Методы и способы монтажа

Стоимость и продолжительность монтажа могут быть значительно уменьшены при внедрении прогрессивных методов организации и производства работ. При этом основными мероприятиями являются следующие:

качественное и заблаговременное выполнение всего объема подготовительных работ;

использование методов сетевого планирования, в частности для обеспечения параллельного выполнения максимального числа монтажных операций, не связанных технологически.

Методы и способы монтажа оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи оказывают значительное влияние на качество, сроки и стоимость производства монтажных работ. Их выбор проводится в составе проекта монтажа на основе технико-экономического сравнения возможных вариантов. При этом учитываются особенности конструкции машины, число и параметры (масса, габаритные размеры) блоков и элементов, в виде которых машина доставляется к месту монтажа, характеристики имеющегося грузоподъемного оборудования, ограничения на площади под монтаж и число рабочих, климатические условия. Различают следующие три основных метода монтажа.

Последовательный монтаж мелкими сборочными единицами. При этом на основании машины последовательно наращиваются стыкуемые сборочные единицы без существенного предварительного укрупнения, т.е. почти в том виде, в котором они поступают к месту монтажа. Предварительной сборке на нулевой отметке подвергаются только небольшие агрегаты и механизмы машины. Важным преимуществом монтажа мелкими сборочными единицами является возможность обойтись достаточно простыми подъемными и транспортирующими средствами небольшой грузоподъемности.

Недостатками рассматриваемого метода являются большая длительность монтажа и нередко снижение его качества.

По этой же причине трудно обеспечить высокое качество сборки, особенно сварки и клепки.

Последовательный монтаж укрупненными блоками предполагает сборку на нулевой отметке достаточно крупных частей машины с последующей установкой в проектное положение. Укрупнение и установку каждого блока производят последовательно. На монтажной площадке требуется место только для одного укрупненного блока, что позволяет ограничиться небольшими ее размерами. Основной объем сборочных работ при монтаже машины выполняется на нулевой отметке. Поэтому рассматриваемый метод обеспечивает по сравнению с предыдущим лучшее качество монтажа и более высокую производительность, хотя требуется дополнительная площадь для укрупнения блоков.

Параллельный монтаж укрупненными блоками характеризуется наиболее высокой производительностью и благоприятными условиями для обеспечения высокого качества монтажа. При этом монтажные блоки укрупняются на нулевой отметке одновременно (параллельно) в разных зонах монтажной площадки. Недостатками метода являются необходимость в большой площади для монтажа, одновременная потребность в значительном количестве технологического оборудования и рабочей силы. Параллельный монтаж укрупненными блоками особенно эффективен и широко применяется при наличии большого фронта работ, когда монтируются несколько однотипных машин.

Степень крупности блоков заводского изготовления лимитируется транспортными габаритами, грузоподъемностью транспортных средств и природными условиями, в которых осуществляется перевозка оборудования к месту эксплуатации. Широко практикуется промежуточное укрупнение блоков на монтажных базах предприятий нефтегазовой отрасли.

Индустриализация монтажа оборудования получила повсеместное признание и поддержку на предприятиях нефтегазовой отрасли. Блочные методы строительства применяют на всех новых и реконструируемых объектах нефтяных и газовых месторождений.

На базе новой организации строительно-монтажных работ удалось перейти к комплексному обустройству всего нефтяного или газового месторождения, что значительно ускоряет ввод месторождения в эксплуатацию с почти одновременным освоением всего технологического цикла, в частности, сбора и переработки попутного газа, и снижает стоимость строительства (табл. 2.3).

Индустриальность конструкции оборудования можно оценить коэффициентом индустриализации

где С - сметная стоимость объекта; С_м - стоимость монтажа объекта на строительной площадке.

Коэффициент индустриализации некоторых объектов

Трубопроводы насосных станций магистрального нефтепровода……………………….0,66

Трубопроводы нефтеперерабатывающих заводов (при максимальной механизации

сборки на базе)………………………………………………………………………………..0,87

Газотурбинная установка ГТУ………………………………………………………………0,90

Максимальный эффект индустриализации дает изготовление объекта целиком в одном блоке. В Западной Сибири налажен серийный выпуск блок-комплектных кустовых насосных станций и электростанций на стальных понтонах-основаниях.

Изготовленные на заводе станции после транспортировки буксиром по воде на любое расстояние вытаскивают на сушу и волоком перемещают к месту эксплуатации. Установка на суше очень выгодна, так как исключает трудоемкие работы по защите объекта от ледохода и вмерзания, неизбежных при установке станции на воде, упрощает конструкцию трубопроводов.

Коробчатая конструкция понтона обеспечивает жесткость ее основания и хорошую вибрационную характеристику. При транспортировке по суше качество монтажа оборудования не нарушается. Насосную станцию с оборудованием мощностью до 400 кВт, частотой вращения ротора 3000 об/мин устанавливают прямо на грунт; балластировка коробки понтона не требуется. Давление основания на грунт всего 0,01-0,015 МПа, поэтому можно ограничиться только выравниванием площадки и подсыпкой в небольшом объеме.

Способы монтажа зависят от особенностей конструкции монтируемого объекта и условий монтажа: в проектном положении или вне проектного положения. При монтаже в проектном положении объект сразу же после завершения сборочных и регулировочных работ оказывается в рабочем состоянии. Монтаж вне проектного положения ведется на отметке или в положении объекта, удобном для выполнения сборочных работ.

Применяются следующие способы монтажа (рис. 2.9) объекта в проектном положении: надстройка, навесной монтаж и монтаж на вспомогательной эстакаде.

Таблица 2.3

Экономическая эффективность крупноблочного изготовления оборудования

Объект	Снижение трудоемкости строительно-монтажных работ, %	Снижение стоимости строительно-монтажных работ, %	Во сколько раз сократилась продолжительность строительства	Снижение себестоимости строительства, %
Буровые установки	85	61	8,5	-
Дожимная насосная станция 500 - 1000 м3/сут.	80	73	5	28
Кустовая насосная станция 3600 м3/сут.	72	28	6	24
Групповая замерно-сепарационная установка 600 -1200 м3/сут.	89	72	15	30
Компрессорная станция попутного газа 450-750 тыс. м3/сут.	52	27	-	18

Надстройка (рис. 2.9, а) заключается в последовательном наращивании объекта по высоте, начиная с основания, укрупненными блоками или мелкими сборочными единицами.

Способ надстройки применяется для многоярусных вертикальных конструкций. Естественная последовательность сборки облегчает контроль ее качества. Недостатками способа надстройки являются потребность в грузоподъемном оборудовании с большой высотой подъема и некоторое снижение производительности, неизбежное при выполнении сборочных работ на высоте.

Навесной и полунавесной монтаж (рис. 2.9, б) чаще выполняется предварительно укрупненными блоками.

Монтаж на вспомогательных эстакадах (рис. 2.9, в) проводится на клетях из шпал или разборных эстакадах с высотой, соответствующей проектному положению монтируемого объекта. Этот способ монтажа применяется для конструкций пролетного типа. Достоинствами монтажа на вспомогательных эстакадах являются сравнительно небольшая грузоподъемность монтажного оборудования, наличие широкого фронта работ, возможность достижения хорошего качества монтажа, освобождение наземных коммуникаций и площадей в зоне монтажа. Существенным недостатком, ограничивающим применение этого способа, является удорожание и увеличение продолжительности монтажа посредством изготовления сложных и материалоемких вспомогательных эстакад.

Способ подстройки заключается в постепенном подъеме монтируемого объекта в проектное положение путем последовательного наращивания снизу, как это показано на рис. 2.9, г. Этот способ применяется для монтажа тех же объектов, что и способ надстройки, в частности, если недостаточна высота подъема имеющихся грузоподъемных средств. Монтаж способом подстройки предполагает предварительное укрупнение монтируемых блоков. Для монтажа ряда объектов он весьма эффективен, так как все работы по стыковке блоков выполняются на небольшой высоте. Основным недостатком способа является потребность в подъемных устройствах большой грузоподъемности, близкой к силе тяжести всего объекта в целом.

Способ монтажа с последующим подъемом объекта в проектное положение отличается от предыдущих полной сборкой монтируемого объекта на нулевой отметке. Подъем его в проектное положение по существу является заключительной технологической операцией монтажа. Вертикальные конструкции монтируются в горизонтальном положении. Применяют два основных способа подъема смонтированной конструкции. Конструкции, работающие в горизонтальном положении (мостовые краны, консоли), поднимают в проектное положение также горизонтально (рис. 2.9, д) или с небольшим наклоном (в стесненных условиях). Вертикальные конструкции поднимают поворотом относительно нижней опоры.

К достоинствам рассматриваемого способа относятся высокая производительность и качество монтажа, так как основные работы выполняются на небольшой высоте широким фронтом, улучшение условий труда и техники безопасности, возможность совмещать монтажные работы со строительными (устройство фундаментов стационарных установок, опорных конструкций для мостовых кранов и т.п.), отсутствие необходимости в сооружении сложных вспомогательных эстакад, уменьшение объема такелажных работ. Недостатки способа: необходимость в монтажных средствах большой грузоподъемности и высоты подъема, низкий коэффициент их использования, большие размеры монтажной площадки, сложность технологии подъема на большую высоту конструкций значительной массы и размеров.

При монтаже с последующей надвижкой (рис. 2.9, е) сборка объекта выполняется на проектной отметке, но в стороне от места его использования. Для установки смонтированного объекта на рабочее место достаточно его горизонтального перемещения. Поэтому отпадает необходимость в монтажных средствах большой грузоподъемности. Однако в ряде случаев монтаж приходится выполнять на значительной высоте.