Оборудование для ремонта подводных трубопроводов

Способы ремонта подводных трубопроводов

До недавнего времени все изношенные аварийные или находящиеся в предельном состоянии дюкеры можно было отремонтировать следующими способами:

— переукладкой с заменой трубы;

— заменой дефектного участка при подъеме трубопровода над водой;

— по технологии «труба в трубе»;

— с использованием ремонтных камер для устранения дефектов.

В настоящее время используется новый метод для ремонта дюкеров – санация трубопровода полимерным рукавом.

Рассмотрим технологии, а также достоинства и недостатки каждого из этих способов.

Затраты при ремонте трубопровода способом переукладки соизмеримы со строительством нового дюкерного перехода. При этом способе старые дюкеры просто выводятся из эксплуатации и рядом строятся новые, подводящие же трубопроводы на берегах переключаются на новый дюкер, что требует строительства дополнительного соединительного трубопровода, иногда протяженностью в несколько сотен метров. Старый же дюкер остается на месте и продолжает разрушаться, иногда становясь причиной дополнительного ущерба окружающей среде и представляя угрозу для судоходства. Бывали случаи, когда дюкеры всплывали вследствие разрушения пригрузов или вымывания дюкера из траншеи на дне реки.

Второй из перечисленных способов исполним на подводных переходах большой протяженности, так как требует размыва трубопровода на значительной длине обеспечения при подъеме радиуса упругого изгиба.

При подъеме трубопровода из воды требуется определенное количество специальных грузоподъемных механизмов, что в комплексе с земляными работами обусловливает удорожание сметной стоимости ремонта.

При использовании метода «труба в трубе» (рис.3.1)в старый трубопровод протягивается новая полиэтиленовая, свободно лежащая труба меньшего диаметра, а межтрубное пространство заполняется специальным цементным раствором. Однако при этом внутренний диаметр нового трубопровода получается меньше диаметра старого. Например, при ремонте методом «труба в трубе» дюкерного перехода 1200 мм используется труба с внутренним диаметром 900 мм, что приводит к снижению пропускной способности нового дюкера. Естественно, это обстоятельство не позволяет широко применять данную технологию там, где пропускная способность не может быть снижена.

Следует также отметить, что этот метод может быть использован для капитального ремонта ППМГ, уложенных по радиусу упругого изгиба в соответствии с требованиями соответствующих СНиП, при отсутствии гофр, вмятин, кривых вставок, подкладных колец, эллипсности сечения.

Рис. 5.1 Технология «труба в трубе»

Рассмотрим способ устранения дефектов с использованием ремонтных камер. Ремонт осуществляется путем установки камеры на дефектный участок трубопровода с последующей врезкой «катушки» или установкой сварочной муфты при атмосферном давлении. Ремонтная камера-полукессон (рис.3.2) состоит из двух коробчатых створок, соединенных шарниром в верхней части. На одной из створок расположена горловина шахты доступа в камеру.

Рис.5.2 Камера-полукессон

Камера имеет оригинальную систему центровки на ремонтируемый трубопровод и устанавливается на основание с помощью винтовых аутригеров. Надежные уплотнительные элементы герметизации входных отверстий камеры относительно ремонтируемого подводного трубопровода состоят из двух полуколец и резинового сальника. Система герметизации при установке подвижна относительно входного отверстия камеры, но неподвижна относительно трубопровода, т.е. фиксируется на нем. Такая схема установки уплотнения минимизирует влияние веса камеры на ремонтируемый подводный трубопровод. Створки камеры, уплотнительные кольца и звенья шахты после их поэтапной установки фиксируются водолазами с помощью специальных зажимов. Ремонтный комплекс имеет свою систему балластировки чугунными

грузами различной массы. Система вентиляции позволяет качественно вы­полнять в камере сварочные работы. Дренажный насос поддерживает необходимый уровень подсланевых вод. При этом методе ремонта к минимуму

сводятся земляные работы, так как подводная траншея сооружается только под размеры камеры с учетом естественных откосов, соответствующих типам грунтов. При этом в каждом виде работ число грузоподъемных и землеройных механизмов сведено до одного. Не уменьшается также пропускная способность газопровода, так как не сужается диаметр трубы. Качество сварочных работ по устранению дефектов в «шахтных колодцах» при атмосферном давлении и дос­таточной принудительной вентиляции соответствует всем требованиям нормативных документов.

Рис.5.3 Комплекс по ремонту подводных трубопроводов:

1 – оголовок; 2 – уровень воды; 3 – строп; 4 – якорь; 5 – секции шахты; 6 – ремонтная камера; 7 – трубопровод; 8 – вьюшки; 9 – связка приводов; 10 – контейнер обеспечения

Теперь рассмотрим метод санации трубопровода полимерным рукавом. Возможны два варианта.

1. Санация трубопровода клеевым полимерным рукавом. На заводе изготавливается мягкий полимерный рукав (рис.5.4), состоящий из нескольких слоев полиэфирного фетра, имеющий защитное полимерное покрытие на внутреннем слое.

Рис.5.4Строение полимерного клеевого рукава

Затем рукав пропитывается составом, содержащим полиэфирные или эпоксидные смолы с различными добавками, упаковывается в контейнер со льдом, препятствующим началу процесса полимеризации. Рукав доставляется на место установки в старый трубопровод, который предварительно прошел телеобследование и очистку, и закрепляется на вышке. После этого в рукав начинает подаваться вода (рис.5.5), что заставляет его выворачиваться в старый трубопровод. Через некоторое время рукав полностью выворачивается и достигает противоположного конца трубопровода. После этого вода, заполняющая рукав, нагревается при помощи бойлера и в течение необходимого времени – от 6 до 24 ч – ее температура поддерживается на уровне около 80 °C. По окончании процесса нагревания вода постепенно охлаждается и через некоторое время удаляется. В результате затвердения смолы, которой был пропитан рукав, он приобретает прочность, необходимую для восприятия внешнего и внутреннего (в случае напорного трубопровода) давления.

Рис.5.5 Санация клеевым полимерным рукавом

Таким образом, в результате восстановления получается новый самонесущий трубопровод, срок службы которого составляет не менее 50 лет, что доказано научными исследованиями и опытами по искусственному старению.

В конце 1980-х годов для восстановления дюкеров стал применяться клеевой полимерный рукав (табл.5.1) (К.Фомин, 2005).

Источник

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ И РЕМОНТА МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

Очистной поршень.Очистные (механические) поршни рассчита­ны на плотный контакт со стенками трубы. На рис. 16.14.1 показана типовая конструкция поршня со стальным корпусом и полиуретано-выми дисками, применяющегося при предпусковых и пусконаладоч-ных работах. Направляющие диски поршня, как правило, имеют диа­метр несколько меньше, а уплотнительные диски, наоборот, несколь­ко больше внутреннего диаметра трубопровода.

Рис. 16.14.1. Конструкция поршня, предназначенного для предпусковых и пусконаладочных работ на морском трубопроводе

Плотный контакт со стенками трубы приводит к износу дисков.

Скорость и степень износа зависят от нескольких факторов, в том числе от протяженности трубопровода, шероховатости стенки, нали­чия посторонних предметов во внутренней полости, силы трения меж­ду диском и стенкой, характера рабочей среды и т. д. Возможен такой износ уплотнительных дисков, при котором их диаметр станет мень­ше внутреннего диаметра трубопровода и начнется переток среды через поршень.

Часть III. Сооружение морских трубопроводов

Уплотнительные свойства поршня особенно важны при вытесне­нии воды из трубопровода. Это связано с тем, что от степени износа поршня зависит количество воды, остающейся в трубопроводе. В не­которых случаях возможно проникновение газа внутрь поршневой группы по вытеснению воды из трубопровода, что снижает эффек­тивность данной операции.

Инспекционные поршни.Накопленный опыт эксплуатации «ин­теллектуальных» инспекционных поршней, или снарядов-дефекто­скопов, позволяет проводить обследование трубопроводов длиной до 850 км без установки промежуточных камер приема-запуска. Извест­ны случаи преодоления поршнями, пропускаемыми по газопроводам, расстояний свыше 1000 км без замены дисков.

Для инспекционных поршней износ или разрыв дисков не имеют большого значения. Обычно их оборудуют опорными роликами, а по-лиуретановые чашки предназначены исключительно для обеспечения продвижения поршней. Кроме того, по технологическим соображе­ниям инспекционные поршни запускают в трубопроводы с очищен­ной внутренней полостью. Общий вид стандартного инспекционного поршня показан на рис. 16.14.2.

Рис. 16.14.2.Общий вид инспекционного поршня

После завершения строительства или ремонтных работ производят промывку и очистку внутренней полости трубопровода. Очистной

Глава 16. Монтаж морских трубопроводов

поршень первым сталкивается с различным мусором, оставшимся в трубопроводе после тех или иных работ. Как правило, накопление мусора перед поршнем не препятствует его дальнейшему продвиже­нию. Однако постоянное накопление посторонних частиц вызывает увеличение перепада давления, в результате чего поршень либо продолжает толкать мусор перед собой, либо преодолевает «завал», оставляя часть мусора за собой.

Если перед очистными поршнями накапливается слишком много мусора или направляющие и уплотнительные диски сильно изношены, то эффективность очистки снижается. Очистные работы выполняют с помощью одной группы поршней, оснащенных магнитами для удаления металлического мусора. В случае необходимости в составе очистной группы поршней в качестве смазочного материала исполь­зуют гели (рис. 16.14.3).

Рис. 16.14,3, Группа очистных поршней по вытеснению из трубо­провода воды: 1 — газ; 2 — поршни; 3 — трубопровод; 4 — вода; 5 — направление движения; А — две гелевые «пробки» на основе воды; В — метанольные «пробки»;С — две гелевые «пробки» наоснове дизельного топлива

Перед вводом в эксплуатацию газопроводов для обеспечения качест­ва газа и предотвращения гидратообразования производят обязательное вытеснение воды и последующую осушку. Основным компонентом порш­невой группы по вытеснению воды являются метаноловые «пробки». При запуске группы на большое расстояние в ее состав за первым поршнем включают гелевую «пробку» на основе воды, а перед замыкающим порш­нем — гелевую «пробку» на основе дизельного топлива.

Гели используют в следующих целях:

• повышение уплотнительных свойств группы и предотвращение
размыва метаноловых «пробок» во время движения;

• смазка поршней во избежание чрезмерного износа дисков;

• предотвращение контакта между метаноловыми «пробками» и
потоком двигающего газа.

Поршневая группа вытесняет воду из трубопровода под напором потока осушенного газа. Скорость продвижения поршневой группы

Часть III. Сооружение морских трубопроводов

составляет от 0,5 до 0,8 м/с. Подачу газа осуществляют с контролем давления для обеспечения возможности управления скоростью порш­невой группы.

В состав поршневой группы включают обычно не менее четырех-пяти метаноловых «пробок». Как головную, так и замыкающую геле-вые «пробки» разделяют поршнями на две части. Благодаря этому как минимум один поршень в «голове» и «хвосте» группы полностью окру­жен гелем, что обеспечивает сохранение его уплотнительных свойств и смазку при движении на большое расстояние.

РЕЗЮМЕ

К основным способам укладки подводных трубопроводов относятся следующие: 1) протаскивание по дну моря; 2) погружение с поверхно­сти моря; 3) спуск на морское дно с трубоукладочных судов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Охарактеризуйте способы укладки подводных трубопроводов.

2. Назовите и охарактеризуйте основные зоны береговой линии.

3. Какие способы применяются при пересечении береговой линии
трубопроводом ?

4. Охарактеризуйте метод направленного бурения.

5. Охарактеризуйте метод монтажа подводных трубопроводов
с трубоукладочных судов.

6. Какие методы используются ля заглубления морских трубопро­
водов?

7. Какие основные операции производятся при монтаже подвод­
ных трубопроводов?

ЛИТЕРАТУРА

1. Морские трубопроводы / Ю.А. Горяинов, А.С. Федоров, Г.Г. Ва­
сильев и др. — М.: Недра, 2001.

2. Сооружение подводных трубопроводов: Учеб. пособие / Б.В. Са­
мойлов, Б.И. Ким, В.И. Зоненко, В.И. Кленин. — М: Недра, 1995.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Сооружение объектов нефтяной и газовой промышленности пред­полагает осуществление комплексов строительно-монтажных работ, выполняемых профессиональными коллективами в определенной последовательности и определенными методами/приемами. Базовы­ми понятиями, характеризующими упомянутые методы, являются техника, технология, организация, управление/менеджмент, эконо­мика.

Технология— сочетание квалификационных навыков, оборудова­ния, инфраструктуры, инструментов и соответствующих знаний, не­обходимых для осуществления желаемых преобразований в материа­лах, информации, людях, решении задач. Способ преобразования сырья в искомые продукты и услуги, механизм работы по превраще­нию исходных элементов труда в итоговые результаты, являющиеся целью деятельности организации. Основу технологии составляет тех­ника— средства труда, с помощью которых и происходят желаемые преобразования. Можно утверждать, что уровень техники определя­ет уровень технологии.

Технология строительного производства— совокупность средств и способов воздействия на предмет труда (строительные материалы, конструкции, изделия) для его превращения в готовую продукцию строительства с возможно более высокими качественными свойства­ми при наименьших затратах трудовых и материальных ресурсов и с максимальным использованием технических параметров оборудо­вания, машин, механизмов и исходных материалов.

Организация— 1) строение чего-либо; 2) совокупность людей, групп, объединенных для решения какой-либо задачи, или социаль­ный институт; 3) деятельность по налаживанию, устройству, упоря­дочению, оптимизации работы других; 4) группа людей, работающих совместно для достижения определенных целей. Признаками орга­низации являются: наличие целей существования, организационной структуры и культуры, постоянное взаимодействие с внешней средой, использование ресурсов — натуральных, материальных, человече­ских. Организация определяется еще и как юридически оформлен-

470 Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов

ные, иерархически структурированные совокупности профессио­нально ориентированных людей (персонал), объединенных для реше­ния какой-либо задачи, выполнения определенной совместной целе­направленной деятельности.

Организация нефтегазового строительстваподразумевает:

• агрегирование потоков материально-технических ресурсов че­
рез систему предприятий-поставщиков;

• агрегирование организационно-управленческих структур путем
создания проектно-промышленно-строительных предприятий,
продукцией которых является законченный строительством объ­
ект;

Читайте также:  Ведомость дефектов ремонт оборудования

• поточную организацию работ.

Управление— процесс координации различных деятельностей с уче­том их целей, условий выполнения, этапов реализации. Тип управле­ния — это характеристика того, как принимаются (управленческая форма) и каким способом реализуются (рычаг управления) управлен­ческие решения. Это функция биологических, социальных, техниче­ских, организационных систем, которая обеспечивает их целостность, сохранение их структуры и определенного режима деятельности. Управление как система предполагает выработку и осуществление управляющих воздействий, и соответственно в системе управления выделяются: управляемая система, являющаяся объектом управления; управляющая система — субъект управления, часть системы управ­ления, осуществляющая управляющие воздействия для поддержания и развития объекта управления в заданном системой целей направ­лении.

Управление нефтегазовым строительством— процесс координации совместной деятельности участников сооружения нефтегазового объ­екта/групп объектов, сооружений с целью своевременного заверше­ния последних с заданными технологическими (качественными) и затратными характеристиками.

Менеджмент(рассматривается в главе 21) — вид профессиональ­но осуществляемой деятельности, направленной на достижение в хо­де любой хозяйственной деятельности фирмы, действующей в рыноч­ных условиях, определенных намеченных целей путем рационально­го использования материальных и трудовых ресурсов с применением специальных принципов, функций и экономического механизма.

Экономика (нефтегазостроения)(детально рассматривается в гла­ве 7) — научная дисциплина, изучающая нефтегазостроительную от­расль с точки зрения экономической эффективности (техники, тех­нологии, организации, управления/менеджмента).

Часть IV. Технология и организация строительства нефтегазовых объектов 471

Перечисленные базовые элементы строительного, в частности неф-тегазостроительного, производства, находятся по отношению друг к другу в определенной зависимости, схематически показанной на рисунке.

Эффективность совокупности прочих базовых элементов по критерию «затраты — результаты» Совокупность методов использования материальных и трудовых ресурсов с применением специальных методов Процесс координации участников совместной деятельности с помощью специальных управляющих воздействий Совокупность структуры и методов взаимодействия элементов структуры Совокупность средств и способов воздействия на предмет труда Проектные решения, машины, механизмы, приспособления

Базовые элементы строительного производства и их взаимо­действие

В главе 17 рассматриваются основные методы технологии и органи­зации сооружения линейной части магистральных трубопроводов, а в главе 18 — наземных нефтегазовых объектов.

ГЛАВА 17. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

17.1. Состав магистрального трубопровода и структура строительно-монтажных работ

17.2. Подготовка строительного производства

17.3. Организация строительства

17.4. Транспортировка и хранение труб и других материалов

17.5. Земляные работы

17.6. Монтаж трубопровода

17.7. Укладка трубопровода

17.8. Строительство трубопровода на переходах

17.9. Монтаж узлов кранов и задвижек

17.10. Строительство с использованием труб с заводским изоляционным покрытием

17.11. Особенности строительства трубопроводов в особых природных условиях

17.11.1. Строительство трубопроводов в особых грунтовых условиях

17.31.1. Технология и организация строительства трубопроводов в условиях
многолетнемерзлых грунтов.

17.11.1. Технология и организация строительства трубопроводов в горных условиях

17.12. Защита трубопроводов от коррозии

17.13. Приемка в эксплуатацию законченных строительством трубопроводов

17.14. Ремонт трубопроводных систем

17.15. Технологии и организация строительства магистральных трубопроводов за
рубежом

Контрольные вопросы и задания

17.1. СОСТАВ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА И СТРУКТУРА СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ

Магистральный трубопровод предназначен для дальней транспор­тировки газа, нефти, нефтепродукта от мест их добычи или перера­ботки до мест их потребления.

Линейная часть магистрального трубопровода состоит из следую­щих сооружений:

• запорная арматура (краны на газопроводах и задвижки на неф­
тепроводах и нефтепродуктопроводах);

• переходы через естественные преграды (реки, озера, овраги и т. п.);

• переходы через искусственные преграды (автодороги, железная
дорога, каналы, подземные инженерные сооружения и др.);

• ответвления к потребителям;

Глава 17. Технология и организация строительства магистральных трубопроводов 473

• лупинги (параллельный трубопровод на коротких участках, пред-

назначенный в качестве резервной нитки или для увеличения пропускной способности);

■ перемычки (для соединения параллельных трубопроводов);

• компенсаторы (П-образные, Z-образные и др.) для компенсации
температурных деформаций трубопровода.

Ниже приведена структура строительно-монтажных работ для ли­нейной части магистрального трубопровода. В общем случае строи­тельно-монтажные работы разделяются на:

Она является универсальной, охватывает все сооружения линей­ной части трубопровода и каждый раз уточняется исходя из конкрет­ного состава сооружений, природных условий и назначения магист­рального трубопровода (рис. 17.1.1).

Источник