, которые не затапливаются в весенний паводок или во время ливней. К таким площадкам необходимо устраивать хорошие подъезды. Обычно трубосварочные база занимает 4--18 тыс. мІ. Существуют две типовые схемы трубосварочных баз: на одних базах используют полевые автосварочные установки типа ПАУ для автоматической сварки стыков труб подслоя флюса при предварительной сварке слоя корневого шва ручной электродуговой сваркой; на других--двухстороннюю автоматическую сварку стыков труб под слоем флюса. Трубосварочные базы первого типа более просты. На них выполняют следующие операции:

- подачу трубоукладчиком с клещевым захватом отдельных труб из штабеля на стеллаж-накопитель;

- сборку труб в трехтрубные секции и сварку первого слоя шва на механизированном стенде с предварительным подогревом кромок свариваемых труб;

- подварку корня шва изнутри трубы автоматической сваркой (сварочным трактором) под слоем флюса;

-автоматическую сварку на ПАУ под слоем флюса последующих слоев шва;

- подачу трубоукладчиком сваренной секции труб на стеллаж контроля качества сварки;

- контроль качества сварных швов;

-ремонт (при необходимости) дефектных сварных стыков труб;

- отправку секций труб на трассу плетевозами.

Перед сборкой в секции и сваркой стыков трубы должны быть осмотрены для выявления соответствия их состояния техническим условиям на поставку. Внутренняя полость труб должна быть очищена от грязи, снега, льда и посторонних предметов. Деформированные концы труб необходимо выправить и при необходимости обрезать под фаску. Снаружи и изнутри кромки труб не менее чем на 10 мм следует зачистить до чистого металла. Участки труб с повреждениями, недопустимыми, по техническим условиям, должны быть вырезаны. Вмятины на трубах, не превышающие 3.5% от диаметра труб, допускается выправлять безударными разжимными устройствами с обязательным подогревом мест выправки (до 100-150°С) при отрицательной температуре наружного воздуха.

Для сборки и сборки первого слоя шва (диаметры труб до 1420 мм) используют механизированные трубосварочные линии МЛТ-10, МЛТ-121, МЛТ-11, а также УУПСТ, ССТ-141; для автоматической подварки изнутри трубы корневого слоя шва под слоем флюса--аппараты СВР-142, ТС-17М и ВКС-1000; автоматической сварки последующих слоев шва-- установки ПАУ-501,ПАУ-1001 и УМССТ. Стыки труб на сварочных стендах собирают с помощью внутренних центраторов ЦВ-104 (диаметр труб 1020 мм), ЦВ-124 (диаметр 1220 мм ) и ЦВ-144 ( диаметр 1420 мм ).

При изготовлении секций труб на трубосварочных базах типа БСТ последовательность выполнения основных операций такова: подготовка труб к сварке; сварка наружных слоев шва и последующая одновременная сварка наружного и внутреннего слоев шва (БСТ-143).

Трубосварочная база БСТ-142 предназначена для сварки двухтрубных секций диаметром 1020-1420 мм, БСТ-143--для двух- и трехтрубных секций диаметром 1020-1420 мм. Трубосварочные базы укомплектовывают трубоукладчиками, ПЭС, установками для сушки стыков швов, оборудованием для газовой резки, постами ручной дуговой сварки, шлифовальными машинками с набором абразивных кругов, грузовыми автомобилями, автобусами для перевозки рабочих, вагонами-домиками, топливозаправщиками, емкостями для горюче-смазочных материалов, противопожарным инвентарем и др. На трубосварочных базах используют краны-трубоукладчики ТГ 122, Т1530В, ТГ201, Т3560А отечественного производства (грузоподъемность собственно 12, 15, 20, 35 т, максимальный вылет крюка 4, 5, 5,6 и 6.5 м), А также краны-трубоукладчики зарубежного производства: К-583Н, К-594, ТД-25С (США) и D-155, D-355(Япония) грузоподъемностью 63.5; 90.7; 68.7; 92 т с наибольшим вылетом крюка соответственно 6.7; 6; 6.1; 8.5 м.

Для сварки труб в секции используют трубосварочные базы БТС-142В и БТС-143 (производительность соответственно 3.5 и 6 стыков/ час) которые обеспечивают темп работы бригад при неповоротной сварке трубопровода.

При изготовлении кривых вставок трубы гнут на трубогибочных станках ГТ-531, ГТ-1021, которые располагают на специальных площадках, непосредственно примыкающих к трубосварочным базам. Магистральные трубопроводы при обходе и пересечении естественных и искусственных преград проектируют как с горизонтальными, так и вертикальными углами поворотов, которые не всегда можно выполнить за счет свободного упругого изгиба трубопровода. По этой причине на отдельных участках трубопровода в его нитку вваривают кривую вставку -- отдельные трубы или секции труб, предварительно изогнутые до требуемой кривизны. Кривые вставки изготовляют методом холодного гнутья. Для предотвращения образования на трубах большого диаметра (1220 и 1420 мм) гофр, не допускаемых техническими условиями, используют дорны марок Д1223 и Д423.

Для кривых вставок из партии поступивших труб рекомендуется отбирать трубы с отклонениями от диаметра и толщины стенки в сторону дополнительных допусков. При гнутье двух- или трехтрубных секций нельзя допускать изгибы в местах нахождения кольцевых сварных швов (отстояния гиба - не менее 0.5 диаметра трубы). Продольные сварные швы труб следует располагать в нейтральной зоне изгиба.

Работы по гнутью труб выполняют машинист трубогибочного стана его помощник и машинист крана-трубоукладчика.

Неповоротную сварку труб в плети или сплошную нитку на трассе проводит механизированная бригада, входящая в состав ЛОСП (КТП). Работы осуществляют поточно-расчлененным методом или методом последовательного наращивания нитки трубопровода.

Сборке и сварке секции труб в плети или сплошную нитку предшествуют работы по расчистке и планировке полосы отвода, сооружению подъездных, вдольтрассовых и технологических дорог, что обеспечивает открытый фронт работам по неповоротной сварке трубопровода. После подготовки трассы трубопровода на нее вывозят инвентарные лежки под углом 15-20° к оси трубопровода ( на фронт работ в 1500-2500 м требуется 90-150 лежек).

При поточно - расчлененном методе механизированную бригаду комплектуют из нескольких звеньев. Каждое звено выполняет следующие операции: опережающую поток подготовку секций труб к сборке ( подборка труб к стыковке, очистка полости секций от грязи, снега, льда, посторонних предметов и др.) и секции труб в потоке ( зачистка кромок, подача секции к месту монтажа, подогрев кромок с помощью пропановых горелок); сборку секции с помощью внутреннего центратора; сварку корневого слоя шва, « горячего прохода», заполняющих слоев, облицовочного слоя шва.(рис.). Звенья рабочих, готовящих секции труб к сборке и сварке, оснащают трубоукладчиками ( 3 шт), устройством для правки вмятин УПВ-141, аппаратами для газовой резки «Орбита-2» или «Спутник», клещевыми захватами, емкостью для пропана, передвижной электростанцией, электрошлифовальными машинками «СТАРТ» для удаления шлака, кольцевыми пропановыми горелками, емкостями для воды и горючего, передвижной авторемонтной мастерской , вахтовым автомобилем, радиостанцией «Карт» и др. Рабочие звеньев, выполняющих сварку, входят в одну и ту же механизированную бригаду, которая имеет краны-трубоукладчики, внутренний центратор, сварочные энергопоезда, сварочные установки и др.

В последние годы разработана и успешно совершенствуется технология контактной сварки неповоротных стыков секций труб большого диаметра (1420 мм) методом непрерывного оплавления кромок с заранее запрограммированным изменением основных параметров процесса сварки.

Работы по ликвидации технологических разрывов выполняют специализированные бригады в соответствии детально отработанными типовыми технологическими картами.

Монтаж и сварку технологического захлеста проводят в определенной последовательности: выявляют место стыка; верхнюю плеть краном-трубоукладчиком приподнимают на 20-25 см над нижней плетью, лежащей на дне траншеи; концы труб в зоне реза и сварки очищают от изоляции; конец верхней трубы обрезают под фаску; шлифовальной машинкой кромки труб обрабатывают под сборку и сварку стыка; верхнюю плеть опускают краном-трубоукладчиком на дно траншеи, с помощью наружного центратора собирают стык; прихватывают и обертывают стык. После получения положительных результатов контроля качества стык изолируют, а траншею засыпают.

Контроль качества сварных стыков магистральных трубопроводов регламентируется СНиП 111-42-80. Такой контроль предусматривает систематический пооперационный контроль, осуществляемый в процессе сборки и сварки трубопроводов; визуальный осмотр и обмер сварных соединений; проверку сварных швов не разрушающими методами контроля; механические испытания сварных соединений.

Качество сварных стыков магистральных трубопроводов контролируют методами рентгеногаммаграфирования, в основу которых положена способность рентгеновских и гамма - лучей проходить через сварные соединения как через полупрозрачные тела и регистрировать дефекты на радиографической пленке. Используют также магнитографический метод контроля. Он является разновидностью магнитной дефектоскопии и основан на обнаружении полей рассеяния, возникающих в местах дефектов при намагничивании зоны сварного соединения.

Стыки, выполненные дуговой сваркой, не должны иметь трещин, подрезов глубиной более 0.5 мм, недопустимых смещений кромок, кратеров, выходящих на поверхность пор; высота усиления шва должна составлять 1-3 мм, а переход от шва к основному металлу должен быть плавным.

Стыки, выполненные стыковой сваркой оплавлением, после внутреннего и наружного грата должны иметь усиление высотой не более 3 мм; смещение кромок после сварки не должно превышать 25% толщины стенки трубы, но не более 3 мм; допустимые местные смещения на 20% периметра стыка, необходимо, чтобы их величина не превышала 30 % толщины стенки, но не более 4 мм.

К транспортным работам, в составе которых целесообразно рассматривать и погрузочно-разгрузочные, при строительстве линейной части магистральных трубопроводов относят выгрузку труб (в отдельных случаях трубных секций) из железнодорожных полувагонов, барж, судов; транспортировку их от пунктов назначения (секций, портов, пристаней) к промежуточным трубосварочным базам, местам промежуточного складирования или непосредственно на трассу трубопровода. Наиболее массовыми грузами при строительстве магистральных трубопроводов являются трубы (85-92 % от общего объема перевозок). Бригаду выполняющую погрузочно-разгрузочные работы, кранами-трубоукладчиками, трубовозами (на колесном и гусеничном ходу), траверсами и мягкими полотенцами (для изолированных труб) и другими вспомогательными устройствами и приспособлениями. Так как не всегда имеется возможность вывозить трубы с железнодорожных станций (портов, пристаней) по мере их поступления (выгрузка из полувагонов и непрерывная погрузка на трубовозы, трубы необходимо складировать в штабеля, высота которых ограничивается лишь характеристикой автокрана. Трубы укладывают «в седло» (пирамидой, с боковыми наклоненными стойками из деревянных брусьев) с клиновыми упорами от раскатывания труб по краям рядов.

Грузоподъемность отечественных автомобилей (тракторов) с прицепами для перевозки отдельных труб и трубных секций составляет 9,18, 30 и 50 т, поэтому при сооружении трубопроводов диаметром 1420, 1220, 1020, 820, 720 мм одна транспортная единица обычно перевозит соответственно 1-3, 2-3, 2-5, 3-6, 5-9 труб (длина 12 м) или 1-2, 2-3, 2-5, 1-6, 1-9 секций (длина 36 и другие).

На погрузочно-разгрузочных работах наиболее часто применяют автокраны К-161и К-162, трубоукладчики Т35-60М, ТГ122, ТГ201, ТГ502 и другие (главным образом на погрузке труб из штабелей на трубовозы, на сварочно-монтажных базах и непосредственно на трассе трубопровода), торцевые типа КЗ захваты. При подъеме труб, изолированных в заводских условиях, используют мягкие полотенца типа ПМ, траверсы типа ТРВ и клещевые захваты. Для работы с изолированными трубами краны-трубоукладчики оснащают стрелами с эластичными накладками (как правило, из списанных автопокрышек).

В последние годы при строительстве магистральных трубопроводов широко используют вертолеты для перевозки бригад, звеньев, материалов, оборудования и конструкции, для сооружения переходов трубопровода через преграды, при его пригрузке, выполнении работ по очистке полости и испытанию трубопровода, для транспортировки отдельных труб и кривых вставок, конгтрольно-инспекционных проверок хода работ и т. д. При массовых перевозках грузов вертолетами (например, пригрузке трубопровода) создают специальные транспортные отряды, работающие по единому графику с наземными бригадами ( подготовка грузов к транспортировке, погрузочно-разгрузочные работы на вертолетных площадках и местах проведения работ и др.).Взлетно-посадочные вертолетные площадки, как правило, располагают недалеко от складов материалов, труб, оборудования, площадок для хранения техники, полевых жилых городков, трубосварочных и других баз.

В общем составе транспортных работ, выполняемых при строительстве магистрального трубопровода, особое место занимают работы по перебазированию КТП со строительства предыдущего трубопровода на строительство последующего или с одного участка на другой. Перебазирование планируют не менее чем за 2-3 мес до его осуществления строительной организацией, которая для этого КТП разрабатывала ППР. Техническая документация проекта перебазировки включает в себя в следующие документы: график перебазировки; ведомость на требуемое число железнодорожных платформ и вагонов; график подачи железнодорожных вагонов под погрузку; ведомость-спецификацию крепежного материала; перечень мероприятий по безопасному выполнению погрузочно-разгрузочных и транспортных работ. Условия перевозки грузов по железным дорогам и взаимоотношения грузоотправителей и грузополучателей с железнодорожной администрацией регламентируется «Уставом железных дорог РФ».

4. Изоляционно-укладочные работы

На строительстве магистральных трубопроводов очистка их наружной поверхности от грязи, ржавчины, окалины, снега, льда, изоляция и укладка в траншею объединены в один процесс, называемой изоляционно-укладочными работами, которые выполняют механизированная изоляционно-укладочная колонна после того, на трассе трубопровода секции труб сварены в плети или сплошную нитку и вырыты траншеи для укладки трубопровода. Такой способ проведения работ получил название совмещенного способа проведения изоляционно-укладочных работ.

На лежащую на бровке траншеи плеть трубопровода краны-трубоукладчики насаживают с помощью троллейных подвесок, а очистно-изоляционную (очистную и изоляционную) машину-с помощью специального конус, надеваемого на торец плети. (рис. 2).

Рис. 2 Очистно-изоляционная машина

Колонна движется синхронно - очистно-изоляционная (или очистная и изоляционная) машина непрерывно (за исключением технологических остановок- заправка горюче - смазочными и изоляционными материалами и т.п.- когда устанавливается вся колонна), а краны-трубоукладчики прерывисто, приспосабливаясь к ходу машин и выдерживая расстояния друг от друга в пределах допусков;

Очистной блок очистно-изоляционной машины (или очистная машина), роторы которой оснащены металлическими скребками и щетками, а так же травяными щетками, очищают трубопровод от грязи, окалины, ржавчины, пыли до металлического блеска и одновременно 0,2 мм или клеевой слой.

Все большее применение находят трубы, изолированные в заводских условиях. Преимущество их очевидно: на линейных работах исключаются погрузка, разгрузка, транспортировка и хранение огромного количества изоляционных материалов, особенно битума и битумной мастики; качество изоляционного покрытия труб, выполненного в заводских условиях, на много выше выполненного в трассовых условиях; исключаются дополнительные работы по приготовлению битумной мастики из компонентов и битумной грунтовки, разогреву битумной мастики заводского приготовления, подогреву рулонов полимерных лент. Следовательно, нет необходимости в битумоплавильных базах и склада полимерных материалах, битумовозах, очистных и изоляционных машинах. Механизированные изоляционно-укладочные колонны становятся колоннами по изоляции стыков трубопровода и укладку его в траншею. Помимо этого упрощается технологическая схема проведения работ: изолированные трубы поступают на промежуточные трубосварочные базы , где их сваривают в трехтрубные секции; секции труб (длина 36 м) выводят на трассу, где их сваривают в плети или сплошную нитку, которые выкладывают на инвентарных лежках на бровке траншеи; одно звено и золяционно-укладочной колонны изолируют стыки труб, второе - укладывает трубопровод кранами-трубоукладчиками в траншею.(рис. 3)

Безусловно, что применение на строительстве труб, изолированных в заводских условиях, оценивается как положительное инженерно-техническое решение. Однако вопросы предохранения заводского изоляционного покрытия от повреждений в ходе многочисленных погрузок, транспортировки, сварки труб в секции, а секции в плети и т. п. еще не решены полностью. В связи с этим звену по изоляции стыков вменяется в обязанность отбраковка изолированных труб и ремонт изоляционного покрытия.

Рис. 3 Укладка трубопровода трубоукладчиками

Для изоляции стыков используют в основном битумные и клеевые грунтовки и полимерные ленты, а также и битумно-резиновые мастики. В последнем случае звену по изоляции стыков придается битумоплавильный котел ИСТ-3Б (вместимость 500 литров).

Механизированная изоляционно-укладочная колонна помимо основных видов работ выполняет и ряд вспомогательных: очищает трубопровод от снега и льда, В зимнее время приготовляет и транспортирует подогретую битумную мастику, подогревает полимерные ленты, изолирует стыки труб в местах технологических разрывов (катушки, захлесты), линейную арматуру, футерует отдельные трубы, секции и плети, балластирует трубопровод железобетонными пригрузами или закрепляет его анкерными устройствами (при малых объемах работ), охлаждает водой битумно-резиновые изоляционное покрытие трубопровода для предохранения его от повреждений комьями сухого гранту на дне траншеи и т.д.

Нормы и методы контроля качества изоляционно-укладочных работ при изоляции трубопровода полимерными лентами и битумно-резиновой мастикой регламентируются типовыми технологическими картами, которые предусматривают пооперационный, лабораторный и входной приемочный контроль. На этих картах указывают процессы, объекты и способы контроля, нормативы, техническое оснащение и периодичность контроля, а также формы технической документации проведения работ.

С железнодорожных станций назначения отдельные трубы, а при возможности с промежуточных трубосварочных баз секции труб доставляют на специально подготовительные монтажные площадки, которые, как правило, располагают на перевалах.

На этих площадках устанавливают очистные и изоляционные машины, которые очищают и изолируют трубы, секции труб, а при возможности готовят и плети труб; трубы после изоляции футеруют;

Практика строительства линейной части магистральных трубопроводов показывает, что применение труб с заводской или базовой изоляцией наиболее эффективно в условиях болот, при уложении трубопровода через водные преграды.

В случаях, когда несущая способность лежневой технологической дороги не позволяет вести изоляционно-укладочные работы совмещенным методом, применяют раздельный метод.

Однако расстояние между соседними трубоукладчиками, ведущими укладку изолированного трубопровода с бровки траншеи, должно быть сокращенно примерно на ?, а число трубоукладчиков на 1 - 2 в зависимости от состояния лежневой дороги и несущей способности поверхности болота. Промежуточное решение - включение в состав изоляционно-укладочной колонны дополнительного трубоукладчика с катковым полотенцем. Его устанавливают за изоляционной машиной.

Работы по закреплению магистрального трубопровода наиболее сложные, трудоемкие и ответственные. На проектных отметках по существующей технологии укладки магистральный трубопровод может быть закреплен одним из следующих способов:

Плавающий или лежащий во временно осушенной траншее трубопровод балластируется железобетонными пригрузами, которые устанавливают на трубопровод на подкладках, защищающих изоляцию от повреждения, с помощью кранов-трубоукладчиков, автокранов на специальных шинах или понтонах-волокушах, вертолетов, перемещающихся по каналу-траншее специальных понтонов с лебедкой и малой кран-балкой;

Лежащий на дне временно осушенной траншее трубопровода закрепляют анкерными устройствами (винтовыми, раскрывающегося, гарпунного и свайного типов, угловыми и др.);

На монтажно-изоляционной площадке, расположенной на берегу болота, изоляционную плеть (плети) трубопровода балластируют железобетонными скорлупками или покрывают торкет-бетоном, а затем методом протаскивания укладывают в траншею;

На монтажную площадку, находящуюся на берегу болота, поступают трубы, обетонированные в заводских условиях; здесь их сваривают в плеть и после изоляции и обетонирования стыков методом протаскивания укладывают в траншею;

Плавающий в траншее или лежащий во временно осушенной траншее нефте- или нефтепродуктопровод заполняют нефтью, нефтепродуктом или водой, а затем засыпают (применение этого способа свзанно с сезоном строительства и наличием соответствующего источника воды).

Для бесподъемного метода укладки магистральных трубопроводов препочтительно применение труб, изолированных в заводских условиях каучукорезиновым покрытием. Однако очистку и изоляцию трубопровода можно выполнять традиционной изоляционно-укладочной колонной или специальной очистно-изоляционной машиной, движущейся по трубопроводу за эксковатором-трубозаглубителем. Уложенный в траншею трубопровод можно присыпать сразу же после укладки с помощью специального присыпного траншеезасыпателя скребкового типа. Окончательную засыпку трубопровода осуществляют с помощью бульдозеров.

Ширина проезжей части временных и вдольтрассовых дорог обычно составляет 4.5--9 м, земляного полотна 8--13 м, минимальный радиус поворота при перевозке секций труб--120 м. Для временных технологических дорог соответствующие показатели равны 10, 15 и 60 м.

В расчетах конструкций временных дорог должны быть учтены колесная, осевая, гусеничная, максимально гусеничная, нормативные нагрузки, нормативное и минимальное давление на грунт от гусеничной нагрузки.

Протекторную защиту выполняют при значительной удаленности участков магистральных трубопроводов от источников электроснабжения, если применение катодной защиты экономически не выгодно. Протекторные установки, состоящий из проектора, активатора, проводника и контрольно-измерительного пункта, присоединяют к защищаемого участка магистрального трубопровода, имеющего более низкий электрохимический потенциал. Промышленность выпускает несколько типов протекторов: ПМ-5, ПМ-10, ПМ-20 (металлические аноды), ПМ-5у, ПМ-10у, ПМ-20у (металлические аноды в комплекте с активатором). Их устанавливают по одному (на расстоянию 3-5 м от трубопровода) или группами.

Электродренажная защита предназначена для защиты магистрального трубопровода от блуждающих токов, которые она отводит с трубопровода в рельсовую часть цепи электротяги или на сборную шину отсасывающих кабелей тяговой подстанции железной дороги. Блуждающие токи достигают значительных величин и могут вызвать сквозную коррозию стенок трубопровода, уложенного в траншею, через 3-5 лет, поэтому ввод электродренажной защиты в действие необходимо приурочивать к укладке и засыпке трубопровода на защищаемом участке.

Различают прямой дренаж - при устойчивой положительной разности потенциала трубопровод - рельс и поляризованной дренаж - при знакопеременной разности потенциала. Выпускаемые промышленностью станции дренажной защиты (СДЗ) автоматические (с автоматическим регулированием направления тока или автоматическим регулированием разности потенциала трубопровод - рельс).

Законченную строительством системы электрохимической защиты опробуют в два этапа: сначала осуществляют индивидуальное опробование отдельных защитных установок, а затем комплексное опробование всей системы, после которого рабочая комиссия составляет акт о приеме системе в эксплуатацию и дает рекомендации по режимам ее работы.

5. Выбор метода перехода нефтепровода через водные преграды

К подводным переходам относятся участки трубопроводов, пересекающих естественные или искусственные водоемы (реки, озера, водохранилища), уложенные ниже поверхности воды при ширине по зеркалу воды в межень более 10 м и глубиной свыше 1.5 м.

Подводные переходы магистральных трубопроводов через водные преграды проектируются 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 дноуглубительных и выправительных работ в заданном районе пересечения трубопроводом водной преграды, требований по охране рыбных ресурсов и окружающей среды. По расположению относительно естественной поверхности дна водоема, трубопроводы можно укладывать ниже дна (заглубленный трубопровод), на дне (не заглубленный трубопровод) и выше дна (погруженный трубопровод). Наиболее распространенной является укладка труб по заглубленной схеме, позволяющей надежно защитить их от внешних силовых воздействий.

Строительство трубопроводов через водные преграды осуществляют:

-- открытым способом, укладкой трубопровода методом «труба в трубе», укладкой трубопроводов в подводные и береговые траншеи, разработанные в границах переходов плавучей и наземной землеройной техникой;

-- закрытым способом, с протаскиванием трубопроводов в наклонные скважины, выполненные методом наклонно-направленного бурения.

При строительстве подводных переходов конструкции «труба в трубе» сварочно-монтажные работы при соединении труб и изоляцию кожуха должны производить в соответствии с такими же требованиями, как и для рабочего трубопровода. Конструкция подводного перехода, прокладываемого методом «труба в трубе» представляет собой металлический кожух, внутри которого размещается рабочий трубопровод меньшего диаметра, оснащенный с внешней стороны опорно-центрирующими сальниковыми узлами. Межтрубное пространство заполняется не агрессивным инертным газом.

Суть укладки способом свободного погружения с поверхности воды заключается в том, что полностью подготовленный к укладке трубопровод устанавливают на плаву над подготовленной заранее траншеей, а затем погружают его на дно затоплением при положительной плавучести или отсоединением специальных понтонов, удерживающих трубопровод на поверхности воды.

Погружение с поверхности воды предварительно смонтированного трубопровода представляет собой способ укладкой, при котором плавающий трубопровод под действием перемещающейся нагрузке опускается на дно водоема с изгибом в вертикальной плоскости. Этот способ укладки включает в себя: заготовку на береговой монтажной площадке плети трубопровода; транспортировку ее на плаву в створ укладки; стыковку прибуксированной плети с ранее уложенной (при строительстве подводных трубопроводов большой протяженности) и собственно укладку трубопровода на дно.

При укладке трубопровода в подводные траншеи, земляные работы обычно начинают на нижней по течению реки нитке перехода, что позволяет при разработке верхней траншеи использовать часть грунта для засыпки нижней траншеи с уложенным в нее трубопроводом. Разработка, транспортировка грунта и складирование его в подводные и береговые отвалы баржами и путем рефулирования земснарядами не должны мешать судоходству, нарушать установившийся режим потока, вызывать загрязнение водоема и ухудшать экологическую ситуацию в районе перехода.

При глубине реки Ангара не более 2-3 м и незначительной её ширине (до 500 м) для устройства траншеи можно использовать экскаватор, установленный на барже или понтоне соответствующей грузоподъемности. Экскаватор надежно закрепляют на понтоне, который перемещается в створе с помощью якорей.

При ширине русла до 50 м работу ведут от одного берега к другому, причем тросы крепят на берегах, что позволяет разрабатывать траншеи без прокладки якорей. При глубине водоемов до 1-1.5 м и ширине до 100 м возможна разработка подводных траншей экскаватором со специальных дамб. Дамбы устанавливают с берега или отсыпают грунт самосвалами. Делают дамбы шириной (по верху) 4-5 м. Лучшим материалом для дамбы является гравийный грунт.

Технологическая последовательность основных операций, связанных с укладкой протаскиванием, следующая: трубопровод сваривают на берегу в нитку, испытывают на прочность и герметичность, изолируют, футеруют, а в необходимых случаях балластируют; устраивают спусковую дорожку, на которую помещают подготовленный к укладке трубопровод; по дну подводной траншеи укладывают тяговый трос; протаскивают трубопровод через водную преграду с помощью тракторов или лебедок протаскивания, по окончании протаскивания проводят водолазное обследование и испытание уложенного трубопровода, определяют его положение и затем засыпают грунтом.

При пересечении широких судоходных водных преград при глубине водоема более 4 м рациональнее использовать земснаряды общестроительные для трубопроводного строительства типа ТЗР.

Траншейные способы сооружения подводных переходов трубопроводов наряду с их достоинствами имеют ряд существенных недостатков и в полной мере не отвечают современным требованиям--необходимому уровню конструктивной надежности и защите окружающей среды. Основными недостатками траншейного способа являются большой объем земляных и трудоемких водолазных работ, необходимость громоздких, утяжеляющих пригрузов или других средств, удерживающих трубопровод в проектном положении в обводненной траншее. Механизированная разработка нижних слоев грунта береговых и русловых участков переходов, особенно в сочетании с взрывными работами, наносит ущерб экологическому состоянию р. Ангара. Значительный ущерб наносится при строительстве переходов магистральных трубопроводов через крупные реки такие как р. Ангара.

Принципиальным отличием метода ННБ от обычного является то, что трубопровод при строительстве и эксплуатации не соприкасается с водной средой которую он пересекает (рис. 4). Труба заглубляется на русловом участке практически на любую глубину, исключающую последующие внешние воздействия на него при любых прогнозируемых деформациях русла и берегов. Использование этого метода обеспечивает практически полную экологическую безопасность для водоемов в случае аварийных ситуаций. К преимуществам строительства подводных переходов способом ННБ относятся:

-- заглубление трубопровода на глубину, превосходящую

величину размывов русла, защита трубопровода от внешних механических повреждений;

-- строительство подводного перехода трубопровода в стесненных условиях и границах технических трубопроводных коридоров;

-- прокладка трубопроводов под искусственными сооружениями (прудами, каналами, и т. д.), ранее проложенными трубопроводами и коммуникациями;

-- строительство подводного перехода без повреждения береговых склонов и нарушения руслового режима реки, неизбежных при строительстве траншейным способом;

-- проведение строительно-монтажных работ без трудоемких подводно-технических, водолазных, берегоукрепительных работ и помех для навигации;

-- сокращение сроков строительства;

-- контроль за ходом процесса ННБ с момента начала буровых работ до окончания протягивания рабочей плети;

-- снижение факторов, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду при производстве строительно-монтажных работ;

-- улучшение условий эксплуатации, исключение необходимости водолазных обследований.

Рис.4 Протаскивание трубопровода

Границы участка перехода, сооружаемого способом ННБ, должно определяться местоположением точек входа и выхода скважины. Точки входа и выхода скважины должна располагаться за пределами горизонта высоких вод 2 % обеспеченности, определяемой на период строительства. Длина скважины должна определяться расстоянием по ее оси между точками входа и выхода. Отклонения точки входа пилотной скважины на дневную поверхность от проектного положения должны быть ? 1% длины скважины, но более плюс 9.0 м минус 3.0 м по оси скважины и 3 м по нормали к ней.

При выборе створа подводного перехода при строительстве методом ННБ следует максимально сократить возможность прохождения профиля в сложных геологических условиях. Переходу следует располагать на прямолинейных и слабоизогнутых участках рек, избегая пересечения широких многорукавных русел и излучин, имеющих спрямляющие потоки.

Строительство переходов способом ННБ включает следующие основные виды работ:

-- комплекс работ на монтажной площадке: сварочно-монтажные работы, гидравлическое, испытание трубопровода, изоляция сварных стыков, монтаж спусковой дорожки, подготовка трубопровода к протаскиванию;

-- протаскивание трубопровода.

Все виды работ: погрузочно-разгрузочные, сварочно-монтажные, очистка полости и гидравлическое испытание выполняются в соответствии с действующими нормативами.

Для изоляции сварных стыков применяются термоусаживающиеся манжеты, не уступающие по своим параметрам основному изоляционному покрытию.

Протаскивание -- одна из наиболее ответственных производственных операций во время строительства переходов. Протаскивание производится только после выполнения следующих действий:

-- выдачи письменного уведомления Заказчику;

-- выдачи акта о сварке, уведомления о контроле качества, включая акт НМК (неразрушающих методов контроля);

-- выдачи акта об изоляции сварных швов и отчетов об адгезии.

Протаскивание плети перехода может быть начато только письменного согласования Генподрядчиком и Заказчиком-Застройщиком акта фактического прохождения скважины с приложением плана и профиля, составленных по данным компьютерных замеров при прохождении пионерной скважины.

...