книги / Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа

ница между длиной двух тангенсов и кривой (домер) учитывается при разбивке пикетажа.

Детальная разбивка кривой проводится в этапе строитель­ ства при рытье траншеи. Для составления продольного профиля трассы выполняется нивелирование.

Местоположение перекачивающих станций определяется в соответствии с гидравлическим расчетом, в среднем пример­ но через 80—150 км для нефтепроводов и продуктопроводов, 100—200 км — для газопроводов. При выборе площадок для раз­ мещения НПС необходимо стремиться к снижению стоимости их строительства, то есть размещать площадки в удобных местах: ближе к путям сообщения; источникам водоснабжения и электро­ снабжения; населенным и т. д.

Территория площадки по возможности должна удовлетворять следующим требованиям:

—не должна затапливаться паводковыми водами и иметь спокойный рельеф;

—иметь благоприятные грунтовые условия, то есть с несу­ щей способностью грунтов не менее 0,15 МПа (1,5 кг/см2) и низ­ ким уровнем грунтовых вод и др.;

На площадках НПС и КС производятся топографические съемки в крупных масштабах (М-1:200-^М-1:1000) с захватом территории 5 х 5 км с закреплением границ площадок долговре­ менными знаками.

В результате топографических изысканий должны быть по­ лучены следующие материалы:

—план трассы масштаба 1:25000 с шириной снятой полосы съемки 2—2,5 км;

—на план должны быть нанесены основные элементы си­ туации, железные, шоссейные и автогужевые дороги, границы населенных пунктов, площадки для строительства перекачи­ вающих станций, а также границы административных районов

иземлепользователей;

—продольный профиль трассы.

—ведомость землепользователей;

—каталоги реперов, закрепительных знаков, углов поворота

иразведочных выработок;

—документы согласований и сноса строений;

—планы площадок перекачивающих или компрессорных станций с планами и профилями внешних коммуникаций;

—пояснительная записка к материалам изысканий.

Для наглядности и удобства чтения и проведения проект­ ных работ, масштабы по горизонтали и по вертикали профиля принимаются разными. Обычно по горизонтали М-1:10000, а по

102

вертикали — от М-1:200 до М-1:1000. Поскольку при нивелиро­ вании определяются отметки (высоты) всех пунктов трассы, ее графический профиль имеет вид ломаной линии.

Для изображения инженерно-геологического строения трас­ сы принимается вертикальный масштаб 1:100.

Для определения расстояния между двумя пунктами трас­ сы на местности нужно измерить это расстояние на профиле по горизонтали и, пользуясь коэффициентом горизонтального мас­ штаба, вычислить истинное расстояние между пунктами. Иными словами, расстояния на профиле откладываются по горизонтали. Это очень важно иметь в виду.

Профиль трассы вычерчивается в сжатом масштабе, то есть по вертикали крупнее, чем по горизонтали. Поэтому все возвы­ шенности и впадины на трассе выступают четко и резко, чертеж получается наглядным.

Вид чертежа профиля трассы трубопровода показан на рис. 3.1.

На пересечениях трассой водотоков, оврагов, железных и шоссейных дорог проводятся более тщательные изыскания по переходам этих препятствий. По переходам составляют отдельную отчетную изыскательскую документацию, а масштабы планов и профилей переходов принимаются крупнее, чем у обычных пла­ нов и профилей трассы.

При составлении трассы магистрального газопровода со­ ставляют спрямленные профили (в виде горизонтальной ли­ нии), характеризующие трассу преимущественно по инженерно­ геологическим условиям вследствие того, что разность отметок (в пределах 300 м) в отличие от нефтепровода не влияет на гидрав­ лические параметры потока газа в газопроводе.

103

Геологические изыскания

Для определения грунтовых условий, при которых будет осу­ ществляться строительство и эксплуатация магистрального тру­ бопровода и его сооружений, а также для организации земляных работ необходимо иметь сведения о грунтах, которые находятся на трассе, границы их залегания, характеристики и класс по труд­ ности разработки.

Для получения таких данных проводятся разведочные вы­ работки (скважины или шурфы) на глубину 2,5—6 м. Число выработок на 1 км трассы принимается от одной до четырех, в зависимости от характера местности и грунтов. Для бурения сква­ жин применяются специальные передвижные буровые станки, смонтированные на шасси автомобиля или прицепа. Отобран­ ные из выработок или из скважин керны грунтов подвергаются в лаборатории анализам и испытаниям для определения объемной массы, влажности, гранулометрического состава и т.д.

При проведении геологических изысканий определяется также уровень грунтовых вод по трассе, их состав, химическая активность по отношению к металлу труб, а по данным регио­ нальных геологических экспедиций — изменение их уровня в течение года.

Геофизические изыскания

Геофизические исследования на трассе проводятся с целью определения удельного сопротивления и коррозионной актив­ ности грунтов для проектирования мероприятий по защите тру­ бопровода от коррозии.

Данные, полученные при электроразведке, могут быть ис­ пользованы в качестве дополнения к характеристикам грунтов, установленным при анализе проб.

Полученные при геологических изысканиях данные нано­ сятся на продольный профиль трассы трубопровода.

Климатические и гидрологические изыскания

Климатические данные необходимы при проектировании сооружений трубопровода и для составления проекта организа­ ции работ (ПОР). Также для гидравлического расчета трубопро­ вода надо знать температуры грунтов в различные времена года на глубине укладки трубопровода. Толщина снежного покрова влияет на тепловой режим, а следовательно, на гидравлический режим в трубопроводе. От глубины промерзания грунтов зави­ сит глубина заложения фундаментов зданий. От климатических условий зависит определение сроков проведения различных работ, подбор строительных машин и материалов и т.д. Многолетние

104

климатологические данные можно получить у метеорологических станций, находящихся в районах прохождения трассы.

По всем водным преградам, пересекаемым трассу трубопро­ вода, должны бытьсобраны гидрологические и гидрометрические данные. На переходах через крупные и средние реки выполняются специальные гидрогеологические работы во время изысканий на трассе. В результате должны быть получены следующие ма­ териалы:

—данные о горизонте воды на день съемки,

—сведения о паводках за 20 лет;

—характеристика ледового режима, сроки ледохода и ле­ достава;

—данные о скоростях течения по периодам года;

—качественная характеристика воды.

Сведения о паводках должны включать показатели: макси­ мальные и минимальные их уровни; время их стояния; площади затопления прибрежных площадей; скорость течения; данные о меженном горизонте воды вреках; графики колебаний горизонтов воды за многолетний период; ежегодные разрушения и убытки и другие.

Обязательно должен быть указан определенный по данным многолетних измерений горизонт верхних вод (ГВВ) 10%-й обе­ спеченности — это уровень, выше которого вода поднимается один раз за 10 лет. Для горных рек определяют ГВВ 2%-й обе­ спеченности. По этим горизонтам устанавливаются границы подводных переходов и определяются места установки колодцев с отключающей запорной арматурой. При ширине заливаемой поймы более 500 м по уровню воды при 10%-ной обеспеченности и при ширине реки в межень менее 75 м надо определять горизонт верхних вод 10%-ной обеспеченности 20-дневного стояния (уро­ вень, выше которого вода стоит в течение 20 дней в году один раз за 10 лет). Определяют также ГВВ 1%-ной обеспеченности. Два последних горизонта также нужны при проектировании подво­ дного речного перехода.

Изыскания по энергоснабжению НПС и КС

Перекачивающие станции магистральных трубопроводов являются крупными потребителями энергии. Установленная мощность станции может достигать десятков тысяч киловатт. Во­ просы по электроснабжению насосных и компрессорных станций трубопроводов являются одними из важнейших и самых сложных вопросов.

В процессе изысканий следует выявить возможность полу­ чения электроэнергии от электростанций или трансформатор­

105

ных подстанций, определить длину линий электропередачи, па­ раметры тока (напряжение, частоту), стоимость электроэнергии близлежащей энергосистемы и т. д. Изысканиями должна быть также определена возможность получения энергии для строи­ телей на период строительства на площадках перекачивающих станций.

Вопрос энергоснабжения НПС, расположенных вдали от про­ мышленных районов, решается установкой в качестве приводов насосов двигателей внутреннего сгорания, а на КС для приводов компрессоров установкой газовых турбин.

Изыскания по водоснабжению и канализации

Для водоснабжения НПС и КС могут быть использованы коммунальные и промышленные водопроводы, естественные и искусственные водоемы, грунтовые и подземные воды. В зави­ симости от качества воды одни источники могут быть пригодны только для обеспечения водой технических нужд станций, а дру­ гие источники — для технических и питьевых нужд. Такие дан­ ные необходимы для проектирования питьевых и хозяйственных водопроводов станций. Поэтому в районе расположения перека­ чивающих станций должны быть разведаны все возможные ис­ точники водоснабжения, а также определены качество воды, дебит имеющихся сооружений, возможность и условия строительства новых водозаборов.

Изыскатели должны изучить возможные пути сброса про­ мышленных и бытовых стоков. Любой из вариантов согласо­ вывается с местной администрацией региона и региональными государственными органами по охране окружающей среды и Санэпиднадзора РФ. В случае отсутствия местных очистных сооружений и путей сброса промышленных сточных, ливневых и фекальных вод проектируются на НПС собственные очистные сооружения.

Обследование дорожной сети

Изыскателями должны быть обследованы все дороги, кото­ рые могут быть использованы при строительстве для перевозки материалов и оборудования и во время эксплуатации. Должны быть выявлены назначение и классы дорог, типы покрытий, ши­ рина проезжей части, состояние мостов и их несущая способность, возможность использования дорог по временам года, региональ­ ные планы строительства новых дорог и ремонт существующих. В случае необходимости строительства новых дорог проводятся соответствующие изыскания по их трассам.

106

Изыскания по организации работ насосных станций

В ходе этих изысканий необходимо выявить местные ресур­ сы строительных материалов для строительства дорог и других сооружений линейной части и перекачивающих станций трубо­ провода.

Как правило, местные плановые органы располагают дан­ ными об изведанных месторождениях и могут информировать о степени разработки месторождений, о состоянии подъездных путей, об условиях получения местных строительных материалов и так далее.

Необходимо получить данные по производству в райо­ не строительства сборного железобетона и стеновых матери­ алов, выяснить расположение промышленных предприятий, которые могут выполнять различные заказы на изготовление нестандартного оборудования при строительстве сооружений трубопровода, а также выявить условия выполнения этих за­ казов.

Следует определить железнодорожные станции, порты и пристани, где можно организовать выгрузку и временное хранение труб и материалов, поступающих на строительство. Кроме того, необходимо выявить наличие прирельсовых складов и площадок, разгрузочных тупиков, возможности постройки новых разгрузоч­ ных тупиков и складов, состояние подъездных путей к местам выгрузки и складирования грузов. Согласовать с действующими железнодорожными станциями и портами возможность проведе­ ния на их производственных площадях погрузочно-разгрузочных работ и временного размерения оборудования и строительных материалов.

Поскольку строительство трубопровода носит временный характер, во многих случаях целесообразнее привлекать рабочих на местах. Поэтому изыскатели должны определить районы и пути вербовки рабочих. Надо выявить возможность расселе­ ния рабочих вблизи площадок строительства перекачивающих станций, наличие поблизости культурно-бытовых учреждений, больниц, магазинов и предприятий общественного питания и так далее.

Отвод земли под магистральный трубопровод

Под строительство магистрального подземного трубопро­ вода во временное пользование отводится полоса земли опреде­ ленной ширины, которая установлена «Нормами отвода земель для магистральных трубопроводов», (табл. З.1.).

107

Рис. 3.2. Полоса отвода земель под строительство магистрального трубопровода:

Участки ширины полосы отводаземли: / —для работыбульдозерапри засыпке траншеи; 2— отвал грунта при рытье траншеи; 3 — бровка; 4—траншея; 5— полосадля сборки труб; б— грунтовая дорога; 7—линии связи, управления, сигнализации, КИПиА, катодной защиты

Ширина земельной полосы под строительство магистраль­ ного трубопровода определяется расчетом. В ширину входят не­ сколько полос: для устройства грунтовой дороги; для траншеи и отвала грунта; для сборки и укладки трубопровода; для работы бульдозеров при засыпке траншеи; для прокладки линий связи, управления, КИПиА и управления (см. рис. 3.2)

Дополнительную ширину полосы земли под параллельные нитки определяют по табл. 3.2.

Размеры площадок под НПС и КС определяются проектом. Для прокладки трубопровода следует по возможности от­ водить малоценные, не используемые для сельского хозяйства земли. Прохождение трассы и отвод под нее земель должны быть согласованы с администрацией регионов и владельцами земли. Отчуждение земли под трубопровод производится в соответствии

с Земельным Кодексом РФ.

1 0 8

Контрольные вопросы для проверки знаний

1.Организационные мероприятия перед началом проектиро­ вания, выполняемые Заказчиком.

2.Содержание задания на проектирование магистрального трубопровода.

3.Состав проекта на строительство магистрального трубо­ провода.

4.Виды изыскательских работ при проектировании магист­ рального трубопровода.

5.Задачи при выполнении топографических изысканий.

6.Задачи при выполнении геологических и геофизических изысканий.

7.Задачи при выполнении гидрологических изысканий.

8.Задачи при выполнении климатических изысканий.

9.Задачи при выполнении сейсмических и тектонических изысканий.

10.Задачи при выполнении демографических и прочих изыска­

ний.

109

11.Порядок отвода земли под строительство магистрального трубопровода.

12.Расчет ширины отвода полосы земли по трассе под строи­

тельство трубопровода.

3.3.Состав сооружений магистральных трубопроводов

3 .3 .1 . Состав сооружений нефтепроводов

ипродуктопроводов

Всостав магистральных нефтепроводов и продуктопроводов входят:

—линейные сооружения;

—головные, промежуточные и конечные станции (НПС) перекачки нефти или нефтепродуктов;

—тепловые станции для подогрева в пути высоковязких нефти и нефтепродуктов.

К линейным сооружениям относятся:

—собственно сам трубопровод;

—подводящие региональные нефтепроводы от нефтепро­ мыслов месторождений, расположенных вблизи трассы маги­ стрального нефтепровода;

—отводы или ответвления из труб сравнительно малого диаметра от магистрального продуктопровода, по которым часть нефтепродуктов (периодически) отводится на нефтебазы насе­ ленных пунктов, расположенных вблизи трассы магистрального продуктопровода;

—линейная запорная арматура (заслонки или задвижки), предназначенная для перекрытия участков в случае аварии или ремонта, устанавливается с интервалом 10—30 км в зависимости от рельефа трассы на трубопроводе;

—лупинги — параллельные нитки трубопровода на участ­ ках, где необходимо преодолеть перевальные точки на перегонах между НПС;

—дюкеры — водные переходы через реки и водохранилища;

—тоннели в горных районах;

—переходы под автомобильными и железными дорогами;

—линии связи, электроснабжения, систем управления, кон­ троля, сигнализации и автоматики;

—станции катодной или протекторной защиты трубопро­ вода от коррозии;

110

—автомобильные дороги (обычно грунтовые), прокладыва­ ются по всей трассе трубопровода;

—тепловые пункты для подогрева нефти;

—усадьбы путевых обходчиков и другие сооружения.

В состав нефтеперекачивающих станций (НПС) входят:

—здание насосной станции с основными насосами;

—здание подпорной насосной станции с насосами для регу­ лирования давления в магистральном трубопроводе;

—резервуарный парк с буферными резервуарами и резер­ вуарами для откачки нефти или нефтепродукта из трубопровода при авариях;

—вспомогательные цеха, обеспечивающие стабильную рабо­ ту основного цеха, — электроснабжения, ремонтно-строительный, автотранспортный, паротеплоснабжения, водоснабжения, пожар­ ная часть и так далее;

—здания административного, санитарно-бытового, обще­ ственного питания и культурного назначения;

—жилые поселки с комплексом зданий инфраструктуры.

Тепловые станции устанавливаются на трубопроводах, транс­ портирующих высоковязкие нефти и нефтепродукты. По эконо­ мическим соображениям, где это возможно, тепловые станции совмещаются с насосными станциями. Такие станции называ­ ются насосно-тепловыми (НТС). Для подогрева нефти или не­ фтепродуктов на НТС применяются паровые подогреватели с использованием насыщенного пара от котельных. На НТС, как правило, подогрев нефти осуществляется в два этапа. Первый в резервуарах до температуры 50—60°С, затем процесс «перегрева» нефти до проектной температуры осуществляется в теплообмен­ никах. Для подогрева нефти на трассе строятся тепловые станции Т(С), на которых применяются огневые печи.

Применяется также электрический способ подогрева нефти, как путевой, так и на НПС.

Краткая характеристика линейных сооружений

Основным элементом магистрального трубопровода явля­ ются сваренные в непрерывную нитку трубы, представляющие собой собственно трубопровод. Для магистральных трубопро­ водов применяются цельнотянутые или электросварные трубы диаметром 300—1420 мм. Толщина стенок труб принимается с учетом проектного давления в трубопроводе, которое достигает 10 МПа (100 кг/см2).

Подводящие трубопроводы, подключаемые к головным сооружениям магистрального нефтепровода, имеют место в

111