Расчет устойчивости подводного трубопровода

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

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

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

После укладки и водолазного контроля подводного трубопровода

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

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

Описанные методы сооружения подводных переходов отличает необходимость выполнения большого объема трудоемких подводных земляных работ и трудоемкой и ответственной операции по укладке подводного трубопровода. Этих недостатков лишен метод сооружения подводных трубопроводов направленным бурением под реками без разработки подводных траншей. В этом случае прокладка подводного перехода осуществляется путем наклонного направленного бурения скважины под дном реки в виде кривой (обычно дуги окружности) с устьем на одном берегу и с выходом этой скважины на другом берегу. Бурение наклонной скважины начинают на одном из берегов реки на расстоянии 4060 м от уреза воды. При бурении скважины в нее одновременно подают трубопровод. Бурение наклонной скважины ведется под дном реки обычно по дуге окружности на глубине от 8 до 20 м. Бурение наклонной скважины под дном рек с одновременной подачей в скважину трубопровода проводят проходческим комплексом. Такой комплекс состоит из наклонной буровой вышки, забойной головки, системы определения места положения и ориентации в пространстве забойной буровой головки под землей, системы управления направлением движения буровой головки и других механизмов. Связь буровой головки с системами, обеспечивающими энергией, а также для подачи глинистого раствора осуществляют через колонну быстро-сборных труб. Бурение скважины, т.е. непосредственное разрушение грунтов при проходке, осуществляют буровой головкой гидромеханического действия. В передней части буровой головки установлена вращающаяся фреза, оснащенная резцами, соплами для подачи на забой под давлением воды или глинистого раствора и отверстиями для обратного отсоса образующейся глинистой пульпы. Фрезу приводит во вращение гидравлический двигатель, расположенный в корпусе буровой головки. В настоящее время проходит промышленное испытание проходческий комплекс для прокладки подводных переходов методом направленного бурения.

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

4. Технология и оборудование для внутритрубной инспекции

Работы по обследованию трубопроводов внутритрубными средствами проводятся в соответствии со следующими нормативными документами:

"Инструкция по внутритрубной диагностике трубопроводных систем" ОАО "Газпром", 1997 г.;

«Specifications and Requirements for Intelligent Pig Inspection of Pipelines», «Shell International», Ver. 2.1, 06.11.1998.

Перед проведением обследования соответствующие эксплуатирующие предприятия проводят следующие подготовительные работы:

проверка работы запорной арматуры; проверка работы концевых затворов камер запуска и приема, узлов их

обвязки; установка маркеров (только для постоянных маркеров).

Для проведения инспекции участка трубопровода соответствующие эксплуатирующие предприятия должны предоставить руководителю проведения работ от исполнителя:

Заполненный опросный лист для проведения обследования; Трассовую карту-схему участка с указанием расположения кранов,

тройников, врезок, пересечений с дорогами, реками и установленными маркерами с привязкой их по пикетам и к местности.

Основные технологические этапы диагностического обследования линейных участков магистральных трубопроводов:

Подготовка участка трубопровода к обследованию (очистка, проверка проходимости участка);

Инспекция трубопровода внутритрубными снарядами-дефектоскопами; Обработка, интерпретация и представление результатов инспекции; Анализ результатов инспекции и оценка технического состояния

участка трубопровода.

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

4.1 Подготовка участка газопровода к обследованию

Очистные средства, предоставляемые исполнителем: скребок очистной СО; скребок очистной с магнитными блоками СО-….М;

магнитный очистной поршень МОП; универсальный магнитный очистной поршень УМОП.

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

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

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

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

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

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

Технические характеристики применяемого оборудования

Внутритрубная инспекция трубопровода включает в себя два основных компонента:

. Профилеметрия:

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

определение наименьших радиусов изгиба и мест сужения трубопровода.

. Дефектоскопия:

контроль основного металла стенок труб; контроль сварных соединений труб.

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

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

Выявляемые профилемерами особенности и искажения формы участка трубопровода:

. Особенности положения трубопровода:

радиусы кривизны трубопровода в плане и профиле;

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

углы поворота трубопровода в плане и профиле.

. Искажения формы поперечного сечения труб: овальность; вмятины; выпуклости; гофры.

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

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

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

Снаряды дефектоскопы ДМТ; Снаряды дефектоскопы ДМТП-1; Снаряды дефектоскопы ДМТП-2.

Таблица 1 - Основные технические характеристики магнитных снарядов-дефектоскопов

Выявляемые дефектоскопами дефекты и особенности обустройства трубопровода:

. Дефекты потери металла:

коррозия;

каверна;

язва;

продольная канавка;

продольная трещина;

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

представленными в таблице 3.

Таблица 3 - средства инспекции участка газопровода

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

Давление газа на протяжении участка составляло 6,3 МПа.

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

Протяженность участка по документации: 7900 м.

Протяженность участка измеренная: 7679 м.

Результаты внутритрубной инспекции представлены в таблице 4.

Таблица 4 - обобщенные результаты инспекции

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

По глубине

Рекомендации по дальнейшей эксплуатации

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

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

лет;

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

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

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

присваивается категория опасности каждому дефекту;

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

участок трубопровода разбивается на подучастки (по запорной арматуре);

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

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

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Общее количество дефектов: 30

Количество докритических дефектов:30

Количество критических дефектов: 0

Количество закритических дефектов: 0

Максимально допустимое давление: 11,99 МПа Категория опасности подучастка: докритический

СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

5. Мониторинг русловых процессов

Цель и задачи исследований

Прогноз русловых деформаций в зоне подводных переходов магистральных газопроводов (далее ППМГ) Дюртюлинского ЛПУМГ и разработка рекомендаций по созданию благоприятного гидравлического режима потока и обеспечению динамической устойчивости русла р.Белой для предотвращения размыва подводных трубопровод.

В процессе выполнения решались следующие основные задачи:

сбор, анализ и обобщение данных гидрометеорологической и картографической изученности района мониторинга по материалам изысканий прошлых лет;

определение существующего состояния русла р.Белой в зоне переходов магистральных газопроводов Дюртюлинского ЛПУМГ (геодезические и гидрологические изыскания, морфологический анализ района мониторинга);

анализ и определение динамики развития русловых процессов, прогноз их развития с помощью математического моделирования;

разработка рекомендаций по проведению гидротехнических мероприятий для поддержания переходов в работоспособном состоянии,

соответствующим требованиям РД51-3-96.

Оценка динамики русловых процессов

Рельеф долины р. Белой и прилегающей к реке часть бассейна характеризуется небольшой амплитудой отметок рельефа, слабой его расчлененностью с широкими речными долинами, пологими склонами.

Правый берег зачастую более возвышен. Русло реки формируется в свободных условиях. По геоморфологическому типу русло реки относится к широкопойменному и имеет свободные и в некоторых местах