Подводные переходы

При разработке технологии укладки трубопровода способом протаскивания по дну определяют:

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

− силу воздействия потока воды на трубопровод;

− необходимые тяговые  усилия;

− число и грузоподъемность разгружающих понтонов.

Для приварки очередной плети  трубопровода при протаскивании используются трубоукладчики, обеспечивающие условия для центровки труб на берегу

На сборку, сварку и проверку качества сварки каждого межсекционного стыка составляют акт, подписываемый инженерно-техническим работником, ответственным за сооружение подводного перехода, и представителем полевой испытательной лаборатории. Результаты контроля этих стыков заносят в журнал сварочных работ

Укладка трубопровода свободным погружением

Свободное погружение с заполнением  внутренней полости водой применяется обычно для укладки нефтепродуктопроводов, имеющих в незаполненном состоянии положительную плавучесть. [4] Для укладки газопроводов, имеющих в забалластированном состоянии отрицательную плавучесть, свободное погружение применяют без заполнения полости газопровода водой путем последовательного открепления понтонов. Технология укладки нефтепродуктов свободным погружением с заполнением их водой включает:

− монтаж трубопровода на спусковой  дорожке или стапеле;

− оснащение трубопровода разгружающими понтонами, а также вентилями для выпуска воздуха и залива воды в трубопровод;

− спуск трубопровода на воду;

− буксировку трубопровода к месту укладки в случае, если монтаж выполняется не в створе перехода;

− установку плавающего трубопровода в створе перехода;

− погружение плавающего трубопровода в проектное положение путем заполнения его водой с одновременным выпуском воздуха через вентиль на противоположном конце трубопровода.

Укладка трубопровода свободным погружением выполняется при наличии следующих условий:

− скорость течения воды невелика и не требуются сложные устройства для удержания плавающей нитки трубопровода и погружения его на дно;

− пересекаемая водная преграда не судоходна или в месте перехода возможен перерыв судоходства на время установки трубопровода в створе перехода и погружения его на дно.

Свободное погружение целесообразно использовать при наличии на концах укладываемого трубопровода гнутых вставок, мешающих его протаскиванию.

Технологические схемы погружения трубопровода предусматривают расстановку плавучих и технических средств и механизмов и последовательность заполнения трубопровода водой или отстроповки понтонов.

Мероприятия по регулированию  кривой изгиба и обследованию уложенного трубопровода разрабатываются в проекте производства работ, исходя из конкретных условий строительства. В проекте производства работ предусматривают:

− плавное погружение трубопровода в пределах допустимых упругих деформаций, определяемых расчетом;

− минимальное время погружения трубопровода;

− постоянное нахождение трубопровода в створе подводной траншеи;

− возможность быстрой  замены вышедших из строя машин и оборудования.

Контроль за положением погружаемого в воду трубопровода осуществляют визуально при помощи размеченных и прикрепленных к трубопроводу тросов, удерживаемых поплавками, а также при помощи эхолота.

Погружение трубопровода может быть осуществлено с применением

разгружающих  понтонов или без них.

Укладка трубопровода с плавучих опор

Укладка трубопровода с плавучих опор целесообразна только при очень больших глубинах, на которых нельзя применять укладку трубопровода способом свободного погружения, или при значительных размерах вертикальных отводов. При укладке плети с плавучих опор трубопровод можно опускать с незначительным изгибом между опорами и практически при любых глубинах, так как нагрузка от веса трубопровода передается на плавучие опоры . [3]

В качестве плавучих опор можно  использовать плавучие краны, плавучие опоры на базе инвентарных понтонов и барж

При укладке трубопровода с плавучих опор трубопровод, заполненный водой или забалластированный грузами, опускается в подводную траншею путем стравливания удерживающих его тросов, которые присоединены к подъемным устройствам на плавучих средствах. Для уменьшения массы трубопровода в воде (отрицательной плавучести) к плети трубопровода прикрепляют разгружающие понтоны

Укладку трубопровода с плавучих опор путем заполнения водой осуществляют в следующей последовательности (рисунок 8):

− смонтированный трубопровод, оснащенный понтонами, перемещают со стапеля и устанавливают параллельно берегу выше створа подводной траншеи; один его конец стропуют тросом лебедки, установленной на берегу в створе перехода, а другой конец удерживают якорем или береговым анкером;

− подводят к трубопроводу плавучие опоры, устанавливая их по его длине на расчетных расстояниях, и при помощи стропов-полотенец и тросов, закрепленных на барабанах лебедок или гаках плавкранов, соединяют с плавучими опорами;

− подводят к трубопроводу плавучие площадки, предназначенные для удержания трубопровода в створе, и концы тросовых оттяжек крепят к трубопроводу;

− трубопровод вместе с  плавучими опорами и плавучими площадками буксирными катерами заводят в створ; концы трубопровода выводят на берега; в процессе заводки трубопровода с плавучих опор и плавучих площадок забрасывают якоря, используемые для удержания плавучих опор в створе, а также плавучих площадок на заданном расстоянии от створа;

− при укладке нефтепровода после проверки положения его в створе и готовности грузоподъемных средств заполняют водой; при этом весь вес погруженного в воду трубопровода должен быть передан на понтоны, которые удерживают трубопровод от погружения на дно; после заполнения некоторых понтонов водой или их отстроповки часть веса трубопровода будет передаваться на грузоподъемные средства, при помощи которых трубопровод опускается на дно в проектное положение; после водолазного обследования уложенного трубопровода отстрапливают понтоны и тросы.

Для укладки трубопровода с плавучих опор необходимы следующие

плавучие средства и оборудование:

− катера буксирные;

− плавучие опоры;

− водолазная станция на водолазном боте;

− насосная установка;

− лебедки;

− шлюпки;

− понтоны;

− стропы-полотенца.

Укладка трубопровода в зимних условиях

Укладывать трубопровод  на подводном переходе в зимних условиях

можно одним из следующих способов: [1]

− протаскиванием трубопровода по дну;

− опусканием трубопровода способом свободного погружения;

− опусканием трубопровода с промежуточных опор, установленных на льду.

Возможным является применение комбинации способов, например

протаскивания и опускания трубопровода. Основными факторами, определяющими выбор рационального способа укладки, являются:

− конструкция и назначение трубопровода;

− топографические и геологические условия, гидрологический режим реки или водоема;

− ледовые условия в  районе подводного перехода;

− технические средства строительной организации, используемые для производства работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЕТНАЯ  ЧАСТЬ

2.1 Расчет устойчивости  подводного перехода, выбор балластирующих  грузов

1 Нормативный вес балластировки в воде:

 ,н/м [5] (1)

где n_б – коэффициент надежности по нагрузке =1,1

k_н.в. – коэффициент надежности против всплытия =1,05

q_в – выталкивающая сила воды, н/м

q_изг – расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода, н,м

q_тр – нагрузка от веса трубы, н/м

 н/м

2 Нагрузка от  веса трубы:

,н/м [5] (2)

 ,н/м

где – коэффициент нагрузки от собственного веса =1,1

- удельный вес стали  =78500 н/м³

  н/м

q_из принимается =10% от

q_из =137,6 н/м

3 Нагрузка от  изгиба трубопровода:

  ,н/м [5] (3)

где  – модуль Юнга =2,1 МПа

 – осевой момент  инерции, м⁴

 – угол изгиба оси  трубопровода, рад

 – радиус изгиба  оси трубопровода (1500-5000)м

 н/м

4 Осевой момент инерции:

 ,м⁴ [5] (4)

 

 м⁴

5 Выталкивающая  сила воды:

,н/м [5] (5)

 

 н/м

где  – удельный вес воды =11500 н/м³

6 Нагрузка от  веса продукта:

 ,н/м [5] (6)

 

 н/м

7 Расстояние  между грузами:

,м [5] (7)

где – нормативный вес груза, кг

  – объем груза, м³

 

Диаметр трубы, мм	1020	1220	1420
, т	3,346	4,238	4,305
, м3	1,455	1,843	1,872

 

 м

8 Число грузов:

,шт [5] (8)

  шт

где – длина трубопровода, м

Вывод: Необходимое  количество балластировочных грузов 51 шт.

2.2 Расчет толщины стенки подводного перехода

1. Определяем  расчетное сопротивление  :

, МПа [5] (1)

  МПа

где m – коэффициент условий работы

K₁ – коэффициент надежности по материалу, K₁=1,4

K_н – коэффициент надежности по назначению =1,05

- нормативное сопротивление  материалов =σ_в=520 МПа

2. Номинальная  толщина стенки

  , м [5] (2)

 м

где n_p – коэффициент надежности по давлению, n_p=1,1

P – давление газопровода, МПа

d_н – наружный диаметр газопровода, м

Вывод: Толщина стенки 0,01 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ  ЧАСТЬ

3.1 Техника  безопасности при сооружении  подводных переходов

При сооружение подводных переходов  магистральных газопроводов необходимо строго соблюдать требования рабочих инструкций по профессиям и видам работ в части охраны труда и техники безопасности, инструкций по охране труда и других нормативных документов, регламентирующих безопасное выполнение работ. С этими инструкциями знакомят рабочих и технический персонал, а инструкции по профессиям выдают на руки.

Мероприятия, обеспечивающие безопасность ведения работ и  сохранность подводного перехода магистрального трубопровода

На строительной площадке охрана труда рабочих должна обеспечиваться выполнением следующих мероприятий:

-выдачей администрацией необходимых  средств индивидуальной защиты (спецодежда, обувь и др.);

-соблюдением требований по коллективной  защите рабочих (ограждение, освещение, защитные и предохранительные устройства, организация проездов и пешеходных проходов и т.п.);

-обеспечением работающих обширно-бытовыми устройствами и помещениями.

В мероприятиях в обязательном порядке должны быть предусмотрены:

-порядок производства работ  в данной зоне строительства;

-места переездов машин, механизмов  и транспорта через действующие  коммуникаций и сооружения и  оборудование этих переездов;