Tipovye_raschyoty_pri_sooruzhenii_i_remonte

6.6.Проверка прочности и устойчивости нефтепровода при капительном ремонте………………………………………………………………………… 612

6.7.Результаты расчетов технологических параметров ремонтных колонн

10

12

Издание приурочено к 100-летнему юбилею со дня рождения Тарана Владимира Диомидовича

ПРЕДИСЛОВИЕ

Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и газа – составляющая часть 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 народного хозяйства грузов.

Магистральный трубопроводный транспорт – важнейшая и неотъемлемая составляющая топливно-энергетического комплекса России. На территории РФ создана разветвленная сеть магистральных газопроводов, нефтепроводов и продуктопроводов. Протяженность магистральных трубопроводов в России превысила 225 тыс. км, в том числе газопроводных магистралей – более 155 тыс. км, нефтепроводных – 50 тыс. км, нефтепродуктопроводных – 20 тыс. км. С помощью магистрального трубопроводного транспорта перемещается 100 % добываемого природного газа, 99 % добываемой нефти, более 50 % производимой продукции нефтепереработки.

Степень надежности трубопроводов во многом определяет стабильность обеспечения регионов России важнейшими топливно-энергетическими ресурсами. Одним из путей решения проблемы повышения надежности газонефтепроводов является использование новых эффективных научно обоснованных технологий строительства и ремонта трубопроводных систем. Основной особенностью строительства и ремонта трубопроводов является разнообразие природно-климатических и гидрологических характеристик местности вдоль трассы, что требует значительного разнообразия конструктивных и технологических решений при прокладке и эксплуатации линейной части трубопроводов.

Многие вопросы технологии строительства нефтегазовых объектов рассмотрены в трудах основоположника специальности «Сооружение газонефтепроводов и хранилищ» профессора, доктора технических наук, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР Владимира Диомидовича Тарана.

13

Большой вклад в разработку научных основ строительства и ремонта объектов трубопроводного транспорта в различных инженерно-геологических условиях внесли В.Л. Березин, П.П. Бородавкин, А.Б. Айнбиндер, А.Г. Гумеров, О.М. Иванцов, А.Г. Камерштейн, И.И. Мазур, К.Е. Ращепкин, Л.Г. Телегин, Н.Х. Халлыев, В.Л. Харионовский, В.Г. Чирсков, Э.М. Ясин и другие.

В настоящее время в системе добычи и использования энергоносителей, можно выделить три главных направления развития систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа из России: Балтийское, Северное и Восточное.

Строительство нефтепровода Восточная Сибирь – Тихий океан (ВСТО) диаметром 1220 мм с рабочим давлением 10 МПа и протяженностью 4188 км, рассчитанного на перекачку 80 млн. т нефти в год, станет самым крупным трубопроводным коммерческим проектом начала XXI века.

Крупнейший проект транспортировки газа на Балтийском направлении – Северо-Европейский газопровод диаметром 1067мм с рабочим давлением 20 МПа, 1089 км которого будет проложено по дну Балтийского моря на глубинах до 180 м, выход на проектную мощность 30 млрд м3 к 2010 году. Указанные трубопроводные трассы по своей технической сложности не имеют аналогов в мировой практике строительного проектирования.

Учитывая старение и высокий износ основных фондов нефтегазотранспортных систем на ближайшие годы поставлены крупномасштабные задачи в области диагностики и ремонта линейной части трубопроводов, позволяющие существенно повысить надежность и безопасность работы трубопроводных магистралей.

Допущенное Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия 1-е издание книги Л.А.Бабина, Л.И.Быкова, В.Я.Волохова «Типовые расчеты по сооружению трубопроводов» вышло из печати в 1979г. и пользуется неизменным спросом не только у студентов, но и у инженерно-технических работников топливноэнергетического комплекса.

В предлагаемом издании учтены положения новых нормативнотехнических документов, существенно расширен круг рассматриваемых задач.

Авторами обобщенны материалы трудов специалистов ВНИИСТа, ВНИИГАЗа, ГУП «ИПТЭР», «Гипротрубопровода», «Гипроспецгаза», РГУНГа им И.М. Губкина, УГНТУ и собственые работы по проектированию, строительству, эксплуатации, диагностике и ремонту линейной части газонефтепроводов.

Авторы

14

1.1. Назначение, состав, классификация и категория магистральных трубопроводов

Магистральные трубопроводы – 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, нефтепродуктов, воды, твердых и сыпучих тел, взвешенных в потоке воздуха или воды, от мест их добычи, переработки, забора (начальная точка трубопровода) к местам потребления (конечная точка).

В состав магистральных трубопроводов входят:

•нефтеперекачивающие (НПС) и компрессорные (КС) станции;

•емкости для хранения нефти, нефтепродуктов и газа;

•линейная часть трубопровода с ответвлениями и лупингами, запорной арматурой, переходами через естественные и искусственные препятствия, узлами подключения НПС, КС и т.д.;

•линии электропередачи, установки электрохимзащиты (ЭХЗ);

•противопожарные средства, противоэрозионные и защитные сооружения трубопроводов;

•постоянные дороги и вертолетные площадки, расположенные вдоль

трассы трубопровода, и подъезды к ним, опознавательные и сигнальные знаки и т. д.

В настоящее время все вновь строящиеся, а также реконструируемые магистральные трубопроводы 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 (СНиП 2.05.06-85* [114]). Эти нормы не распространяются на трубопроводы, прокладываемые в городах и населенных пунктах, в районах морских акваторий, на промыслах, а также на трубопроводы, предназначенные для транспортирования газа, нефти, нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов, оказывающих коррозионные воздействия на металл труб или охлажденных до температуры ниже минус 40°С.

Магистральные газопроводы в зависимости от рабочего давления p делятся на два класса:

класс I 2,5 МПа < p < 10,0 МПа;

15

класс II 1,2 МПа < p < 2,5 МПа.

Магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы. в зависимости от условного диаметра DУ подразделяются на четыре класса:

класс I 1000мм < DУ ≤ 1200 мм;

класс II 500мм < DУ ≤ 1000 мм;

класс Ш 300мм < DУ ≤ 500 мм; класс IV DУ < 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 пунктов, промышленных предприятий, а также отдельных зданий и сооружений, определяемые по табл. 4* [114].

Разделения трассы магистрального трубопровода по категориям.

Магистральные трубопроводы проходят по участкам с различным рельефом местности, с различными гидрогеологическими условиями, пересекают водные преграды, автомобильные и железные дороги, электрические подземные кабели и воздушные высоковольтные линии электропередачи, линии связи и т.д. Поэтому в зависимости от условий работы трубопровода, а также для безопасности расположенных вблизи трассы объектов согласно СНиП 2.05.0685* линейная часть (табл. 1.1) и отдельные участки магистральных трубопроводов (приложение Д) подразделяются на пять категорий: В, I, II, Ш и IV. В каждой категории предъявляются определенные требования к прочности трубопровода, к контролю качества сварных соединений, предварительным гидравлическим испытаниям и типам изоляционного покрытия (табл. 1.1,

табл. 1.2).

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

Категорийность линейной части и отдельных участков промысловых трубопроводов приведена в ведомственных строительных нормах СП-34-116-97 [125].

16

Таблица 1.2

Требования, предъявляемые к участкам различных категорий магистральных трубопроводов

Примечание. При испытании трубопровода для линейной его части допускается повышение давления до величины, вызывающей напряжение в металле трубы до предела текучести с учетом минусового допуска на толщину стенки.

1.2. Конструктивные решения магистральных трубопроводов

Основной составляющей магистрального трубопровода является линейная часть – непрерывная нить, сваренная из отдельных труб или секций и уложенная по трассе тем или иным способом.

В настоящее время существуют следующие принципиально различные конструктивные схемы прокладки магистральных трубопроводов: подземная, полуподземная, наземная и надземная. Выбор той или иной схемы прокладки определяется условиями строительства и окончательно принимается на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.

Подземная схема укладки является наиболее распространенной (98% от общей протяженности) и предусматривает укладку трубопровода в грунт на глубину, превышающую диаметр труб (рис. 1.1).

При подземной укладке достигается максимальная механизация работ всех видов, не загромождается территория и после окончания строительства используются пахотные земли, отсутствует воздействие солнечной радиации и атмосферных осадков, трубопровод находится в стабильных температурных условиях. Однако на участках с вечномерзлыми, скальными и болотистыми грунтами данная схема укладки является неэкономичной из-за высокой стоимости земляных работ. Кроме того, необходимость специальной балластировки (особенно газопроводов) на участках с высоким стоянием грунтовых вод и надежного антикоррозионного покрытия от почвенной коррозии значительно удорожает стоимость строительства.

17