книги / Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа

—массу трубопровода с грузами, без грузов, с понтонами в воде и на суше;

—силу воздействия потока воды на трубопровод (лобовое

сопротивление);

— возникающие тяговые усилия и максимально допустимое тяговое усилие.

При необходимости предусматриваются технические меро­ приятия для уменьшения напряжений, возникающих в укла­ дываемом трубопроводе, например применение разгружающих понтонов и т.д. Разгружающие понтоны применяются для умень­ шения веса (отрицательной плавучести) участка трубопровода, находящегося под водой, и, соответственно, уменьшения тяговых усилий.

Перед укладкой трубопровода необходимо:

—проверить и испытать все технические средства и их взаи­ модействие;

—проверить средства связи, провести инструктаж персона­ ла и определить ответственность каждого исполнителя за свой участок работы;

—проверить отметки продольного профиля траншеи;

—проверить расчет устойчивости положения трубопровода. С целью уменьшения термических напряжений в уложенном

подводном трубопроводе приварку его к пойменному участку рекомендуется производить при температурах, близких к темпе­ ратуре перекачиваемого продукта.

Спусковая дорожка. Конструкция спусковой дорожки долж­ на обеспечивать возможность монтажа и сварки на ней плетей трубопровода из отдельных обетонированных или балластиро­ ванных грузами труб, а также навеску отдельных грузов на плеть трубопровода. В зависимости от длины укладываемой нитки трубопровода, его диаметра и массы, а также рельефа прибреж­ ного участка спусковая дорожка может быть устроена одним из следующих способов:

—с роликовыми опорами на спланированном участке тер­ ритории в створе перехода;

—рельсовый путь с тележками;

—береговая траншея, заполняемая водой;

—безрельсовые тележки и другие приспособления.

Внекоторых конкретных условиях строительства перехода возможна комбинация нескольких указанных способов.

Спусковая дорожка в плане должна прокладываться, как правило, прямолинейно. Для уменьшения тяговых усилий, воз­

никающих при протаскивании трубопроводов, спусковая дорожка

282

должна иметь уклон в сторону воды. Для предупреждения само­ произвольного перемещения плетей необходимо предусмотреть специальные тормозные устройства (например тормозную ле­ бедку, трактор). Участок от уреза берега до воды обычно выпол­ няется криволинейным по высоте, поэтому необходимо при его строительстве учитывать допускаемый радиус упругого изгиба трубопровода

Желательно, чтобы длина спускового пути обеспечивала воз­ можность монтажа трубопровода на полную длину его подводного участка. При переходах большой длины и в случае ограниченного размера спусковой площадки строительство переходаосуществля­ ется из отдельных плетей, но в этом случае протаскивание ведется способом наращивания трубопровода путем последовательной приварки плетей.

Расстояние между роликовыми опорами или тележками, которые устанавливаются на спусковой дорожке, принимается в зависимости от грузоподъемности опор и массы трубопровода.

Тележки или роликовые спусковые дорожки должны обе­ спечить:

—равномерное распределение нагрузки от массы монтируе­ мых и перемещаемых плетей трубопровода;

—устойчивость от бокового смещения и соскальзывания трубопровода во время монтажа и спуска на воду;

—возможность сварки стыков между отдельными плетями, звеньями или трубами, расположенными на спусковой дорожке.

Протаскивание трубопровода без специальной дорожки

Протаскивание отдельных плетей трубопроводов по спла­ нированной грунтовой дорожке без специальных спусковых устройств допускается только при тщательной планировке бере­ гового участка.

Протаскивание трубопровода сустройством сплавной канавы

При использовании в качестве спускового пути береговой канавы, заполненной водой, глубина ее принимается равной диаметру балластированного трубопровода с дополнительным запасом 0,6—0,8 м. Ширину канавы по дну следует принимать не менее двух диаметров трубопровода.

Механизмы для протаскивания трубопровода

Для протаскивания подводного трубопровода взависимости от необходимого тягового усилия рекомендуется применять спе­ циальные тяговые лебедки серии ЛП (лебедка протаскивания) или

283

тягачи, оборудован ныелебедкам и, а также одноти пные тра кторы, работающие в сцепе.

Тракторы используются при строительстве небольших пере­ ходов и тяговых усилий до 20—30 тонн. Если тракторы не могут перемещаться в створе перехода, то допускается их перемещение вдоль берега с закреплением на берегу блока для изменения на­ правления тягового троса.

При расчете тяговых усилий тросовой системы необходимо помнить и учитывать, что вес трубопровода, балластированного железобетоном, возрастает с увеличением времени нахождения его в воде (за счет поглощения железобетоном воды) примерно на 4%.

Тяговый трос через водоем должен быть проложен строго прямолинейно. Перед протаскиванием трубопровода необходи­ мо выполнить обтяжку тягового троса (растянуть тракторами до полного устранения перегибов троса).

Для крепления тягового троса к концу протаскиваемо­ го трубопровода приваривают специальный оголовок. Конст­ рукция оголовка может быть различной и зависит от диаметра трубопровода; способа крепления троса; величины тягового усилия.

При протаскивании трубопровода, если мощность тяговых средств недостаточна, можно использовать трубоукладчики для подъема отдельных участков трубопровода, находящегося на берегу. Допускается применение способа «подталкивания» пле­ ти трубопровода с применением тракторов, бульдозеров. Этот способ разрешается применять при диаметре трубопровода 1020 мм и более. Величина толкающих усилий определяется расчетом. Для трубопроводов диаметром менее 1020 мм при­ кладывать к трубопроводу дополнительные толкающие усилия не разрешается.

В процессе протаскивания трубопровода все рабочие посты (тяговая лебедка, тормозная лебедка, сварочный пост около уреза берега) должны иметь двустороннюю дублированную связь с пун­ ктом управления, который желательно размещать около спусковой дорожки. С пункта управления должен быть обеспечен визуаль­ ный обзор всей спусковой дорожки. Должны быть отработаны условные сигналы движения и остановки трубопровода. Сигналы в зависимости от ширины водной преграды можно передавать с поста управления голосом, по телефону, помощью портативных радиостанций с обязательным дублированием зрительными сиг­ налами (жестами, отмашками, световыми).

284

Схемы протаскивания трубопровода

Как было сказано выше, в зависимости от ширины водной преграды, рельефа берега, наличия спусковых устройств и пон­ тонов, мощности трубоукладчиков и тяговых средств можно применять две технологические схемы укладки подводных тру­ бопроводов способом протаскивания по дну:

схема I — протаскивание трубопровода с предварительным монтажом его на полную длину в створе перехода;

схема II — последовательное протаскивание отдельных плетей трубопровода со стыковкой их на приурезном участке берега.

Укладка по схеме I может быть применена на переходах через сравнительно небольшие водные преграды (шириной до 500 м), где рельеф берега позволяет смонтировать спусковую дорожку и плеть трубопровода длиной, равной ширине водной преграды. Технологический процесс укладки трубопроводов по схеме I включает: монтаж и сварку труб или секций в створе перехода; испытание смонтированного трубопровода; изоляцию и защиту стыков; протаскивание трубопровода; проверку его положения после укладки и испытание (до засыпки траншеи).

Укладка по схеме II применяется на переходах через водные преграды шириной более 500 м, когда экономически нецелесоо­ бразно строить спусковые дорожки большой длины. Техноло­ гический процесс укладки отдельных плетей трубопроводов по схеме II включает:

—монтаж первой плети в створе перехода с выполнением всех операций, предусмотренных при укладке по схеме I;

—монтаж, испытание второй и последующих плетей на строительной площадке параллельно первой плети.

После протаскивания первой плети вторую плеть устанав­ ливают на спусковую дорожку; на приурезном участке сварива­ ют стык между первой и второй плетью, стык просвечивают и изолируют. После протаскивания второй плети устанавливают в

створе третью плеть и т. д.

Длина плетей трубопровода зависит от ширины водной пре­ грады, мощности тяговых средств, конструкции спускового пути, числа трубоукладчиков. Для приварки очередной плети трубопро­ вода должна быть предусмотрена такая расстановка трубоуклад­ чиков, при которой обеспечивается операция по центровке труб на береговом участке.

Монтаж обетонированного трубопровода

Монтаж плетей трубопровода из обетонированных в завод­ ских условиях труб по схеме II производится следующим образом (рис. 6.23). Обетонированные трубы с приобъектного склада тру-

285

Рис. 6.23. Укладка обетонированного трубопроводаметодом последовательного протаскивания плетей (схема II):

1—тормозная лебедка; 2 — спусковая дорожка; 3 — тележки; 4 — плеть на спусковой дорожке; 5 — место сварки стыка; 6 — автокран; 7 — приямок для схода тележек; 8 — плеть трубопровода, подготовленная к укладке; 9 — электросварочный агрегат; 10— звено из двух обетонированных труб; 11 — трубоукладчики; 72— стенд для сварки двухтрубных звеньев

боукладчиком доставляются на сварочный стенд трубоукладчи­ ком, где выполняют поворотную сварку двух труб. Двухтрубные звенья на место сборки и сварки плетей перемещают двумя тру­ боукладчиками. Из звеньев параллельно спусковой дорожке соби­ рают и сваривают необходимое число плетей заданной длины.

Каждая плеть испытывается водой на испытательное дав­ ление, указанное в проекте. При визуальном обнаружении места утечки труба, имеющая дефект, вырезается. Если утечку обнару­ живают по показаниям манометра, то для определения дефекта трубы давление в плети выдерживается до появления воды на по­ верхности бетонного покрытия или в зоне стыка. Чтобы ускорить определение мест утечки, рекомендуется добавлять в опрессовочную воду краситель. После испытания плетей стыки изолируются и защищаются специальным покрытием.

Первую плеть монтируют и сваривают параллельно спуско­ вой дорожке в непосредственной близости от нее. Вторую и по­ следующие плети собирают и сваривают на монтажной площадке параллельно первой плети. После протаскивания первой плети по створу перехода укладывают на спусковую дорожку вторую плеть, стыкуют ее с первой и продолжают протаскивание. Пере­ носку готовых плетей трубопровода осуществляют с помощью

286

колонны трубоукладчиков, последовательно перемещающейся вдоль плетей.

Монтаж забалластированного трубопровода

Технологический процесс монтажа и укладки отдельных плетей трубопроводов, забалластированных кольцевыми грузами типа УТК, включает:

—монтаж первой плети в створе перехода с выполнением всех операций, предусмотренных при укладке по схеме I;

—монтаж и испытание второй и последующих плетей на строительной площадке параллельно первой плети;

—балластировку грузами УТК;

—перемещение плетей в створ перехода и их последова­ тельное протаскивание со сваркой стыков между плетями около уреза и воды.

с поточно-расчлененныммонтажом в створе перехода

Этот способ укладки рекомендуется применять при строи­ тельстве подводных переходов из труб диаметром 1220—1420 мм, когда перекладка плетей трубопроводов весьма трудоемка. Весь процесс сборки и укладки перехода является непрерывным, что позволяетповыситьпроизводительностьстроительно-монтажных работ, сократить перерывы между последовательным протаски­ ванием плетей, уменьшить опасность замыва и присоса трубо­ провода.

Технология строительства подводных переходов с поточнорасчлененным монтажом трубопровода в створе перехода исклю­ чает необходимость предварительного монтажа плетей трубо­ провода с их поперечным перемещением на спусковую дорожку и сварку стыков около уреза воды. Схема этой технологии пред­ ставлена на рис 6.24 и заключается в следующем. В створе пере­ хода монтируют спусковую дорожку. Вдоль спусковой дорожки на расстоянии, равном длине секций трубопровода, устанавливают необходимые рабочие посты:

Длина монтируемого на берегу участка трубопровода зависит от условий и организации строительства (в частности от длины перехода, числа сварочных постов, длины отдельных секций).

287

Рис. 6.24. Схемаукладки трубопровода диаметром 1420мм поточно-расчлененнымметодом:

I — пост сборки и сварки корневого шва; И — пост сварки первого, второго итретьего слоев шва; III —пост сварки четвертого и пятого слоев шва; IV— пост контроля стыка; V — пост изоляции и защиты стыка; 1 —рельсовая или роликовая опорная спусковаядорожка; 2—звено издвухзабалластированных труб наспусковойдорожке; 3—штанга внутреннего центратора; 4— внутрен­ ний центратор; 5—защитная палатка; 6—монтируемая плеть трубопровода; 7— гамма-дефектоскоп; 8 —урез воды; 9—трубоукладчики; J0 —энергоблок для подогревастыка; 11 —трансформаторы сварочных аппаратов /2—транс­ форматоры шлифовальных машин; 13 — командный пункт с радиосвязью

Число сварочных постов вдоль спусковой дорожки может быть различным (от одного до четырех) в зависимости от числа сварщиков в бригаде и допустимой длины трубопровода на бе­ реговом участке.

Профиль спусковой дорожки при поточно-расчлененном ме­ тоде монтажа и укладки трубопровода должен быть спланирован таким образом, чтобы рабочие посты сборки и сварки секции были расположены на прямолинейном участке. Допускается кривизна с радиусом 5000 м и более.

Порядокработы. Подготовленные секции труб укладываются трубоукладчиками на тележки или роликовые опоры спусковой дорожки напротив первого рабочего поста;

—на первом посту с помощью центратора выполняется сбор­ ка и прихватка стыка;

—на следующих сварочных постах проводится сварка за­ полняющих и облицовочных слоев;

—на IV посту осуществляется контроль качества готового сварного шва;

—на V посту наносится изоляция на сваренные стыки.

На всех рабочих постах, кроме поста контроля, операции вы­ полняются одновременно.

288

После завершения всех операций на рабочих постах тру­ бопровод протаскивают на длину одной секции. Очередная секция труб, предварительно уложенная на спусковую дорожку, перемещается к первому посту сборки, и цикл работ повторяется. В процессе монтажа и протаскивания трубопровода каждый стык между секциями поочередно проходит все рабочие посты.

Секции, из которых монтируется трубопровод, подаются на спусковую дорожку одним или двумя трубоукладчиками. Длина секции выбирается в зависимости от массы труб, грузоподъем­ ности трубоукладчиков, допустимой длины участка трубопро­ вода, монтируемого на спусковой дорожке. Для трубопровода диаметром 1220—1420 мм рекомендуются секции длиной 24 м (из двух труб)..

Секции трубопровода могут быть изготовлены из отдельных обетонированных труб или из изолированных и футерованных труб, балластированных утяжеляющими грузами. Грузы мож­ но устанавливать на секции, расположенные на строительно­ монтажной площадке или уложенные на начальном участке спусковой дорожки.

Укладка трубопровода свободным погружением

Способ укладки трубопровода путем свободного погружения применяется на несамоходных реках или на реках, где возможно приостановление движения судов и где скорость течения воды не выше 0,8 м/сек.

Принцип способа состоит в подвешивании трубопровода в береговой акватории к удерживающим понтонам, выводе его сплавом в створ перехода и погружении в разработанную на дне реки траншею путем отцепления удерживающих понтонов. Тру­ бопровод, имеющий плавучесть, перед погружением заполняется водой.

При этом способе укладки не требуется в створе перехода строить сложную спусковую дорожку. Стапель для сборки трубо­ провода и понтонов можно установить вне створа перехода вудоб­ ном месте или вдоль берега и затем отбуксировать всю собранную конструкцию к проектному створу перехода. Такой способ удобен для применения при крутых берегах и стесненных условиях, когда спусковую дорожку выполнить сложно или невозможно.

Однако этот способ имеет свои сложности, и заключаются они в удержании плавающей конструкции над траншеей под действием течения реки. Для этого требуется заводить вверх по течению реки несколько удерживающих якорей.

289

Опускание трубопровода начинается с отцепления удержи­ вающих береговых понтонов в сторону стрежня реки. При опу­ скании трубопровода, имеющего плавучесть, на береговом конце трубопровода вваривается патрубок для закачки в трубопровод воды насосом, а на противоположном конце — патрубок с вен­ тилем для спуска воздуха.

В целях безопасности производства работ на плавучей кон­ струкции должны устанавливаться знаки в соответствии с требо­ ваниями Правил судоходства на внутренних водоемах.

Укладка трубопровода с плавучих платформ и барж

Данный способ укладки подводного трубопровода выполня­ ется в летнее время, то есть в период отсутствия ледохода и ледо­ става. При данном способе сборка трубопровода проводится на специальном судне, оборудованном стапелем. Технология этого способа сочетает в себе два способа: укладку трубопровода мето­ дом протаскивания и укладку методом свободного погружения с понтона.

Для сборки участков трубопровода применяются специаль­ ные суда, баржи, плавучие площадки, большегрузные понтоны, на которых монтируется стапель, рабочие посты и необходимые грузоподъемные механизмы.

В начале процесса баржа устанавливается на якорях в ство­ ре перехода на расстоянии от берега примерно около 100 метров. Затем на стапеле баржи собирается участок трубопровода с ого­ ловком. После сборки этот участок трубопровода за оголовок с помощью береговых тяговых лебедок способом протаскивания выводится со стапеля баржи на берег. Далее на стапеле баржи трубопровод удлиняется методом непрерывного наращивания. При этом с помощью береговых тяговых средств, установленных на противоположном берегу, баржа перемещается в стрежень реки с одновременным погружением в подводную траншею наращи­ ваемого трубопровода. Не доходя до противоположного берега примерно на 100 м, баржа останавливается, разворачивается на 180° и на ее стапеле собирается последний участок трубопрово­ да до противоположного берега. Затем оголовок этого участка трубопровода способом протаскивания выводится на берег, а на барже производится стыковка и сварка обеих частей трубопровода. После стыковки трубопровод погружается с баржи в подводную траншею.

Укладка трубопровода с помощью плавучих кранов

Технология укладки подводного трубопровода с помощью плавучих кранов аналогична описанному выше способу. Только в

290

этом случае стапель строится на платформе крана. Способ уклад­ ки трубопровода с применением плавучих кранов более удобен, особенно если кран самоходный, работы выполняются быстрее за счет их механизации грузоподъемными механизмами крана, но дороже чем с плавучих несамоходных барж или платформ.

Строительство водныхпереходов способом наклонного направленного бурения

Строительство переходов газопроводов через водные прегра­ ды способом наклонно-направленного бурения (ННБ) рекомен­ дуется осуществлять на стесненных, застроенных участках рек, вблизи действующих переходов трубопроводов, существующих заповедных или закрытых зон, в местах, требующих высокой экологической защиты в процессе строительства перехода. При­ менение этого способа на данной трассе производится на основе технико-экономического обоснования, выполняемого проектной организацией.

Сооружение переходов газопроводов методом наклонно­ направленного бурения с учетом конкретных условий (рельефа местности, стесненности территории, геологических ит.д.), может выполняться по различным технологическим схемам. Наиболее широко используется схема, предусматривающая бурение пионер­ ной скважины, ее расширение и протаскивание в расширенную скважину рабочего трубопровода, смонтированного на противо­ положном берегу реки. Строительство перехода выполняется в несколько этапов (см. схему рис. 6.25).

Строительство переходов способом наклонно-направленного бурения осуществляется в строгом соответствии с проектом, спе­ циализированными организациями и при наличии специального бурового оборудования наклонного бурения скважины.

При выборе створа перехода необходимо учитывать следую­ щие условия:

—участок реки должен быть прямолинейным, без излучин, рукавов, стариц, больших обводненных пойм;

—геологические условия должны быть благоприятны для

бурения скважины;

—участки с оползневыми, карстовыми процессами не до­ пускаются;

—берега должны быть без резких перепадов и по высоте

близки между собой; Проект перехода должен включать:

— план перехода с геодезической привязкой его к постоянно действующим реперам с указанием мест расположения и разме­ ров строительно-монтажных площадок на обоих берегах, мест

291