15.6. Глубоководные морские трубопроводные системы
Освоение морских месторождений нефти и газа требует решения проблемы доставки добытого углеводородного сырья на берег, который обычно осуществляется подводными трубопроводными системами. Опыт эксплуатации и технико-экономический анализ показывает, что морской трубопроводный транспорт является в большинстве случаев самым эффективным по сравнению с другими видами транспорта.
Морское дно представляет собой сложный рельеф, где имеются глубоководные впадины и обширные плато, изрезанные оврагами и возвышенностями. Задача инженеров-строителей заключается в том, чтобы проложить трубопроводные линии с наименьшими затратами и с максимальной надёжности их эксплуатационных параметров. Обычно для прокладки трубопровода выбирается шельфовая зона, которая имеет вид, показанный на рис. 15.9.
Рис. 15.9. Геоморфологическая схема шельфа морского (океанского) дна
В настоящее время накоплен большой опыт строительства морских трубопроводов в Северном, Чёрном, Каспийском, Азовском морях, в Мексиканском заливе, на побережье о. Сахалин, через морские проливы, а также приобретен значительный опыт строительства подводных трубопроводов через крупные водохранилища и реки.
Строительство морских трубопроводов осуществляется способами, применяемыми при строительстве переходов через крупные реки и водохранилища (протаскиванием, свободным погружением, с опорных устройств), а также специальными методами, характерными для укладки глубоководных и значительной протяженности (до нескольких сотен километров) подводных трубопроводов. К специальным относятся методы укладки трубопроводов с барж различных конструкций, оборудованных стрингерами, наклонными рампами, барабанами большого диаметра для намотки трубы; укладка трубопровода, оснащенного понтонами переменной и регулируемой плавучестями или с помощью различных типов поддерживающих устройств. Возможны также и комбинированные методы укладки морских трубопроводов, учитывающие преимущества того или иного метода. Каждый из перечисленных методов или их комбинация используются в зависимости от конкретных условий.
Наиболее распространенная конструкция морского трубопровода представляет собой заглубленную в дно трубу, предварительно покрытую изоляционным слоем и офутерованную бетонными скорлупами.
Необходимость заглубления морских трубопроводов связано с тем, что они могут быть повреждены в прибрежной зоне волновыми нагрузками и плавающими предметами (например, льдинами, фрагментами повреждённых конструкций и т.д.), тралами, якорями судов и тому подобным.
Укладка трубопровода выполняется в заранее подготовленную траншею либо размещая его непосредственно на дно с последующим заглублением, посредством гидроразмыва донного ложа или эрлифтирования околотрубного слоя грунта. Перед укладкой на трубопровод наносят защитное покрытие, и осуществляется его пригрузка против всплытия. Опыт строительства и эксплуатации морских трубопроводов показал, что лучшим решением для надёжности трубопровода является бетонное покрытие.