Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

МДК.02.02. Экспулатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Балластировка участка магистрального нефтепровода одиночными пригрузами

Выполнил: Гаврилюк П.М.

Группа: ЭГНт-17-9-2

Проверил: Лошкарева А.Д.

Тюмень 2021 г.



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФедеральнОЕ государственнОЕ бюджетнОЕ

образовательноеУЧРЕЖДЕНИЕ высшего образования

«тюменский ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ университет»

МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

«СООРУЖЕНИЕ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОХИМИИ»

УТВЕРЖДАЮ:

Зам. директора по учебно-методической работе МПК

__________ /Т.Б. Балобанова/

(подпись) (фамилия, инициалы)

ЗАДАНИЕ

Обучающемуся__IV_курса группы __ЭГНт-17-9-2_ специальности 21.02.03 Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ среднего профессионального образования базовой подготовки_____________________________

(код, наименование специальности/профессии)

Гаврилюк Павел Михайлович

(Ф.И.О. обучающегося)

Ф.И.О. руководителя Лошкарёва Анастасия Дмитриевна

Тема КР Балластировка участка магистрального нефтепровода одиночными пригрузами

Рассмотрена на заседании ПЦК «ЭГН и СП» протокол №1 от _15.09.2020 г.

(наименование подразделения)

Срок предоставления законченной КР «11» апреля 2021 г.

Исходные данные к КР: нефтепровод «Сургут-Горький-Полоцк» Dн=1220 мм, Р=5,4МПа, Марка стали 17Г1С: Gв=520МПа, Gт=360МПа, болото II типа, технологические регламенты, нормативные документы

Перечень технических решений, подлежащих разработке:

Содержание графических работ:

Лист 1. Балластировка участка магистрального нефтепровода одиночными пригрузами

Содержание пояснительной записки:

Введение

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

4. ОХРАНА ТРУДА

5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Заключение

Список использованных источников

Содержание курсовой работы

Наименование	Кол-во страниц (листов графической части)	Процент выполнения от объема КР, %	Срок выполнения
Введение	1	2,5	10.04.21
Глава 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ	4	10	10.04.21
Глава 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ	9	22,5	10.04.21
Глава 3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ	5	12,5	10.04.21
Глава 4. ОХРАНА ТРУДА	3	9	10.04.21
Глава 5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ	4	11	10.04.21
Графическая часть (лист А1)	1	30	10.04.21
Заключение	1	2,5	10.04.21
Список использованных источников	2	5	10.04.21
	31	100	10.04.21

Руководитель КР преподаватель Лошкарёва Анастасия Дмитриевна

(должность, Ф.И.О.)

Дата выдачи задания «_27» _____02___ 2021_ г. __________________________

(подпись руководителя)

Срок сдачи КР «10_» ____04____ 2021_ г..

Рассмотрено на предметно-цикловой комиссии «ЭГН и СП» СОНХ

(наименование)

«11» ___01_____ 20_21 г.. Протокол № _5_

Задание принял к исполнению «27» _____02____ 2021_ г._________________

^{(подпись обучающегося)}



Содержание

балластировка трубопровод магистральный производство

Введение

1. Общая часть

1.1 Общая характеристика участка нефтепровода

1.2 Климатическая характеристика района проведения работ по балластировке

1.3 Характеристика обслуживающей организации АО «Транснефть - Сибирь»

2. Технологическая часть

2.1 Способы балластировки магистральных трубопроводов

2.2 Организация строительства и методы производства основных видов работ

2.3 Земляные работы

2.4 Погрузочно-разгрузочные и транспортные работы

2.5 Особенности проведения работ на болотах

3. Расчетная часть

3.1 Расчет толщины стенки перехода через болото магистрального нефтепровода

3.2 Расчет балластировки трубопроводов в болотистой местности

4. Охрана труда

5. Охрана окружающей среды

Заключение

Список использованных источников



Введение

Данный курсовой проект затрагивает проблему обеспечения безопасной эксплуатации подземного нефтепровода в условиях Западной Сибири, где непрерывно добывается огромное количество нефти и нефтепродуктов.

Основной актуальной проблемой для условий болот и обводненной местности является потеря устойчивости магистрального нефтепровода, впоследствии чего трубопровод теряет свое проектное положение, что приводит к образованию многочисленных выпученных арок, всплывших и оголенных участков.

Традиционные методы технологии и организации выполнения ремонтно-восстановительных процессов, связанные с переукладкой участков нефтепроводов, являются не эффективными. Также они не обеспечивают производство ремонтных работ в заданные временные сроки.

Цель курсового проекта - разработка мероприятий по проведению работ по балластировке участка нефтепровода «Сургут-Горький-Полоцк» диаметром 1220 мм одиночными пригрузами.

Для достижения поставленной цели в курсовой работе решаются следующие задачи:

1. Дать общую характеристику участка нефтепровода «Сургут-Горький-Полоцк» диаметром 1220 мм.

2. Описать характеристику обслуживающей организации нефтепровода АО «Транснефть - Сибирь».

3. Разработать организационно-технические мероприятия по безопасному проведению работ по балластировке участка одиночными пригрузами.

4. Произвести расчет шага расстановки одиночных прирузов, а также выполнить выбор материалов и конструкции для балластировки.



1. Общая часть

1.1 Общая характеристика участка нефтепровода

Нефтепровод Сургут - Горький - Полоцк -- магистральный нефтепровод, соединяющий российскую Западную Сибирь с Беларусью; сибирская нефть по нему перекачивается в Беларусь, оттуда часть её уходит в страны Балтии и Польшу. Длина -- 3250 км, диаметр -- 1020 мм, пропускная способность -- более 20 миллионов тонн в год. Крупнейшим потребителем является Новополоцкий нефтехимический комплекс (Новополоцкий НПЗ).

Целью его строительства было сырьевое обеспечение нефтепереработки на западе СССР и экспорт сырья в Европу. Нефтепровод появился в результате Всесоюзной комсомольской стройки 1977--1981 годов. Было преодолено около 1450 естественных и искусственных препятствий, в том числе более 400 км болот и свыше 350 км водных преград, включая реки Обь, Иртыш, Чусовая, Кама, Вятка, Волга, Ока. Возведено 32 перекачивающие станции. Это был один из первых нефтепроводов большого диаметра. Он был оснащён современными мощными магистральными насосными агрегатами, средствами автоматизации и телемеханики, вспомогательным оборудованием. К 1986--1987 годам он вышел на проектную мощность. Планировалось продление артерии через Литву в Калининградскую область, в том числе к портам.

В административном отношении участок работ расположен в Нефтеюганском и Сургутском районе ХМАО-Югры Тюменской области. В соответствии со схемой географического районирования территория размещения объекта приурочена к центральной части Среднеобской низменности Западно-Сибирской равнины, к пойменной части рек Обь и Юганская Обь.

Абсолютные отметки поверхности составляют 27 - 43 м.

Основные показатели существующего нефтепровода:

- год ввода нефтепровода в эксплуатацию - 1988 год;

- диаметр нефтепровода - 1220 мм;

- максимальное рабочее давление (проектное) - 4,91 МПа;

- температура нефти - от минус 5 ?С до плюс 40 ?С;

- плотность нефти при 20 ?С - 850-870 кг/м³;

- труба - прямошовная, производства Харцызского трубного завода, марка стали 17Г1С-У, ТУ 14-3-602-77;

- класс прочности - К52.

В соответствии с требованиями существующий магистральный нефтепровод «Сургут-Горький-Полоцк» относится к III категории.

1.2 Климатическая характеристика района проведения работ по балластировке

Климат района строительства континентальный. Общие черты температурного режима территории можно охарактеризовать следующим образом: суровая продолжительная зима, сравнительно короткое, но жаркое лето, короткие переходные сезоны - весна и осень, поздние весенние и ранние осенние заморозки, короткий безморозный период. Средняя годовая температура воздуха составляет минус 3,4 ?С.

Самый холодный месяц - январь со средней температурой минус 21,7 - 22,0 ?С, средним минимумом минус 27 ?С. Абсолютный минимум минус 56 ?С наблюдался в феврале и декабре. Самый теплый месяц - июль со средней температурой плюс 16,9-17,6 ?С, средним максимумом плюс 21,7 ?С. Абсолютный максимум плюс 34 ?С наблюдался в июне и июле.

Первый заморозок наблюдается в последних числах сентября. Переход среднесуточной температуры через 0 °С осенью происходит 27 октября - 3 ноября. Устойчивая морозная погода устанавливается с середины ноября и сохраняется до конца второй декады марта, продолжительность морозного периода составляет в среднем 120... 125 дней.

Влажность воздуха

Абсолютная влажность воздуха имеет годовой ход, соответствующий годовому ходу температуры воздуха. Наибольшие значения абсолютной влажности воздуха наблюдаются летом (июль), наименьшие - в зимний период (январь). Относительная влажность воздуха достигает наибольших значений 82-85% в холодное время года, наименьших - 55-74% в теплый период.

Осадки

Атмосферные осадки данного района определяются, главным образом, циклонической деятельностью. Годовое количество осадков составляет в среднем 437 мм, на долю теплого периода приходится 251 мм (78,4% годовой суммы).

Средняя продолжительность осадков летом меньше, чем в холодный период, несмотря на то, что в это время выпадает максимальное количество осадков. Это объясняется большим влагосодержанием атмосферы в теплый период и преобладанием осадков ливневого типа (2-4 мм/мин). В осенне-зимний период наблюдаются осадки преимущественно обложного характера. Общая продолжительность выпадения осадков за год составляет в среднем 820 часов.

Территория проведения работ по балластировке подземного магистрального трубопровода представлена болотом II типа.

1.3 Характеристика обслуживающей организации АО «Транснефть - Сибирь»

АО «Транснефть - Сибирь» обслуживает 27 магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопровод общей протяженностью 9,3 тысяч км. Наиболее крупными трубопроводными системами являются Сургут - Горький - Полоцк, Холмогоры - Клин, Усть-Балык - Курган - Уфа - Альметьевск, Нижневартовск - Курган - Куйбышев, Усть-Балык - Омск. По транспортной системе АО «Транснефть - Сибирь» перекачивается вся добываемая в Тюменской области нефть, что составляет примерно 300 миллионов тонн нефти в год.

Предприятие эксплуатирует 85 нефтеперекачивающих станций (НПС), 190 резервуар для хранения нефти, суммарная емкость которых составляет более 3,3 млн. м3. Производственные объекты предприятия располагаются в шести субъектах Российской Федерации: Тюменской, Свердловской, и Курганской областях, а также в Ханты-Мансийском (Югра) и Ямало-Ненецком автономных округах. Численность персонала насчитывает 11 тысяч человек.

Основными направлениями деятельности АО «Транснефть - Сибирь» являются:

* перекачка, координация и управление транспортировкой нефти и по магистральным нефтепроводам;

* профилактические, диагностические и аварийно-восстановительные работы на нефтепроводах;

* организация работы по обеспечению охраны окружающей среды в районах объектов нефтепроводного транспорта.



2. Технологическая часть

2.1 Способы балластировки магистральных трубопроводов

Балластировка и закрепление трубопроводов на проектных отметках может осуществляться одним из следующих способов: засыпкой трубопровода минеральным грунтом; обетонированием трубопровода; установкой на трубопровод одиночных железобетонных грузов различных конструкций; закрепление трубопровода анкерными устройствами; заполнение внутренней полости трубы водой, нефтью или нефтепродуктом (для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов) и др.

Возможность применения метода балластировки трубопроводов, прокладываемых в условиях обводнённой местности, зависит от следующих основных факторов: типа болота (его проходимости), мощности торфяной залежи, характеристики стояния грунтовых вод, метода прокладки трубопроводов, времени проведения работ.

В отечественной практике трубопроводного строительства в условиях обводнённой и заболоченной местности применяют балластировку трубопроводов одиночными утяжеляющими железобетонными грузами. При изготовлении утяжеляющих железобетонных грузов для приготовления бетонной смеси используют шлако портландцемент марки 300 и гравий или щебень изверженных пород. Грузы, предназначенные для укладки в агрессивную среду, изготовляются с добавлением специальных противокоррозионных составов и сплавов.

Для предохранения изоляции трубопровода от повреждений на место установки груза приклеивают предохранительный коврик, состоящий из трёх слоёв бризола или рубероида с прослойками битума (рисунок 2.1).



Рисунок 2.1 Схема установки седловидного груза на трубопровод

Трубопроводы больших диаметров обладают повышенной плавучестью, и поэтому балластировка их одиночными грузами требует значительного расхода железобетона. С увеличением диаметра труб затраты на балластировку седловидными железобетонными грузами трубопровода в условиях обводнённой или заболоченной местности резко возрастает.

Направлением совершенствования конструкции утяжеляющих железобетонных грузов является разработка утяжелителей с пониженным центром тяжести.

Разработанные ВНИИСТом поясные балластные грузы, принципиальная конструкция которых представляет собой два бетонных параллепипеда, соединённых между собой стальными поясами (рисунок 2.2), имеют общий центр тяжести, расположенный ниже центра сечения трубопровода, что исключает возможность переворачивания грузов и гарантирует высокое качество пригрузки трубопровода.

Рисунок 2.2 Поясной балластный груз

Масса каждого блока для балластировки трубопроводов больших диаметров 1020, 1220 и 1420 мм составляет 2 т.

При балластировке трубопроводов поясными балластными грузами требуется увеличение траншеи по дну, возможно также повреждение изоляции трубопровода в местах контакта с утяжелителями.

ВНИИСТом совместно с Главсибтрубопроводстроем разработан и внеедрён метод балластировки магистральных трубопроводов при помощи железобетонных шарнирных грузов (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 Шарнирный железобетонный груз: 1 - половина шарнирного груза; 2 - шарнир; 3 - трубопровод; 4 - предохранительный коврик в три слоя бризола, проклеенных между собой битумом

В случае прокладки с целью обеспечения устойчивости конструкции балластирующего устройства рекомендовано применять утяжелители чугунные кольцевые (УЧК).

2.2 Организация строительства и методы производства основных видов работ

До начала подготовительных работ необходимо выполнить комплекс организационных мероприятий: обеспечить стройку проектно-сметной документацией, определить поставщиков и время поставки конструкций и изделий, отвести территории накопительных площадок, временных жилых поселков, трассы и др.

Технологическая подготовка к строительству заключается в создании производственных условий при которых возможно нормальное выполнение строительно-монтажных работ. Согласно принятым методам производства СМР готовится парк строительных машин, комплектуется оборудование, оснастка. Одновременно приобретается построечный инвентарь и приспособления.

Для организации оперативно-диспетчерского управления строительством необходимо обеспечить надежную связь на всех уровнях строительного производства, которая организуется с помощью существующих систем связи (аренда каналов, подключение к АТС и т.д.).

Работы по строительству трубопровода предусматривается выполнять комплексным механизированным потоком.

Для производства строительно-монтажных работ в состав потока должны входить следующие специализированные бригады, выполняющие отдельные виды работ:

· расчистку трассы от леса и планировать полосы отвода;

· погрузочно-разгрузочные и транспортные работы;

· сооружение технологического и вдольтрассового проезда;

· поворотную сварку труб в секции и гнутье отводов;

· потолочную сварку труб;

· земляные работы;

· изоляционно-укладочные работы;

· сооружение переходов под дорогами;

· врезка технологических захлестов;

· очистку полости и испытание трубопровода.

Для устройства ЭХЗ и электроснабжения потребителей организуется специализированная бригада.

Объем строительства временных дорог и сооружений принят из местных условий, сезона и продолжительности строительства.

Вдоль всей трассы проектом предусматривается технологический проезд в виде:

· устройства зимника шириной 9 м на суходольных участках в зимнее время (с коэффициентом 1,5);

· устройства лежневых дорог шириной 6 м на болотах 1 и II типа глубиной 0,8 м и более;

· устройства разъездов шириной 6 м на участках трассы, где протяженность болот превышает 500 м, и нет проезда вдоль трассы;

· устройства водопропускных железобетонных труб диаметром 1 м для пропуска водотоков через временные дороги;

· устройства ледовых переправ через водотоки глубиной 0,5 м и более;

· для сохранения от повреждения пересекаемых коммуникаций через них устраиваются переезды;

· устройства съездов с существующих автодорог и подъездов к трассе (подъезды к трассе устанавливаются примерно через 4...5 км ).

2.3 Земляные работы

Прокладка Нефтепровода на всем протяжении трассы принята подземная. нормальных условиях 1,0 м до верха трубы; на переходах ручьев и болотах - не менее 1 м до верха балластирующей конструкции. Ширина траншей по дну принята 1,9 м. Величина откосов траншеи определяется в соответствии со СНиП 3.02.01-87 в зависимости от физико-механических свойств грунтов. С целью уменьшения объемов работ для прохода изоляционно-укладочной колонны на пересеченных участках трассы предусмотрена срезки грунта бульдозером с частичным восстановлением.

При значительных объемах срезанного грунта часть его должна удаляться, часть использоваться для ремонта подъездных дорог и строительства лежневых дорог. После окончании строительства трубопровода русла ручьев, ложбины водотоков должны быть расчищены от грунта, попавшего в них во время земляных работ.

При пересечении нефтепровода с коммуникациями предусмотрена ручная разработка траншеи в соответствии со СНиП Ш-4-80.

До начала производства работ вешками устанавливают местоположение близлежащих сетей.

Рытье траншей производится одноковшовым экскаватором емкостью ковша 0.65 -1м. Обратная засыпка траншей производится бульдозером.

На участках строительства трубопровода, где расстояние между проектируемым трубопроводом и существующими коммуникациями в зоне земляных работ менее 11.7м (прохождение по лесной зоне) и менее 22.7 м (прохождение по землям сельскохозяйственного назначения) засыпка трубопровода производится экскаватором. В таблице 2.1 представлена техническая характеристика экскаватора, используемого при работах на магистральных трубопроводах.

Таблица 2.1

Техническая характеристика экскаватора, используемого при работах на магистральных трубопроводах

Показатели	ЭО - 4221
Вместимость основного ковша обратной лопаты, м3	1
Мощность двигателя, кВт	95,7
Скорость передвижения, км/ч	2,8
Частота вращения поворотной части, об/мин	до 6
Наибольший угол подъема, градусы	22
Радиус копания, м	9,2
Наибольшая глубина копания траншеи, м	5,8
Минимальная продолжительность цикла при угле поворота 90° с выгрузкой в отвал, с	18
Давление на грунт, кПа	63,6
Масса, т	20,9

Производительность одноковшовых экскаваторов определяется по формуле:

(2.1)

где n - число циклов копания в минуту;

k_n = 0,95 - коэффициент потерь времени на передвижение;

k_э - коэффициент организованных потерь времени при эксплуатации экскаватора.

Рытье траншей по трассе должно выполняться с опережением изоляционно-укладочных работ не более чем на 2-х дневную производительность изоляционно-укладочной колонны (темп колонны -1,8 км)

Разрабатываемый экскаватором грунт складируется параллельно бровке траншеи на площади территории полосы отвода.

Сроки проведения работ диктуются климатическими условиями данного района, - зимой. Объем разрабатываемого грунта определяется по следующей формуле:

W =L (lh h+(sina h) h) м³ (2.2)

где L- длина разрабатываемого участка, м;

lh - ширина траншеи по низу, м;

h - глубина траншеи, м;

a - угол внутреннего трения грунта.



2.4 Погрузочно - разгрузочные и транспортные работы

Погрузочно-разгрузочные работы при сооружении магистрального трубопровода ведут в разных пунктах: на территории железнодорожной станции, на трубосварочных базах, на трассе трубопровода.

Разгрузку труб из железнодорожных полувагонов в пунктах их приемки и складирования выполняют самоходным автомобильным краном.

В качестве грузозахватных средств при разгрузке труб кранами на разгрузочную площадку используют торцевые захваты ЭТА-102 или захват клещевой автоматический КЗ-1020.

Чтобы исключить повреждение концов труб, крюки должны быть снабжены губками из мягкого материала. При работе с трубоукладчиками на выгрузке труб из полувагонов и складировании их на складах применяют траверсы ТРВ - 182.

При складировании труб на железнодорожной станции их разгружают краном сначала на площадку, а затем перемещают краном-трубоукладчиком и укладывают их в штабель на некотором расстоянии от рельсовых путей. Укладка в штабель производится на предварительно выровненную площадку. Высота штабеля труб не должна превышать двух рядов. Нижний ряд труб укладывается на деревянные брусья размером 20х20 см с металлическими упорами на концах, а второй ряд штабеля укладывается в "седло".

Трубы длиной до 12 м от площадок складирования до трубосварочной базы доставляют трубовозами в составе тягача и прицепа-роспуска.

Привезенные на трассу секции разгружают с плетевозов методом перехвата в два приема: сначала один конец секции опускают на землю вблизи колес прицепа, затем трубоукладчик продвигается вдоль секции на два, три метра дальше ее середины, приподнимает другой конец секции и, подтянув на себя, протаскивает ее на место укладки вперед или назад и раскладывает вдоль оси трубопровода на расстоянии 1.5-3 м от нее.



2.5 Особенности проведения работ на болотах

Расчистка трассы на болотах, как правило, осуществляется в зимний период, так как нагрузка от строительной техники в летнее время значительно превышает допускаемое давление на торфяную залежь. Технология работ по валке и трелевке древесины в условиях болот аналогично выполнению работ на линейных участках трассы. На болотах I и II типов наиболее целесообразно разрабатывать траншеи экскаваторами с обратной лопатой со сланей.

На болотах I и II типов глубиной до 0,5 - 0,6 м с основанием, имеющим высокую несущую способность можно разрабатывать траншею без использования сланей, что достигается предварительной выторфовкой на полосе движения экскаватора.

Торф убирается на всю глубину болота бульдозером или экскаватором.

Сварочно-монтажные работы выполняются как в зимний, так и в летний период. Причем в летнее время сварочно-монтажные работы проводят в основном на трубосварочных базах, где выполняют автоматическую сварку поворотных стыков трубопровода. В зимний период сварочно-монтажные работы ведут непосредственно на трассе.

Балластировку трубопроводов грунтом с применением нетканых синтетических материалов можно производить на участках с прогнозируемым обводнением, на обводненных и заболоченных участках трассы при условии отсутствия воды в траншее в процессе производства работ (производство работ в зимнее время, удаление воды техническими средствами).



3. Расчетная часть

3.1 Расчет толщины стенки перехода через болото магистрального нефтепровода

В данном курсовом проекте при расчёте рассматривается участок магистрального нефтепровода «Сургут-Горький-Полоцк» диаметром 1220 мм.

Исходные данные: Dн=122см, Р=5,4МПа, Марка стали 17Г1С: Gв=520МПа, Gт=360МПа.

Расчетное сопротивление металла труб определяем по формуле:

(3.1.)

подставляя значения ,

m=0.9(для 3 категории), =1.47, Kн=1.05.

Номинальную толщину стенки нефтепровода подсчитываем по формуле:

(3.2.)

c коэффициентом перегрузки рабочего давления .

Полученное расчетное значение толщины стенки округляем до ближайшего большего по сортаменту, равного 1,2см.

В качестве расчетного температурного перепада принимаем

Проверяем наличие продольных осевых, сжимающих напряжений по формуле:

(3.3.)

Знак «минус» последнего результата указывает на наличие продольных осевых сжимающих напряжений, поэтому необходимо определить значение коэффициента , учитывающего двухосное напряженное состояние металла труб:

(3.4.)

По формуле:

(3.5.)

пересчитываем значение толщины стенки нефтепровода:

.

Знак «минус» последнего результата указывает на наличие продольных осевых сжимающих напряжений, поэтому необходимо определить значение коэффициента , учитывающего двухосное напряженное состояние металла труб:

(3.6)

По формуле:

(3.7)

пересчитываем значение толщины стенки нефтепровода:

.

3.2 Расчет балластировки трубопроводов в болотистой местности

В курсовом проекте выбраны чугунные утяжелители кольцевого типа УЧК-1220 (рисунок 3.1) при прокладке трубопровода на болоте 2 типа. Балластирующие утяжелители чугунные УЧК производятся методом отливок из чугуна марок СЧ-10, СЧ-15, СЧ-20, СЧ-25 по ГОСТ 1412. Изготавливаются утяжелители чугунные в соответствии с:

· ОТТ-75.180.00-КТН-046-11

· ОР-03.120.20-КТН-031-10

Утяжелитель чугунный кольцевой УЧК состоит из двух чугунных литых полугрузов, соединенных между собой в 4-х местах при помощи болтовых соединений. Для предотвращения повреждения изоляционного покрытия трубопровода при монтаже УЧК, необходимо применять средства для футеровки трубопроводов (не входят в комплект поставки).

Область применения: утяжелители чугунные кольцевые УЧК предназначены для балластировки трубопроводов диаметром 108-1420 мм включительно (в том числе теплоизолированных) на подводных переходах, в обводненной и заболоченной местности. Климатическое исполнение - УХЛ1 по ГОСТ 15150-69. При установке на трубопровод, для предотвращения повреждения изоляционного покрытия трубы, необходимо использовать защитные коврики (УК-СЛ-ЧГ).

Рисунок 3.1 Геометрические характеристики УЧК-1220

Основные геометрические параметры выбранных утяжелителей представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Геометрические параметры УЧК-1220, используемые при балластировочных работах на магистральных нефтепроводах

D трубы наруж.	Вес груза кг.	Размеры груза мм.	Болт мм.
		R1	R2	R3	A	B	C
1220	2000	750	660	650	884	725	1536	30Ч270

Основное преимущество применение УЧК является надежность крепления конструкции балластирующего устройства в проектное положении и при сезонном оттаивании замерзании окружающей среды вероятность их смещения в процессе эксплуатации сводится к минимуму.

Пригрузка прямолинейного участка трубопровода, уложенного в обводненную траншею, определяется в соответствии с требованиями СП 36.13330.2012 по расчетным нагрузкам из выражения интенсивности балластировки, т.е. веса утяжелителей в воде:

(3.8)

где - коэффициент по нагрузке, принимаемый равным 0,9 для железобетонных грузов;

- коэффициент надежности устойчивости положения трубопровода против всплытия, принимаемый равным 1,05 для болот;

- расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод, Н/м; - расчетная нагрузка от массы трубы, Н/м;

- дополнительная расчетная нагрузка от массы изоляции, Н/м.

Выталкивающую силу воды на I погонный метр трубы:

(3.9)

где D_H- наружный диаметр трубопровода;

_ИЗ толщина изоляционного покрытия;

_В- плотность воды = 1020 кг/м3.

q_В=850 кгс/см²

Расчетная нагрузка от массы трубы:

(3.10)

Дополнительная расчетная нагрузка от массы изоляции:

Вес обустройств и изоляции трубопровода принимаем равным 10% от веса трубопровода.

q_ТР=260 кгс/см²

q_ИЗ=26 кгс/см²

Шаг расстановки утяжелителей L м, рассчитывается по формуле

(3.11)

где Q_ГР - вес груза на воздухе,

V_ГР - объем груза.

l=16 м

Принимаем шаг расстановки утяжелителей УЧК-1220 равным 16 м.



4. Охрана труда

Строительно-монтажные работы запрещается выполнять без утвержденного в установленном порядке проекта производства работ (ППР), предусматривающего комплекс организационных и технических мероприятий, выполнение которых обеспечивает безопасность проведения работ.

К выполнению работ по балластировке и закреплению нефтепроводов могут быть допущены рабочие: прошедшие предварительный и периодический медицинские осмотры в установленные сроки; достигшие возраста 18 лет и обученные безопасным методам труда и приемам ведения работ, прошедшие экзаменационную проверку знаний (и инструктаж) методов и приемов ведения работы, обеспеченные спецодеждой, спецобувью и защитными приспособлениями.

На месте производства работ необходимо иметь отапливаемый вагондомик, а освещенность при работе в темное время не должна быть менее 25лк.

Во избежание неблагоприятного воздействия статического электричества на рабочий персонал, применяемое оборудование должно быть заземлено, а рабочие места снабжены резиновыми ковриками.

В процессе работы по балластировке нефтепроводов необходимо следить за надежностью стенок и бровки траншеи; при появлении трещин и сколов грунта, которые могут привести к обрушению бермы, следует немедленно прекратить работу и принять меры к недопущению развития таких явлений.

При проведении балластировочных работ в пределах призмы обрушения увлажненных грунтов не допускается движение тяжелых транспортных средств, а также складирование материалов.До начала работ:

1) оформить наряды - допуска на проведение газоопасных, огневых работ и работ повышенной опасности. Земляные работы, перевозка и транспортировка техники в охранной зоне нефтепровода, врезка вантуза, врезка прорезным устройством, вырезка катушки, герметизация внутренней полости трубы, сварочно-монтажные работы, демонтаж герметизаторов, изоляционные работы, обратная закачка, засыпка котлована.

2) Провести внеочередной инструктаж всем членам бригады по безопасным методам и приёмам ведения газоопасных, огневых работ и работ повышенной опасности, а также по правилам поведения во взрыво и пожароопасной обстановке и других опасных условиях, и обстоятельствах с росписью в Журнале инструктажей на рабочем месте и наряде-допуске. Ознакомить всех руководителей, специалистов, механизаторов и бригадиров с данным Планом производства работ до начала работ, выборочно опросить персонал по усвоению требований безопасности.

3) До начала работ установить наличие и обозначить знаками расположение всех коммуникаций в радиусе проведения работ.

4) После доставки и расстановки всё электрооборудование, жилые вагоны, электрические аппараты следует заземлить.

5) Проверить взрывозащиту и изоляцию применяемого оборудования.

На весь период работ:

1) В зоне производства работ организовать места для приема пищи, отдыха и санитарно - гигиенические зоны. Жилой городок расположить на расстоянии не менее 100 м от места производства работ.

2) Перед началом работ в приямке переносным газоанализатором АНТ-2М проверить уровень загазованности воздушной среды. При этом, содержание паров нефти и газов не должно превышать предельно допустимой концентрации (ПДК) по санитарным нормам (для нефти 0,01 % об. или 300 мг/м³), при проведении газоопасных работ, при условии защиты органов дыхания, не должно превышать предельнодопустимую взрывобезопасную концентрацию (ПДВК), для паров нефти 2100 мг/ м³.

3) При сильном притоке грунтовых вод стенки ремонтного котлована должны крепиться металлическими или деревянными шпунтами, а при их отсутствии - деревянными сваями.

4) Всю гусеничную технику, используемую при производстве работ, оборудовать устройствами, предохраняющими от бокового скольжения.

5) Проверить наличие спецодежды, спец обуви и СИЗ у исполнителей по видам работ (костюм х/б, костюм сварщика, противогаз шланговый, страховочный пояс, страховочная веревка, защитная каска и т.д.).



5. Охрана окружающей среды

При выполнении всех строительно-монтажных работ необходимо строго соблюдать требования защиты окружающей среды, сохранения ее устойчивого экологического равновесия и не нарушать условия землепользования, установленные законодательством по охране природы.

Работы, связанные с выпуском в атмосферу значительных количеств вредных паров и газов, должны выполняться по согласованию с местными органами санитарно-эпидемиологической службы и санитарными лабораториями при наличии благоприятной метеорологической обстановки.

Строительная организация, выполняющая прокладку линейной части трубопровода, несет ответственность за соблюдение проектных решений, связанных с охраной окружающей природной среды, а также за соблюдение государственного законодательства и международных соглашений по охране природы.

Ширина полосы отвода земли на время строительства магистральных трубопроводов определяется проектом в соответствии с нормами отвода земель для магистральных трубопроводов.

Производство строительно-монтажных работ, движение машин и механизмов, складирование и хранение материалов в местах, не предусмотренных проектом производства работ, запрещается.

Мероприятия по предотвращению эрозии почв, оврагообразования, а также защитные противообвальные и противооползневые мероприятия должны выполняться в строгом соответствии с проектными решениями.

При прокладке трубопроводов в земляных насыпях на пересечениях через балки, овраги и ручьи следует предусматривать устройство водопропускных сооружений (лотков, труб и т.п.).

Поперечное сечение водопропускных сооружений следует определять по максимальному расходу воды повторяемостью один раз в 50 лет.

При выборе методов и средств механизации для производства работ следует соблюдать условия, обеспечивающие получение минимума отходов при выполнении технологических процессов (превращение древесных отходов в промышленную щепу, многократное использование воды при очистке полости и гидравлических испытаниях трубопровода и т.д.).

При подземной прокладке трубопроводов необходимо предусматривать рекультивацию плодородного слоя почвы.

Плодородный слой почвы на площади, занимаемой траншеями и котлованами, до начала основных земляных работ должен быть снят и уложен в отвалы для восстановления (рекультивации).

Снятие, транспортировка, хранение и обратное нанесение плодородного слоя грунта должны выполняться методами, исключающими снижение его качественных показателей, а также его потерю при перемещениях.

Использование плодородного слоя грунта для устройства подсыпок, перемычек и других временных земляных сооружений для строительных целей не допускается.

Не допускается сливать в реки, озера и другие водоемы воду, вытесненную из трубопровода, без предварительной ее очистки.

После окончания основных работ строительная организация должна восстановить водосборные канавы, дренажные системы, снегозадерживающие сооружения и дороги, расположенные в пределах полосы отвода земель или пересекающих эту полосу, а также придать местности проектный рельеф или восстановить природный.

На участках трассы трубопроводов, прокладываемых в пределах урочищ с интенсивным проявлением криогенного пучения, необходимо предусматривать проектные решения по предупреждению деформаций оснований (уменьшение глубины сезонного оттаивания, устройство противопучинистых подушек и т.п.). Эрозирующие овраги и промоины, расположенные вблизи трассы трубопроводов, должны быть укреплены.

Требования по охране окружающей среды следует включать в проект отдельным разделом, а в сметах предусматривать необходимые затраты. При подземной и наземной (в насыпи) прокладках трубопроводов необходимо предусматривать противоэрозионные мероприятия с использованием местных материалов, а при пересечении подземными трубопроводами крутых склонов, промоин, оросительных каналов и кюветов в местах пересечений - перемычки, предотвращающие проникание в траншею воды и распространение ее вдоль трубопровода.

При прокладке трубопроводов в земляных насыпях на пересечениях через балки, овраги и ручьи следует предусматривать устройство водопропускных сооружений (лотков, труб и т.п.) Поперечное сечение водопропускных сооружений следует определять по максимальному расходу воды повторяемостью один раз в 50 лет.

Крепление незатопляемых берегов в местах пересечения подземными трубопроводами следует предусматривать до отметки, возвышающейся не менее, чем на 0,5 м над расчетным паводковым горизонтом повторяемостью один раз в 50 лет и на 0,5 м - над высотой вкатывания волн на откос.

На затопляемых берегах кроме откосной части должна укрепляться пойменная часть на участке, прилегающем к откосу, длиной 1-5 м. Ширина укрепляемой полосы берега определяется проектом в зависимости от геологических и гидрогеологических условий.

Проектные решения по прокладке в оползневых районах должны:

- приниматься из условия исключения возможного нарушения природных условий (глубокие забивные и буронабивные сваи или столбы и т.п.);

- охватывать весь комплекс противооползневых мероприятий (для особо охраняемых территорий, водных объектов и т.п. должны предусматриваться устройства, контролирующие безопасные изменения),

- содержать информацию о пределах допустимых изменений параметров, характеризующих безопасность трубопроводов при сооружении и последующей эксплуатации.

При прокладке трубопроводов по солифлюкционным и опасным в термоэрозионном отношении склонам и вблизи термоабразионных берегов водоемов проектом должны предусматриваться:

- специальные инженерные решения по предотвращению техногенных нарушений; мероприятия по максимальному сохранению растительного покрова;

- подсыпка грунта и замена пучинистых грунтов на непучинистые;

- дренаж и отвод сточных вод;

- выравнивание и уплотнение грунтового валика над трубопроводом.



Заключение

В данном курсовом проекте были рассмотрены вопросы организации строительства и методы производства основных видов работ по балластировке магистрального нефтепровода.

В процессе написания рассмотрены вопросы проведения подготовительные работы, сооружение временных дорог, земляные работы, погрузочно - разгрузочные и транспортные, сварочно-монтажные работы, изоляционно -укладочные работы. Особое внимание уделено строительству трубопроводов на болотах. В расчетной части произведен расчёт стенки нефтепровода, а также расчет балластировки трубопроводов на обводненных участках. Для трубопровода диаметром 1220 мм выбрана толщина стенки 12,5 мм. Выбраны чугунные утяжелители кольцевого типа УЧК-1220 с шагом установки 16 м. Указаны их основные преимущества при монтаже и надежности эксплуатации при возможных сезонных оттаиваниях и промерзаниях окружающей среды в условиях Западной Сибири.

Рассмотрены техника безопасности и охрана окружающей среды. Затронуты вопросы техники безопасности при проведении балластировки нефтепровода, эксплуатации строительных машин, а также вопросы охраны окружающей среды.



Список использованных источников

1. Быков, Л.И. Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов. [Текст]: учебное пособие / Л.И. Быков, Ф.М. Мустафин, С.К. Рафиков, А.М. Нечваль, А.Е. Лаврентьев // Санкт-Петербург.: Недра, 2016. 824 с.

2. Земенков, Ю.Д. Эксплуатация оборудования и объектов газовой промышленности. [Текст]: учебное пособие / Ю.Д. Земенков, Г.Г. Васильев, А.Н. Гульков и т.д. М.: Инфра-Инженерия, 2017. 608с. ISBN 978 - 5 -9729 -0014 - 5.

3. Лаптева, Е.С. Охрана труда (0802000 "Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ"). [Текст]: Учебное пособие/ Е.С. Лаптева, Серия: Профессиональное образование. Издательство Фолиант; 2016 г. 240 с. ISBN: 9786013022413

4. Шабаров, А.Б. Устройство и эксплуатация газотурбинных установок [Текст]: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки специалистов 130500 "Нефтегазовое дело" / А. Б. Шабаров [и др.]; ТюмГНГУ. Тюмень: ТюмГНГУ, 2017. 432 с.

5. Ведение технологического процесса при всех способах добычи нефти, газа и газового конденсата [Текст]: Учебник/Ю. Д. Кадырбекова, Ю. Ю. Королева, Серия: Профессиональное образование. Издательский центр "Академия"; 2016 г. 320 с. ISBN: 978-5-4468-1420-6

6. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. [Текст]: Учебник/ А. А. Коршак, А.М. Нечваль, Серия: Высшее образование. Издательство: Феникс, -2016 г. 540 с. ISBN: 9785222261477

7. Официальный сайт компании Роснефть. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.rosneft.ru, свободный. Загл. с экрана (дата обращения 25.04.2018).

8. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. М: Недра, 2016, 471 с.

9. Галеев В.Б., Карначев М.З., Харламенко В.И. Магистральные нефтепродуктопроводы. М: Недра, 2015, 305 с.

10. Зиневич А.М., Прокофьев В.И., Ментюков В.П. Технология и организация строительства магистральных трубопроводов больших диаметров. М: Недра, 2015.

11. Каталог машин для строительства трубопроводов. М: Недра, 2016.

12. Правила безопасности при эксплуатации магистральных нефтепроводов. М: Недра, 2017.

13. Правила техники безопасности при строительстве магистральных стальных трубопроводов. М: Недра, 2017.

14. СНиП III-48-80*. Магистральные трубопроводы". [Электронный ресурс]/ Справочно-правовая система «КонсультантПлюс». Режим доступа: http://www.consultant.ru/ - свободный. Загл. с экрана (дата обращения 13.11.2018)

15. ВНТП 3-85. Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений. [Электронный ресурс]/ Строительные нормы и правила, СНИПы. Нормативно-техническая документация. Режим доступа: http://snipov.net/. свободный - Загл. с экрана (дата обращения 14.11.2018)

16. СП 72.13330.2016 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. [Электронный ресурс]/ Строительные нормы и правила РФ. Режим доступа: http://sniprf.ru/sp72-13330-2016 - свободный. (Дата обращения 18.11.2018)

17. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. [Электронный ресурс]/ Справочно-правовая система «КонсультантПлюс». Режим доступа: http://www.consultant.ru/ - свободный - Загл. с экрана (дата обращения 13.11.2018)

18. ТУ 3647-001-37941826-2012 «Детали соединительные стальные приварные их сталей марок 20 и 09Г2С для эксплуатации на трубопроводах на номинальное давление до 100 МПА. Технические условия». [Электронный ресурс]/ Справочно-правовая система «КонсультантПлюс». Режим доступа: http://www.consultant.ru/ - свободный, - действующая редакция (дата обращения 18.11.2018).

19. ОСТ 34-10-764-97 «Детали и сборочные единицы трубопроводов ТЭС на Рраб до 2,2 МПа, t 425 °C. Тройники переходные». [Электронный ресурс]/ Справочно-правовая система «КонсультантПлюс». Режим доступа: http://www.consultant.ru/ - свободный, - действующая редакция (дата обращения 18.11.2018).

20. ГОСТ 17.5.3.04-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель. [Электронный ресурс]/ Справочно-правовая система «КонсультантПлюс». Режим доступа: http://www.consultant.ru/ - свободный, - действующая редакция (дата обращения 13.11.2018).

Размещено на Allbest.ru

...