1.6.3 Разработка траншеи

При ремонте с подъемом трубопровод вскрывается до нижней образующей рисунок 8;

При механизированном способе выполнения ремонтных работ размеры траншеи должны быть достаточными для свободного перемещения по трубе очистных и изоляционных машин. Ширина траншеи по низу должна быть не менее D_H + 1,0 м.

При разработке траншеи специальными вскрышными экскаваторами ее ширина по низу b равна:

b = D_H + 2 к,

где D_H – наружный диаметр трубопровода;

к – ширина режущей кромки рабочего органа машины.

Для трубопроводов диаметром 219...520 мм к = 0,5 м;

Рисунок 8 – Поперечный профиль траншеи трубопровода

Траншеи с вертикальными стенками без крепления разрабатываются в

грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод на следующую глубину:

– в насыпных песчаных и гравийных грунтах – не более 1 м;

– в супесях – не более 1,25 м;

– в суглинках и глинах – не более 1,5 м;

– в особо плотных грунтах – не более 2,0 м.

При большей глубине траншеи необходимо разрабатывать их с откосами.

Чаще всего разработку траншей ведут обычными одноковшовыми экскаваторами. Однако, на прямолинейных участках трассы со спокойным рельефом местности можно разрабатывать траншею специальными вскрышными экскаваторами.

ВНИИСПТнефть была разработана серия вскрышных экскаваторов для труб различного диаметра (ЭВ–529, ЭТР–377 РС, ЭТР–720 РС и др.).

Рисунок 9 – Общий вид работающей машины МВТ

Рабочий орган вскрышных экскаваторов последних модификаций представляет собой два ротора, установленных на раме. Между роторами смонтирован отвальный нож с приваренными к нему открылками, образующими плуг.

Однако, из–за большого диаметра ротора применение экскаваторов этого типа на криволинейных участках трубопровода затруднительно.

НИТЦ "Ротор" разработал машину для вскрытия трубопроводов (МВТ), которая как и МПРГ–1, имеет два рабочих органа, разрабатывающих грунт по обе стороны от трубопровода рисунок 9.

Разработанный грунт транспортируется скребками рабочих органов во вращающийся ротор, который отбрасывает его в любую сторону и на любое заданное расстояние в пределах 8 м от оси трубопровода.

Технические характеристики машины МВТ следующие:

– техническая производительность, пог.м/ч в грунтах 1 категории при диаметре труб:

– 520, 630 мм – 100;

– 720, 820 мм – 80;

– 1020, 1220 мм – 60;

1.6.4. Проверка технического состояния трубопровода после его

вскрытия

При ремонте трубопровода на лежки перед его подъемом сварные швы очищаются от старой изоляции, ржавчины, загрязнений и подвергаются сплошному визуальному осмотру.

В зависимости от результатов осмотра, сварные швы, вызывающие сомнения с точки зрения прочности, подвергаются контролю физическими методами (магнитографическим, радиографическим или ультразвуковой дефектоскопией) и при необходимости ремонтируются до подъема трубопровода или вырезаются.

1.6.5. Подъем трубопровода

Подъем трубопровода следует производить только после того, как ремонтируемый участок будет полностью вскрыт до нижней образующей трубы.

При работе ремонтной колонны по схеме с подъемом и укладкой трубопровода на лежки в траншее должны контролироваться следующие расчетные параметры:

– общая длина приподнятого участка;

– расстояние между грузоподъемными механизмами;

– высота подъема трубопровода каждым грузоподъемным механизмом;

– усилия подъема трубопровода грузоподъемными механизмами.

Подъем и укладка трубопровода на может производиться по двум схемам:

1) подъем и укладка сразу всеми трубоукладчиками, предусмотренными технологическим расчетом;

2) подъем и укладка с переходом одного трубоукладчика.

Подъем и укладка трубопровода по первой схеме тремя трубоукладчиками приведены на рисунке 10.

1 –  трубоукладчик; 2 – трубопровод; 3 – лежки; Lт – расстояние между трубо укладчиками; L_ст – расстояние от места установки полотенца до попе речного сварного стыка; h₁ – высота подъема под крайними трубоуклад- чиками; h₂ – высота подъема под средними трубоукладчиками; L_л – расстоя- ние между лежками;

Рисунок 10 – Схема подъема и укладки трубопровода одновременно всеми трубоукладчиками.

Последовательность выполнения работ по первой схеме характеризуется следующими позициями:

I – расстановка трубоукладчиков друг от друга на расстоянии L_т в соответствии с

технологическим расчетом;

II – подъем трубопровода одновременно всеми трубоукладчиками на требуемую технологическую высоту (h₁ или h₂);

III – укладка лежек под поднятый трубопровод (или установка инвентарных опор) на определенном расстоянии L_л;

IV – опуск трубопровода на лежки одновременно всеми трубоукладчиками;

V – переход трубоукладчиков в следующее исходное положение, аналогичное позиции I и операция подъема продолжается.

1 – трубоукладчик; 2 – трубопровод; 3 – лежки; Lт – расстояние между тру- боукладчиками; L_ст – расстояние от места установки полотенца до попереч- ного сварного стыка; h₁ – высота подъема под крайними трубоукладчиками; h₂ – высота подъема под средними трубоукладчиками; L_л – расстояние между лежками;

Рисунок 11 – Схема подъема и укладки трубопровода с переходом одного трубоукладчика

На рисунке 11 показана схема подъема и укладки трубопровода на лежки с переходом одного трубоукладчика.

Последовательность выполнения работ по этой схеме характеризуется следующими позициями:

I – расстановка трубоукладчиков на расстоянии L_т, полученном в результате технологического расчета;

II – подъем трубопровода всеми трубоукладчиками на заданную высоту (h₁ или h₂) в зависимости от местоположения трубоукладчиков;

III – укладка лежек под трубопровод в местах нахождения монтажных полотенец ( не менее 3 м от поперечного сварного стыка);

IV – спуск трубопровода на лежки последним по ходу движения трубоукладчиком;

V – переход освободившегося трубоукладчика вперед колонны на расстояние L_т от первого по ходу движения трубоукладчика.

При ремонте трубопровода Кушкуль–Уфа, подъем и укладка трубопровода осуществляется сразу всеми трубоукладчиками.

1.6.6 Очистка трубопровода от старой изоляции

В общем случае все методы очистки трубопроводов можно разделить на три группы: механические методы, химические и термические.

Однако, применение химических и термических методов при выполнении ремонтных работ на действующих нефтепроводах правилами капитального ремонта запрещено. Таким образом, в практике ремонта трубопроводов и в нашей стране и за рубежом применяют только механические методы очистки.

В свою очередь, механические методы можно условно разделить на 3 вида:

1. срезание старой изоляции с помощью резцов (ножей), цепей, щеток или тросов;

2. очистка путем динамического воздействия на изоляцию – пескоструйный, дробеструйный или дробеметный способы очистки;

3. гидродинамический способ – очистка от изоляции в результате воздействия воды, нагнетаемой под высоким давлением.

Первые очистные машины для снятия старой изоляции при капитальном ремонте нефтепроводов были разработаны и внедрены в производство бывшим ВНИИСПТнефть. Это был ряд машин типа ОМС: ОМС–1, ОМС–2, ОМС–2М/219–273, ОМС–2М/325, ОМС–2М/508 и ОМС–720 РС.

Некоторые конструктивные особенности этих машин (разъемный рабочий орган и корпус рабочего органа, прижатие резцов к телу трубы при вращении ротора за счет центробежных сил, два рабочих органа, оснащенных резцами) используются и в современных очистных машинах.

В настоящее время ИПТЭР разработан новый ряд очистных машин типа ОМГ. Эти машины предназначены для подготовки наружной поверхности магистральных трубопроводов под новые изоляционные покрытия,при капитальном ремонте с заменой изоляции и при ремонте с заменой труб.

Машины имеют два ротора, передний из которых оснащен резцами, задний – щетками. Управление машиной осуществляется с бровки траншеи при помощи пульта, смонтированного на телескопической штанге.

Машины типа ОМГ могут работать как в горных условиях (с уклоном трубопровода до 35), так и на равнинной местности (с уклоном трубопровода до 8).

На трубопроводе диаметром 325 мм производительность очистки достигла 1,5 пог.м / мин при расходе воды 50…60 л на 1 п.м. Однако, следует иметь в виду, что использование этого способа очистки возможно только при положительной температуре окружающей среды. Для предотвращения быстрого появления ржавчины на влажной трубе после очистки поверхность трубы необходимо сушить. Необходимо также отметить, что для нормальной работы этой системы требуется чистая, специально подготовленная вода.

Как уже указывалось выше, очистка путем динамического воздействия на изоляцию производится пескоструйным, дробеструйным и дробеметным способами.

В зарубежной практике эти способы используются обычно для доочистки после снятия изоляции цепной машиной или гидравлической очистки. В частности, по технологии, предлагаемой фирмой CRC–Evans, после очистки гидравлическим способом применяется дробеметная очистка.

Пескоструйный и дробеструйный способы заключаются в том, что сжатый воздух от компрессора при давлении 0,5…0,7 МПа подает на поверхность трубы абразив, который, ударяясь о поверхность трубы, снимает остатки изоляции, окалину и ржавчину независимо от степени поражения труб коррозией. В качестве абразива используют либо речной песок, либо дробь.

В частности, использование в качестве абразивного материала медной дроби вместо песка повышает производительность подготовки поверхности трубы на 30 %. Скорость очистки достигает 1,1 пог.м / мин .

Абразивный материал после использования очищается воздухом и может быть использован повторно. Машины выполнены герметично, так что ни абразивный материал, ни пыль практически не поступают в окружающую среду, что делает операцию по очистке безопасной для обслуживающего персонала и экологически чистой.

Особенностью машин, использующих дробеметный способ, является то, что нагнетание дроби на поверхность трубы производится с помощью специальных роторов, приводимых во вращение индивидуальными электродвигателями.

При капитальном ремонте участка трубопровода Кушкуль–Уфа применяется очистная машины типа МПП, в частности МПП–325М, изображенного на рисунке 12. В отличие от машин типа ОМГ эти машины имеют меньшую мощность и массу, а также отличаются конструкцией рабочих инструментов на рабочих органах. В частности, на каждый из двух роторов из гибких связей устанавливают по 20 резцов. Кроме того могут быть установлены попарно соединенные дискообразные щетки, что значительно улучшает степень очистки поверхности трубопровода.

Рисунок 12 – очистная машина МПП–325