ВСЁ ПРО НЕФТЬ И ГАЗ

Комплексный интернет- портал посвещённый нефти и газу

Посмотрите также другие разделы нашего сайта!!!

Литература
много книг по нефти и газу

Программы нефтегазового комплекса

Медиафайлы про нефть

Анекдоты про нефтяников

Знакомства для буровиков

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

Гумеров А.Г., Азметов Х.А., Гумеров Р.С., Векштейн М.Г.
Аварийно-восстановительный ремонт магистральных нефтепроводов

Глава № 6

Навигация

Аннотация-Введение-Оглавление-Список литературы

Глава 1 2 3 4 5 6 7 8

ВНИМАНИЕ

В текстах книг представленных на сайте в интернет формате очень много ошибок, не читаются рисунки, графики разбиты, это связанно с некачественной перекодировкой конвекторов из PDF формата и HTML.

Если Вам необходимы качественный текст с рисунками и графиками - то скачиваите книги с нашего сайта в формате PDF.

ссылка для скачивания книги или главы в формате PDF находится внизу страницы.

В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления.
Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях.
В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки.
Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск.

анекдоты

программы

истории

AQAea a ? б а ёОа ё f i fOi fOe её Qe De Q Qe a e Ufo i iea ё Qa ii i

6.1. ё ё ё A6f fe e ia ёба ё 5 lA 5 61 Юё её ?ё Ne ? ? ёа ё U 5 б i iea ё ?a u i

Под сложными условиями подразумевается прохождение трассы нефтепроводов по болотистой местности, в горах, песках, районах вечной мерзлоты и с глубоким снежным покровом. Наиболее распространены болотистые и горные участки. Особые трудности возникают при ликвидации аварий на нефтепроводах в условиях болот. Это в первую очередь объясняется сложными грунтово-геологическими условиями и слабой несущей способностью болотных грунтов. Современные аварийно-восстановительные службы могут за короткий срок ликвидировать аварию на нефтепроводах в обычных условиях. В условиях болот этот срок увеличивается за счет дополнительных работ по сооружению подъездных путей, рабочих площадок и составляет до 60 % времени, необходимого для восстановления нефтепровода.

В связи с освоением нефтяных месторождений Сибири и Севера европейской части страны значительное количество нефтепроводов больших диаметров (1020, 1220 мм) проходит по болотистой местности. Протяженность участков болот, по которым проходят нефтепроводы, составляет десятки и сотни метров, а в отдельных случаях — десятки километров.

В настоящее время существует большое число всевозможных классификаций болот.

В соответствии со СНиП Ш-42-80 “Правила производства и приемки работ. Магистральные трубопроводы" болота по характеру передвижения по ним строительной техники делятся три типа:

I тип — болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и неоднократное передвижение болотоходной техники с удельным давлением 0,02...0,03 МПа или работу

134

обычной техники при использовании щитов, еланей или дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхности залежи до 0,02 МПа;

II тип — болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и передвижение строительной техники только по щитам, еланям или дорогам, обеспечивающим снижение удельного давления на поверхности залежи до 0,01 МПа;

III тип — болота, заполненные растекающимся торфом и водой с плавающей торфяной коркой, допускающие работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавающих средств.

На трассах магистральных нефтепроводов встречаются участки болот всех типов, а поэтому при выборе транспортных средств ориентируются на использование автомашин наибольшей проходимости. Поверхностный слой болот после неоднократного прохождения техники разрушается, и несущая способность болота в значительной мере понижается, что требует прокладки временных дорог. Другой особенностью ремонта на болотах является то обстоятельство, что большая водонасыщенность и малая плотность болотистых масс не позволяют устраивать ремонтные котлованы обычными способами из-за обрушения стенок, а сам котлован зачастую заполняется грунтовыми или поверхностными водами. Вследствие малой пересеченности рельефа трасс магистральных нефтепроводов, пролегающих в болотистых районах, уклоны профиля трубопроводов также незначительны. Это обстоятельство в сочетании с тем, что расстояние между линейными задвижками 20+30 км, приводит к истечению большого количества нефти под действием малого статического напора.

Анализ профилей нефтепроводов Западной и Северо-Западной Сибири показывает, что на указанных нефтепроводах средний сток нефти в 2-3 раза больше, чем на нефтепроводах, пролегающих в средней полосе европейской части России. В силу этого процесс опорожнения поврежденного трубопровода занимает много времени.

При возникновении аварий на болоте одним из наиболее сложных обстоятельств является загрязнение нефтью большого пространства и невозможность по этой причине подойти непосредственно к месту повреждения и приступить к ремонту, так как из-за отсутствия уклона невозможен отвод нефти в нижележащие участки.

Таким образом, специфика ремонта нефтепроводов на болотах связана со следующими характерными особенностями:

135

ухудшением несущей способности поверхности болот при неоднократном проходе техники;

обводненностью грунтов поверхностными и грунтовыми водами;

невозможностью создания ремонтного котлована и котлована для сбора нефти обычным способом из-за неустойчивости грунтов;

большой продолжительностью подготовительного периода аварийно-восстановительных работ, обусловленной большим объемом вытекающей нефти, загрязнением нефтью больших пространств и затруднением доступа к месту повреждения;

ограничением возможности маневрирования технических средств в районе ремонтных работ из-за залесенности болотистых участков нефтепроводов;

необходимостью использования в большом количестве стройматериалов для настилов на поверхности болота;

большой трудоемкостью доставки ремонтной техники в район аварии.

Анализ работ по ремонту нефтепроводов на болотах показывает, что основная часть работ по трудоемкости приходится на выполнение подготовительных операций, обеспечение подъезда к месту аварии и доступа к поврежденному участку нефтепровода.

Для этих целей разработан комплекс технических средств для ремонта нефтепроводов, проложенных на болотах. Комплекс включает технические средства, обеспечивающие сооружение подъездных путей и ремонтных площадок; создание ремонтного котлована вокруг поврежденного участка; выполнение вскрышных земляных работ; откачку нефти из поврежденного участка нефтепровода и закачку собранной нефти в отремонтированный нефтепровод; безогневую резку труб; замену дефектного участка без опорожнения трубы от нефти. Применение комплекса технических средств позволяет повысить производительность труда ремонтных работ, сократить сроки на ликвидацию аварии.

Выполнение ремонтно-восстановительных работ на магистральных нефтепроводах, проложенных в горах, также связано с рядом особенностей. К ним относятся:

быстрое растекание разлитой нефти по склонам и водостокам и сложность ее задержания и сбора;

повышенная пожарная опасность в связи с размещением населенных пунктов, автомобильных железных дорог, линий электропередачи вдоль водотоков, ущелий, долин, куда может стекать разлитая при аварии нефть;

136

необходимость заблаговременного (либо в период аварии) оборудования рабочих площадок для крепления лебедок и якорей на труднодоступных участках;

сложность подъезда транспортной и ремонтной техники к месту аварии;

сложность работы ремонтной техники на косогорных участках и наличие скальных пород;

необходимость выполнения подготовительных работ по расчистке проездов и площадок для ремонта при осыпях, обвалах, укреплению склонов при оползнях, подсыпке при размывах;

многообразие конструктивных элементов нефтепровода (повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Байтовые, арочные, балочные, подземные переходы через естественные и искусственные препятствия, трубопроводы на полках и в тоннелях).

Земляные работы на горных участках нефтепроводов проводятся с той же целью, что и в обычных условиях, и в условиях болотистой местности, т.е. в случае аварийной ситуации, для создания ремонтного котлована, сооружения запруд и амбаров для улавливания и сбора разлитой нефти, сооружения нефте- и водоотводных канав, засыпки трубопровода после окончания ремонтных работ, устройства проездов, переездов и т.п. Но производство земляных работ в горах имеет свою специфику из-за наличия как продольных, так и поперечных уклонов и необходимости в связи с этим устройства площадок, полок для размещения аварийной техники. Земляные работы должны выполняться механизированным способом с помощью бульдозера и экскаватора. Земляные работы на участках с поперечным уклоном не более 8 град, и с продольным уклоном до 15 град, выполняются механизмами на колесном и гусеничном ходу обычными методами. На косогорах с поперечным уклоном более 8 град, работа землеройных машин запрещается. В этих условиях необходимо обеспечить устойчивость работающих механизмов путем устройства полок или заанкериванием. Площадки и полки в зависимости от рельефа местности и характеристики грунтов устраивают в виде выемки или полунасыпи-полувыемки.

На косогорах с поперечным уклоном от 8 до 12 град. площадки устраивают в виде полунасыпи-полувыемки, от 12 до 18 град — с уступами для насыпи, более 18 град. — в виде чистой выемки. Устройство полок и площадок на участках с поперечным уклоном до 15 град, и продольным уклоном до 30 град, необходимо производить бульдозерами, поперечны-

137

ми или продольными ходами. Доработка полки (площадки) и ее планировка выполняются продольными проходами бульдозера с послойной разработкой грунта и перемещением его в полунасыпь. На крутых косогорах с поперечным уклоном более 12-15 град, для устройства площадок и полок следует применять одноковшовый экскаватор. При работе на косогорах и полках большой крутизны следует принимать меры для обеспечения устойчивости и безопасности работающих механизмов путем анкеровки. С этой целью необходимо закреплять работающий механизм стальным канатом за находящиеся на верху склона лебедки, тракторы или другие механизмы, выполняющие роль якоря. Целесообразность применения тех или иных технических средств в горных условиях должна определяться не только их производительностью или мощностью, но и транспортабельностью, небольшой массой, что обеспечивает быстроту доставки к месту аварии и простоту удерживания рабочего механизма на уклонах. Опыт эксплуатации свидетельствует о том, что в качестве экскаваторов лучше всего использовать колесные с обратной лопатой, а из бульдозеров - легкие гусеничные. На полках и участках трассы с продольными уклонами до 15 град, работы по сооружению ремонтного котлована выполняются обычными методами с помощью экскаватора, оборудованного обратной лопатой, в направлении сверху вниз по склону. При уклонах более 15 град, необходимо закреплять экскаватор тросами за расположенные выше по склону тракторы, бульдозеры, лебедки и т.д. Способ закрепления, количество и марки удерживающих механизмов, выбор каната (троса) должны определяться расчетом. На продольных уклонах 36 град, и более работа экскаватора, даже при его надежном закреплении, недопустима.

На продольных уклонах свыше 36 град, разработку грунта ведут лотковым способом (с помощью бульдозера) сверху вниз последовательными слоями толщиной 0,2 — 0,6 м. При этом обязательно анкеровка бульдозера одним или двумя тракторами (бульдозерами), которые находятся наверху на склоне и вытаскивают бульдозер на исходную позицию (см. рис. 4.7).

Разработка ремонтного котлована на уклонах более 45 град, производится вручную с применением средств малой механизации, отбойных молотков и т.п.

Работы по засыпке траншей и ремонтных котлованов на уклонах могут выполняться бульдозерами (рис. 6.1) или экскаватором при обеспечении их устойчивости.

138

Рис. 6.1. Схема производства работ при засыпке котлована на уклоне:

1 - трубоукладчик; 2 провод; 5 — трос

бульдозер; 3 - ремонтный котлован; 4 - трубо-

По завершении аварийно-восстановительного ремонта нефтепровода на уклонах, где возможно образование оползня или эрозии почвы под действием поверхностных водр необходимо восстановить первоначальный рельеф местности (возвратить вынутый при сооружении полок, площадок, траншей и котлованов грунт, уплотнить его) и закрепить почву растительностью (одернением, посевом трав и т.д.).

139

В районах распространения многолетнемерзлых грунтов применяются надземный, наземный и подземный способы укладки трубопроводов. Характерной особенностью многолетнемерзлых грунтов является высокая чувствительность их физико-механических свойств к тепловым воздействиям. Грунты при температуре ниже О °С обладают весьма высокой прочностью и соответственно несущей способностью. Однако далее повышение температуры многолетнемерзлого грунта до О °С приводит к таянию льда, содержащегося в грунте, нарушению цементационных связей между отдельными частицами грунта. Прочность грунта резко снижается, грунт разжижается и под воздействием собственного веса и внешних нагрузок дает большие просадки. Трубопровод, уложенный в такой грунт, и нефть, вышедшая из нефтепровода при авариях, оказывают на грунт механическое и тепловое воздействие, что приводит к снижению несущей способности грунта и высокому его водонасыщению. В связи с этим в многолетнемерзлых грунтах сложности ремонта в основном такие же, как и на болотах. При надземной же прокладке трубопроводов исключаются работы по созданию ремонтного котлована.

Особенностью песчаных грунтов являются их низкая несущая способность и высокие инфильтрационные свойства для жидкостей, в том числе для нефтей. Выполнение аварийного ремонта проводится с использованием транспортной техники высокой проходимости. Большая часть вытекшей нефти уходит в песчаный грунт, и, как следствие, теряется много нефти. Требуется очистка значительного объема грунта, загрязненного нефтью.

В зимнее время под слоем глубокого снега часто трудно обнаружить и найти точное место выхода нефти из трубопровода. Перед тем как начать вскрытие трубопровода и другие работы, место проведения ремонта и размещения техники очищают от снега. Разработку мерзлого грунта проводят отбойными молотками, пилами и другими приспособлениями. Принимают срочные меры по созданию нормальных условий работы и отдыха для персонала с учетом зимних холодов.

6.2. ё ё ?б о 6^ а 6 ^ OeioOa ё ё ё ё ё А5 ё ё?а ё ё ?Oe'i ?ёё ?а Аё а ё ?

Эксплуатация магистральных нефтепроводов на заболоченных участках — сложная инженерная задача, поскольку она осуществляется в условиях избыточного увлажнения грунтов

140

при их очень низкой несущей способности. Эта задача еще больше усложняется ввиду того, что болото по своей структуре является сложной системой, которая может изменять свои физико-механические характеристики по глубине, протяженности и в зависимости от погодных условий. Поэтому основной проблемой ремонта нефтепроводов на заболоченных участках является обеспечение проходимости используемой техники.

Решение этих проблем возможно только при наличии подробной информации, полученной при инженерно-геологических и гидрологических обследованиях заболоченных участков, разработанной классификации болот и болотных грунтов.

Существующие нормативные документы по ведению АВР на магистральных нефтепроводах в условиях болот не предусматривают предварительного определения несущей способности болот. Поэтому возникают дополнительные трудности при принятии решения о возможности использования боло-тоходной техники или выборе способа повышения несущей способности поверхности болота для доставки техники и ремонтной бригады к месту аварии.

В целях эффективного и безопасного проведения АВР на нефтепроводах необходимо разработать метод ускоренного определения несущей способности болотных грунтов с учетом их неоднородности и наличия участков с нарушенной структурой торфа, имеющих низкую несущую способность.

Анализ литературы по исследованию грунтов в полевых условиях показал, что в настоящее время наиболее оперативными способами определения прочности характеристик слабых грунтов являются методы статического зондирования и вращательного среза. Для этих целей используются портативные приборы.

Для статического зондирования, которое позволяет выделить границу распределения слабых грунтов, определить глубину залегания более прочных подстилающих грунтов, приближенно оценить плотность, несущую способность слабых грунтов и другие параметры, широко используется в практике ручной зондовый пенетрометр П-4 (рис. 6.2). Зонд вручную с помощью рукоятки 2 задавливается в торфяную толщу с лобовым сопротивлением до 20 • 105 Па. Скорость зондирования должна по возможности сохраняться постоянно в пределах 0,5...1,5 м/мин. В журнале зондирования по показаниям индикатора часового типа 1 регистрируются значения сопро-

141

Рис. 6.2. Зондовый пенетрометр П-4:

1 — индикатор часового типа; 2 — рукоятка; 3 — упор с упругой пружиной;

4 — штанга; 5 — конусный наконечник

тивления грунта через каждые 20 см, а при резком изменении свойств грунтов — с периодом 10 см.

При зондировании очень слабых грунтов до глубины 4...

5 м трение по боковой поверхности зонда можно не учитывать. Размеры конусных наконечников существенного влияния на результаты зондирования не оказывают. Основной характеристикой конусного наконечника 5 является площадь наибольшего поперечного сечения, которая составляет 10; 40; 70; 100 см2.

Неплохие результаты при испытании слабых грунтов дает метод вращательного среза. Сущность метода заключается в измерении крутящих моментов, затрачиваемых на преодоление сопротивления грунтов срезу, с помощью рабочего наконечника в виде крестообразной крыльчатки.

Методом вращательного среза определяют сопротивление грунтов сдвигу в нарушенном и ненарушенном состоянии, показатель структурной прочности, однородность грунтов по площади и глубине. Размеры крыльчатки подбирают в зависимости от прочности грунтов, но при больших размерах

142

наконечников достигается более высокая стабильность результатов измерения.

Процесс испытания грунтов заключается в следующем. Подготовленную колонну штанг с крыльчаткой погружают на заданную глубину плавным вдавливанием. Затем вращают крыльчатку за рукоятку измерительной головки с угловой скоростью 0,35 • 10"2 рад/с и определяют максимальный крутящий момент амакс, отвечающий природной прочности грунта ненарушенного сложения, и установившийся момент ауст, соответствующий прочности грунта после нарушения в нем структурных связей.

Приведенные выше методы испытания грунтов предназначены для капитального строительства. При проведении аварийно-восстановительных работ на магистральных трубопроводах испытание грунтов можно производить по упрощенной методике, обеспечивающей безопасную работу техники на период проведения ремонтных работ. Для обеспечения подъезда и маневрирования технических средств при производстве АВР на магистральных нефтепроводах, проложенных на болотах, сооружают временные подъездные дороги и рабочие площадки.

Временные подъездные дороги позволяют соединить место размещения ремонтных технических средств с местом производства аварийных работ (рабочими площадками); сооружают их по кратчайшей прямой при благоприятных грунто-во-геологических условиях. Подъездные дороги и рабочие площадки могут быть неразборными, сооруженными из насыпных грунтов или по принципу лежневых и сланевых дорог — из подручных материалов, а также разборными, сооруженными из инвентарных конструкций дорожных покрытий.

Устройство временных дорог из насыпных грунтов трудоемко, связано с большими затратами средств и времени. Строительство неразборных лежневых и сланевых подъездных дорог и рабочих площадок при ликвидации аварий на магистральных нефтепроводах - наиболее распространенный способ повышения несущей способности болот I и II типов в лесной зоне. Однако данный способ очень трудоемкий и требует больших затрат времени и значительных материальных ресурсов, в том числе древесины (от 1,3 до 3 тыс. м7км). Поэтому при АВР на болотах рационально использовать высокопроходимую технику или сборно-разборные дорожные покрытия и рабочие площадки, имеющие достаточную несущую способность и высокие темпы сборки.

143

Применение современных конструкций и технологий при строительстве временных дорог позволит снизить затраты на ликвидацию аварий нефтепровода, а также сократить время его простоя.

В настоящее время существует множество конструкций временных дорог. Главными критериями их выбора являются скорость строительства и обеспечение несущей способности при необходимом числе проходов техники. Поэтому выбор типа конструкции для сооружения подъездных дорог и рабочих площадок при минимальных затратах и в короткий срок зависит от правильного сочетания различных типов конструкций и грунтового основания.

Один из важнейших путей повышения несущей способности слабых грунтов — химическое закрепление. Основными преимуществами этого метода являются быстрота его выполнения и высокая скорость отверждения закрепляющих растворов. В зависимости от используемых реагентов химическое закрепление позволяет достичь необходимой прочности грунтов в установленное время или практически мгновенно. Существует множество способов и технологий химического закрепления грунтов. Так, в дорожном строительстве широко используется способ укрепления местных грунтов путем перемешивания их с вяжущими веществами, осуществляемого как в специальной установке, так и непосредственно на дороге с применением грейдера или бульдозера.

В качестве вяжущих веществ могут быть использованы цементы, битумы, эмульсии, нефти, смолы и т.д. К преимуществам этого метода относятся хорошие прочностные показатели, возможность использования местных грунтов и минимальные материальные затраты.

Выполнялись исследования по химическому закреплению болотных грунтов в Тюменской области. Закрепление грунтов проводилось путем их перемешивания с закрепляющими смесями, которые готовились с использованием в определенном соотношении следующих компонентов: портландцемента М-400, извести II сорта, нефти, сланцевого креозота, силиката натрия (жидкого стекла), бихромата натрия, кремнефто-ристого натрия и пиролизной смолы. Исследования показали, что прочность закрепленных торфяных грунтов достаточна для создания устойчивого несжимаемого основания земляного полотна.

Были также проведены эксперименты по электрохимическому закреплению торфяных грунтов в естественных услови-

144

ях. Установлено, что этот способ наиболее эффективен на заключительной стадии консолидации, когда значительно уменьшается водопроницаемость грунта. К недостаткам метода молено отнести длительность процесса закрепления грунтов.

Особый интерес представляет химическое закрепление слабых грунтов в естественном залегании методом инъекции. В настоящее время накоплен большой опыт по закреплению переувлажненных песков и посадочных лессовых грунтов данным способом. Сущность его заключается в том, что через вдавленные в грунт на определенную глубину инъекторы под давлением подаются маловязкие химические растворы, которые способны проникать в поровое пространство и твердеть в нем в строго установленное время. Необходимое условие — достаточная пористость закрепляемого грунта.

И все лее химические методы закрепления грунтов являются дорогостоящими для создания временных подъездных дорог при ликвидации аварий на нефтепроводах, пролегающих в болотистой местности.

Анализ существующих (как в России, так и за рубежом) сборно-разборных дорожных покрытий показал, что в основном это конструкции колейного и сплошного типа с шарнирно- или свободно объединенными элементами. Поэтому их применение ограничивается болотами I типа.

С учетом условий и специфики проведения аварийно-восстановительных работ на магистральных нефтепроводах, проложенных на болотах, было разработано несколько типов сборно-разборных дорожных покрытий и рабочих площадок: СРДП-1, СРНП-1, СРРП-2, СРПН-3.

Сборно-разборные покрытия СРДП-1 и СРНП-1 наиболее перспективны для устройства временных подъездных путей, необходимых для проезда аварийной техники при ликвидации аварий на болотах I и II типов.

Сборно-разборное дорожное покрытие СРДП-1 (рис. 6.3) представляет собой решетчатый щит, состоящий из 9 основных и 24 закладных брусьев, стянутых между собой болтами. Соединение щитов осуществляется с помощью замков, выполненных из парных отрезков труб разной длины и диаметра с вырезанными секторами. Отрезки труб прикреплены к торцам посредством приваренных закладных пластин таким образом, чтобы в рабочем положении замковое соединение было неразъемным.

145

Рис. 6.3. Сборно-разборное дорожное покрытие СРДП-1

Техническая характеристика СРДП-1

Ширина проезжей части, м..................................................................... 3,2

Общая ширина покрытия, м................................................................... 3,5

Высота покрытия, м...................................................................................... 0,3

146

Размеры монтажных элементов, м:

длина и ширина щитов колейного покрытия..........................2,2-1,05

длина бруса:

колесоотбойного.................................................................................... 3,5

межколейного......................................................................................... 1,1

Максимальная масса монтажных элементов покрытия, кг. 150

Масса 1 м покрытия, кг.............................................................................. 175

Расход древесины на 1 пог. м покрытия, м3................................... 0,23

Расчетная колесная нагрузка, кН........................................................ 200

Время сборки 1 м покрытия, мин......................................................... 3,0

Сборно-разборное несущее покрытие СРНП-1 (рис. 6.4) состоит из поперечного настила, выполненного из брусьев сечением 15 х 15 см и длиной 4,4 м, уложенного концами на нижние продольные лежни с шагом 60...70 см. Сверху на поперечный настил уложены верхние продольные элементы 3 (колесоотбои), которые расположены строго над нижними лежнями. Верхние и нижние продольные брусья сечением 15x15 см и длиной 5,0 м объединены между собой по длине с помощью металлических обойм, выполненных из швеллеров № 18 и стягивающих устройств в виде струбцин, которые установлены по краям обойм в местах стыка продольных брусьев и в каждой трети пролета, где прикреплены хомуты с крючьями на нижних продольных брусьях. Такое расположение стяжного устройства позволяет жестко защемить поперечный настил между верхними и нижними продольными брусьями, а узловое соединение продольных элементов, состоящее из нижних и верхних обойм и струбцин, придает конструкции неразъемность в продольном направлении. Это позволяет увеличить несущую способность конструкции и дает возможность применять ее на болотах I и II типов.

Проезд строительной техники осуществляется по колейному дощатому настилу, выполненному из досок длиной 5,0 м и сечением 15x6 см, сбитых попарно в щиты и уложенных на поперечные брусья. На каждую колею проезда предусмотрено два щита.

Техническая характеристика СРНП-1

Ширина проезжей части, м..............................................................

Габариты секции несущего покрытия, м..................................

Размеры монтажных элементов, м: длина брусьев:

нижних продольных (металлические обоймы)...........

верхних продольных....................................................................

поперечных........................................................................................

щит колейного дощатого настила:

длина.....................................................................................................

ширина................................................................................................

147

4,0 5,4x4,4x0,6

5,4 5,0 4,4

5,0 0,35

Рис. 6.4. Сборно-разборное несущее покрытие СРНП-1:

1 - струбцина; 2 - поперечный брус; 3 - нижний продольный брус; 4 - обойма; 5 - верхний продольный брус; 6 дощатый настил

 

Рис. 6.5. Сборно-разборная рабочая площадка СРРП-2: 1 - поперечный брус; 2 - продольный брус? 3 - окно

Максимальная масса монтажных элементов покрытия, кг 85

Масса несущего покрытия, кг......................................... ............ 242

Расход на 1м несущего покрытия:

древесины, м3_................ ........................................................... 0,33

металла, кг.............................................................................................. 21

Максимальная нагрузка, кН:

автомобильная.................................................................................. 200

гусеничная............................................................................................. 365

Сборно-разборная рабочая площадка СРРП-2 (рис. 6.5) предназначена для размещения и маневрирования ремонтной техники и механизмов при проведении аварийно-восстановительных и ремонтно-профилактических работ на магистральных нефтепроводах, проложенных на болотах I и II типов. Составные элементы СРРП-2 аналогичны элементам СРНП-1.

В зависимости от вида повреждений, способов их устранения, грунтовых условий и используемой ремонтной техники из состава монтажных элементов СРРП-2 можно создать площадку любой формы (по обеим сторонам ремонтируемого трубопровода) с "окном” в середине Г-образной или П-образной формы).

Техническая характеристика СРРП-2

Строительная высота м 0 47

Длина, м:

пволольных элементов 5 0

поп^ечных элементов::::::::::::::::::::::::::::::: 5,о

149

щита дощатого настила.............................................................................. 5,0

обоймы.................................................................................................................. 0,8

Максимальная масса монтажного элемента, кг................................ 85

Расход материала на 1 м2:

древесины, м3..................................................................................................... 0,1

металла, кг............................................................................................................ %1

Расчетная нагрузка, кН:

автомобильная................................................................................................... 200

гусеничная........................................................................................................... 250

Время монтажа 100 м2 площадки бригадой из 8 чел., мин........... 88

Сборно-разборное несущее покрытие СРНП-3 (рис. 6.6) предназначено для устройства временных подъездных дорог к нефтепроводам, проложенным на болотах III типа, а также для преодоления строительной техникой малых водных преград и участков болот с открытой водной поверхностью.

СРНП-3 дополнительно содержит выдвижные опорные стойки, закрепленные в направляющей трубе между спаренными верхними и нижними продольными брусьями. На нижнем конце опорной стойки расположен шнек для ввинчивания ее в минеральное дно болота и увеличения площади опи-рания на грунт. Под поперечным настилом располагаются надувные эластичные камеры (подплавы), изготовленные из высокопрочной прорезиненной ткани. Продольные элементы объединяются между собой с помощью обойм и стяжного устройства.

СРНП-3 может применяться на болотах любого типа, при этом на болотах I и II типов не требуется вводить подплавы и опорные стойки.

Рис 6 6 Сборно-разборное несущее покрытие СРНП-3*

1 - верхний швеллер- 2 - поперечина- 3 - верхний продольный брус 4 -

дощатый настил; 5 - подплавы; 6 - выдвижная стойка '

150

Техническая характеристика СРНП-3

Строительная высота, м........................................................... 0,6

Длина, м:

нижних продольных брусьев со швеллером.......... 5,4

верхних продольных брусьев........................„................ 5 0

поперечных брусьев.....„...................................................... 5,0

щита колейного настила.................................................... 50

обоймы........................................................................................... 0,8

Максимальная масса монтажного элемента, кг 85

Расход металла на 1 м2 дороги, кг...................................... 6,0

Расчетная нагрузка, кН:

автомобильная......................................................................... 100

гусеничная................................................................................. 150

Сборно-разборное перекидное покрытие ПСРП-1 предназначено для обеспечения прохождения одноковшовых экскаваторов на колесном ходу с массой не более 25 т по грунтам с малой несущей способностью при вскрытии нефтепроводов для ремонта. Покрытие (рис. 6.7) состоит из пяти одинаковых щитов, соединяемых между собой с помощью быс-троразъемных замков. Переукладка щитов и их соединение выполняются экскаватором (оборудованным обратной лопатой) с помощью стрелы и ковша.

Рис б 7 Покрытие сборно-разборное перекидное ПСРП-1* 1 -"щит; 2 - быстроразъемный замок; 3 - экскаватор

151

Покрытие ПСРП-1 обеспечивает малое удельное давление на грунт (не более 0,018 МПа) и дает возможность наиболее экономично и с соблюдением требований охраны окружающей среды производить земляные работы в слабонесущих грунтах, болотах I типа.

Основные параметры щита

Габаритные размеры, мм, не более:

длина........................................................................... 2470

ширина...................................................................... 5920

высота......................................................................... 870

Масса, кг, не более................................................ 1730

Грузоподъемность, кг, не менее...................... 12 000

Описанные конструкции покрытий для временных дорог СРДП-1, СРНП-1, СРНП-3, ПСРП-1 позволяют:

сооружать временные дороги на болотах без специальной планировки поверхности болота и дополнительного устройства основания;

улучшить проходимость транспортной техники;

сократить трудоемкость монтажных работ при устройстве подъездных путей;

уменьшить время проведения ремонтных работ и аварийного простоя нефтепровода.

Благодаря конструкции покрытий СРДП-1, СРНП-1, СРНП-3 и ПСРП-1 их возможно изготовлять в мастерских баз производственного обслуживания нефтепроводных управлений и применять как инвентарные табельные средства многократного использования.

Институтом ИПТЭР разработана конструкция площадки, которая может быть использована при ремонте нефтепроводов на болотах (рис. 6.8).

Площадка состоит из центрального щита 1 и прикрепленных к его боковым поверхностям щитов 2, выполненных из вспененных полимерных материалов с металлической облицовкой, соединенных шарнирами 3. Шарниры расположены по периметру центрального щита.

В рабочем положении щиты площадки фиксируются автоматическими защелками 4.

Во избежание крена при несимметричном приложении нагрузки площадка снабжена несущими стойками 5 свайного типа, расположенными по ее внешнему контуру. Стойки выполнены из труб и крепятся к щитам с помощью скоб и болтов. Стойки обеспечивают устойчивое положение площадки на поверхности болот.

152

Рис. 6.8. Площадка: 1 - центральный щит; 2 -боковой щит; 3 - шарнир; 4 - защелка; 5 - стойка; 6 - ушко строповочное

Рис 6 9 Доставка площадки вертолетом-1- вертолет; 2 - площадка; 3 — внешняя подвеска.

Для транспортировки площадки предусмотрены стропо-вочные ушки 6. Площадку доставляют к месту работ на внешней подвеске вертолета (рис. 6.9).

На месте работ контейнер устанавливают сначала на центральный щит 1, после освобождения строп под собственным весом раскладывают в площадку и фиксируют в таком положении автоматическими защелками 4. Далее устанавливают

153

несущие стойки 5, освобождают защелки 4, стропуют площадку за ушки 6.

Сложенная для транспортировки площадка позволяет одновременно перевозить внутри образовавшегося контейнера грузы, необходимые для проведения ремонтных работ.

6.3. ia ёбё аб^ а 6 eiO? ё а

ёба ё ^ 1? ё Её а ё ia ё ?А^ А д А Аё а ё lA'i

Как показывают статистические данные, продолжительность аварийно-восстановительных работ на магистральных нефтепроводах, проложенных в сложных условиях трассы, в частности, в болотистых и переувлажненных грунтах, в среднем в 2-3 раза больше, а экономический ущерб в 3-4 раза выше, чем на трубопроводах того же диаметра, проложенных в устойчивых грунтах. Это объясняется тем, что аварии на магистральных нефтепроводах, проложенных в болотистых и переувлажненных грунтах, осложняются рядом специфических факторов, в том числе сложностью вскрытия поврежденного участка нефтепровода и последующим устройством ремонтного котлована.

Для вскрытия таких участков требуются специальные технология и технические средства.

Большинство болот, по которым проходят нефтепроводы, имеют мощность торфяного горизонта от 0,5 до 3,5 м. В этих условиях проведение ремонтно-восстановительных работ с созданием ремонтного котлована по обычной технологии в весенне-летний период, а иногда круглый год, не представляется возможным. Значительная водонасыщенность торфов, наличие поверхностных вод приводят к обрушению стенок ремонтного котлована и заполнению его болотной массой, трудно поддающейся откачке насосами. Поэтому специфической особенностью разработки котлованов в заболоченных и переувлажненных грунтах является необходимость укрепления их стенок. Укрепление стенок ремонтного котлована и создание герметичности — наиболее трудоемкие и длительные операции. Для укрепления стенок котлованов иногда используют деревянные сваи. После уточнения места аварии производят разметку границ ремонтного котлована и разработку его одноковшовым экскаватором. Затем по периметру ремонтного котлована в два ряда выполняют забивку свай. Сваи забивают вплотную друг к другу, а расстояние между рядами составляет 15 —20 см. После забивки между рядами

154

свай подсыпают глину и утрамбовывают ручными трамбовками. Данный способ имеет низкую производительность из-за применения в большом объеме ручного труда. Так, ава-рийно-воссстановительная бригада из 6 человек затрачивает следующее время на ограждение котлована размером 6x6 м: на забивку ограждающих элементов 42 — 44 ч, на подсыпку и утрамбовку глины 40-44 ч.

В промышленном и гражданском строительстве существует много способов, методов, устройств для погружения и извлечения свай, шпунтов. Но ни один из них не может быть применен для укрепления стенок котлована при ремонте нефтепроводов, проходящих по болотистой местности, по следующим причинам:

аварийно-восстановительные работы на магистральных нефтепроводах выполняются в срочном порядке;

место производства работ, как правило, значительно удалено от развитых промышленных баз;

в районе аварии существует повышенная взрыво- и пожа-роопасность из-за разлитой нефти;

в районе аварии, как правило, отсутствуют прочные дороги и площадки для подъезда и работы транспорта и аварийных технических средств;

большая масса шпунтов и оборудования для их забивки создает дополнительные трудности при доставке к месту аварии.

Иногда стенки котлована крепят деревянными шпунтами, которые с одной стороны имеют паз, а с другой — соответствующий ему выступ. При забивке шпунтов в ряд по периметру котлована выступ одного шпунта входит в паз другого, т.е. создается сплошная плотная стенка. Для забивки деревянных шпунтов в качестве ударного механизма используется импульсный пневмопробойник типа ИП 4603А, называемый "кротом". Недостаток установки тот же, что и при забивке металлических шпунтов: искривление стенки, приостановка погружения шпунта при встрече с древесными остатками, которых множество в болотной массе. С учетом этих факторов было создано устройство УП-1 (рис. 6.10), где погружение шпунтов осуществляется с помощью гидроцилиндров. В этом случае, встречая на своем пути древесные остатки, шпунт их срезает. Для того чтобы не происходило отклонение стенки от вертикали, шпунты перед погружением собирают на поверхности земли в стенку по всем сторонам будущего котлована (рис. 6.11). Вдавливание шпунтов происходит с помощью механизма погружения 1, который последо-

155

Рис. 6.10. Устройство для погружения шпунтов УП-1:

1 — механизм погружения; 2 — шпунт; 3 — балка верхняя; 4 — рама; 5 — анкер; 6 — кронштейн; 7 — хомут; 8

распределитель; 9 — рукав высокого давления

гидро-

 

Рис. 6.11. Устройство для погружения шпунтов УП-1 (вид в плане): 1 - механизм погружения' 2 - шпунт- 3 - балка верхняя- 4 - рама- 5 анкер- 6 - кронштейн- 7 - хомут- 8 - площадка- 9 - трубопровод- 10 замковое соединение

Риг 6 12 Способ созлания врмонтного котлована с помошью прно-

полиуретановой композиции-

1 - трубопровод; 2 - труба; 3 - гребенка; 4 - емкость

вательно вдавливает каждый шпунт на глубину хода поршня гидроциклона (80CN-900 мм), обкатываясь по раме по всему периметру котлована. Шпунты, находясь в замковом соединении друг с другом, имеют строго вертикальное направление и сохраняют его до проектной отметки. Замки обеспечивают герметичность ограждения. Устройство для погружения шпунтов УП-1 позволяет укреплять стенки ремонтного котлована глубиной до 3 м на болотах I типа.

Техническая характеристика УП-1

Диаметр ремонтируемого трубопровода, мм.................. 530...1220

Размеры ограждаемого ремонтного котлована, м,

не более.............................................................................................. 6x4

Глубина погружения шпунта, м, не более..................... 3,6

Максимальное усилие погружения, кН (тс)................ 80 (8)

Масса одного шпунта, кг, не более................................... 36

Габаритные размеры шпунта, мм........................................ 2000x300x33

Гидроциклон, мм:

диаметр........................................................................................... 80

ход поршня................................................................................... 850

Несущая способность одного анкера, кН (тс)............. 20 (2)

Количество механизмов погружения, шт..................... 2

Масса устройства (без шпунтов), кг.................................. 3000

Укрепление стенок ремонтного котлована возможно путем ввода в болотную массу пенополиуретановой композиции (рис. 6.12).

В зоне повреждения участка трубопровода 1 в болотную массу погружают вертикальные трубы 2, которые подключают к гребенке 3, по которой в трубы под давлением из емкости 4 подают композицию пенополиуретана. Жидкая фаза композиции, вытесняя болотную массу в зоне повреждения, через 10— 12 мин полимеризуется, увеличиваясь в объеме.

В образованном твердом массиве пенополиуретана разрабатывают котлован, например, путем вырезания мотопилами отдельных блоков с последующим их удалением.

6.4. ё ё ё eiU 65 а 6 ёба ё д ig ё Её аё ia ё ?А^ А ё ё ёа а 6^ 6^ а 6а ЕОёа 6ia б д б i aAa 6ё

В сильно переувлажненных грунтах и на болотах III типа создание ремонтного котлована с помощью шпунтовых ограждений невозможно. Для этих целей используются различные конструкции так называемых сухих доков, кессонов и герметичных камер.

158

Рис. 6.13. Ремонтная герметичная камера:

1 — подвеска; 2 — гидроцилиндр; 3 — груз; 4 — шарнир; 5 — направляющая штанга; 6

керная; 8 — маслобензостойкая штанга; 9 — узел герметизации; 10 — челюсть правая

челюсть левая; 7

стойка ан-

 

Рис. 6.14. Ремонтная герметичная камера (вид сбоку). Позиции см. на рис. 6.13

В институте ИПТЭР разработана ремонтная герметичная камера РГК, которая предназначена для создания котлована на трубопроводах диаметрами 530, 720, 820, 1020 и 1220 мм, проложенных на болотах I, II, III типов. Камера РГК (рис. 6.13, 6.14) представляет собой установку с гидравлическим приводом, которая монтируется с помощью крана на поврежденном участке нефтепровода и образует ремонтный котлован. Корпус камеры состоит из двух шарнирно-соединенных челюстей, которые смыкаются с помощью гидроцилиндров, обхватывая трубопровод торцевыми частями и образуя герметичную полость, открытую сверху. При необходимости борта камеры наращиваются одной или двумя приставками. Камера снабжена анкерными стойками, которые завинчиваются в грунт и придают ей устойчивость относительно трубопровода, а также противодействуют выталкивающей силе, создаваемой находящейся снаружи камеры жидкостью. Через коллекторы с приямками достигается пол-

160

Рис. 6.15. Устройство для ремонта трубопровода, проложенного на

болоте:

1 — тюубка: 2, 8 — пюол/шины: 3 — юебюо жесткости: 4 — веюхняя часть

устройства; 5 - нижняя часть устройства? 6 - направляющая; 7 - скоба

ная откачка торфяно-водяной смеси из внутренней полости камеры.

К месту аварийно-восстановительных работ на болоте камеру доставляют на непотопляемых санях, которыми оборудована камера.

Общее время подготовки камеры из транспортного положения рабочей бригадой из 5 человек составляет 2 ч, демонтажа — также 2 ч. Испытания показали, что камера РГК позволяет создавать ремонтный котлован на болотах, обводненных участках трассы при глубине заложения трубопровода до 2,2 м. Внутри камеры можно проводить работы по ликвидации мелких дефектов трубы; операции, связанные с заменой дефектного участка, включающие вырезку этого участка труборезными машинками (или другими известными способами), подгонку, центровку и сварку новой "катушки".

Разработано также устройство, которое позволяет проводить ремонтные работы на обводненных и заболоченных участках магистральных нефтепроводов. Устройство (рис. 6.15) состоит из двух частей, сваренных из листовой стали толщиной 1 5-2 мм Верхняя часть 4 выполнена в виде прямоугольника, нижняя 5 имеет закругленную форму. На внут-

161

реннюю поверхность устройства наварены ребра жесткости 3 из полосовой стали. Нижняя часть несколько меньше верхней, так как по месту разъема должна входить в верхнюю. На место аварии нижняя и верхняя части доставляются вертолетом, проушины 2 и 8 служат для закрепления троса. Для удобства эксплуатации на внешнюю часть приварены скобы 7 и направляющие 6.

Нижнюю часть заводят под поврежденный участок трубы 1 с помощью водолазов и затем с помощью троса с винтовым зажимом закрепляют на трубе. Верхнюю часть с помощью направляющих соединяют с нижней и закрепляют болтами. Торцевой разъем также скрепляют болтами. После этого устройство оказывается прикрепленным к трубе, и винтовой зажим снимают.

Из собранного устройства откачивают воду, в нижнюю часть укладывают деревянный настил.

Боковое уплотнение выполнено в виде шипа-паза, уплотняющий материал — резина или сальниковая набивка в виде жгута. Торцевое уплотнение выполнено в виде буксы, упирающейся через сальник в нажимной упор.

Знакомства

для

настоящих

нефтяников

и

газовиков

Я:

Ищю:

от лет

до лет

В данной библиотеке представлены книги исключительно для личного ознакомления.
Запрещено любое копирование не для личного использования, а также с целью использования в коммерческих целях.
В случае претензий со стороны авторов книг/издательств обязуемся убрать указанные книги из перечня ознакомительной библиотеки.
Копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений осуществляются пользователями на свой риск.
Гумеров А.Г., Азметов Х.А., Гумеров Р.С., Векштейн М.Г.
Аварийно-восстановительный ремонт магистральных нефтепроводов

Глава № 6

Навигация

Аннотация-Введение-Оглавление-Список литературы

Глава 1 2 3 4 5 6 7 8

Скачать эту главу в формате PDF

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

по всем вопросам и предложениям Вы можете обращаться на neft-i-gaz@bk.ru Администрация сайта