Организация работ и проектирование морских трубопроводов

Прокладка трубопровода последовательным наращиванием с применением трубоукладочной баржи (ТБ) заключается в следующем:

• заготовке изолированных и обетонированных труб на береговой базе;
• погрузке труб на плавсредства для отправки на ТБ;
• установке ТБ на точку строительства;
• разгрузке труб на борт трубоукладочной баржи;
• сварке трубопровода на палубе ТБ и проверке качества сварного стыка;
• нанесении противокоррозионного покрытия на сварной стык;
• опуске изготовленного трубопровода на дно моря по мере перемещения ТБ по трассе укладываемого трубопровода;
• испытании уложенного трубопровода [9].

Проектом назначают:

• базовую площадку (пристань) для складирования труб и отправке их на ТБ;
• состав плавсредств, необходимых для бесперебойной отправки и перегрузки труб на ТБ, а также для буксировки ТБ и перекладки якорей;
• технологию прокладки трубопровода посредством ТБ (величина натяжения трубопровода, необходимость применения стингера) из условия прочности трубопровода при укладке на дно с учетом морского волнения.

В составе проектной документации по прокладке трубопровода приводится общее описание трубоукладочной баржи, в том числе:

• план расположения трубопровода от начала монтажных работ до морского дна с указанием рабочих постов, механизма натяжения, роликовых опор, стингера, якорных линий и т.д.;
• боковой вид (профиль) рабочей палубы баржи, стингера, показывающих форму укладываемого трубопровода;
• краткое описание механизма натяжения, центровки труб, направляющих устройств;
• краткое описание стингера с данными о массе, распределении плавучести и процедуры получения заданной формы трубопровода;

Для управления и контроля основных параметров при укладке устанавливают  калиброванные до начала укладки  приборы. Точность основных и дублирующих  навигационных приборов на борту  баржи-трубоукладчика должна быть достаточной для укладки трубопровода в пределах заданных ограничений.

В документации по укладке дается детальная информация о параметрах, которые должны контролироваться для  получения правильной формы трубопровода. До начала укладки разрабатывают критерий повреждения трубопровода. Поврежденные трубы ремонтируют или заменяют на барже-трубоукладчике.

1.3.5. Прокладка с баржи, оснащенной барабаном

При этом методе прокладки трубопровод, намотанный на барабан, проходит через  механизм выпрямления и затем опускается, на морское дно по j -образной кривой.

Этот метод в настоящее время  ограничен диаметром труб 300-400 мм и аналогичен укладке кабеля (длинномерные плети трубопровода наматывают на барабан, который устанавливается на судне-трубоукладчике). По мере продвижения судна вперед, вдоль трассы трубопровода, трубопровод разматывается с барабана и укладывается на дно моря. Поступление последующих плетей трубопровода на баржу осуществляют заменой барабана. Особое внимание при этом методе укладки уделяют выбору наружного изоляционного покрытия, которое должно выдерживать значительные усилия. При этом утяжеляющее покрытие не применяется, и отрицательная плавучесть трубопровода достигается за счет увеличения толщины стенки трубы.

1.3.6. Прокладка трубопровода на плаву с опуском на дно моря методом свободного погружения

Прокладка трубопровода этим способом заключается в следующем:

• поставке изолированных и обетонированных (пригруженных) труб на береговую строительную площадку;
• изготовлении на береговой строительной площадке длинномерных плетей трубопровода;
• гидравлическом испытании плетей на прочность и герметичность;
• нанесении противокоррозионного покрытия на сварные стыки;
• оснастке плетей оголовками и понтонами для транспортировки к месту укладки;
• поэтапном перемещении плетей к урезу воды с помощью трубоукладчиков;
• выводе плетей на плаву и буксировке к месту укладки; подъеме со дна моря свободного конца уложенного ранее участка трубопровода;
• соединении конца прибуксированной плети с концом поднятого участка трубопровода посредством сварки и проверке качества сварного стыка;
• нанесении противокоррозионного покрытия на сварной стык;
• укладке плети по трассе трубопровода;
• отсоединении от плети понтонов и буксировки их на берег;
• испытании уложенного трубопровода.

Проектом определяются:

• береговая строительная площадка для изготовления плетей трубопровода;
• длина плетей и места стыковки их в море;
• способ погружения трубопровода на дно;
• состав плавсредств для прокладки трубопровода;
• технические средства для стыковки плетей в море;
• грузоподъемность, конструкция и число понтонов для прокладки трубопровода;
• конструкция оголовков плети [9].

Принцип укладки определяют с учетом условия сохранения прочности трубопровода при расчете трубопровода на изгиб  во время опуска на дно.

Плавсредства при прокладке трубопровода свободным погружением предназначаются для вывода плетей на плаву, буксировки плетей к месту укладки; удержания свободного конца плети от сноса ветром и течением в процессе сварки плетей в море, установки плети по трассе, отстропки понтонов от трубопровода и буксировки понтонов на берег. Плавсредства для стыковки плетей в море должны быть оборудованы грузоподъемными средствами для поддержки трубопровода на плаву, устройством для сварки, зажимами и оснащены аппаратурой для проверки качества сварного стыка, а также снабжены компрессором для продувки воздухом конца уложенного на дно трубопровода.

Конструкция понтонов должна исключать  самопроизвольное отсоединение понтонов от плети трубопровода в процессе ее буксировки; позволять отсоединять понтоны без помощи водолазов, исключать возможность повреждения изоляции или бетонного покрытия трубопровода в местах установки понтонов, выдерживать давление столба воды при погружении на большие глубины.

Расчет напряженного состояния  трубопровода при укладке на дно следует производить с учетом дополнительных нагрузок от действия волн, течений и т.д.

1.3.7. Прокладка трубопровода по дну моря

В настоящее время прокладка  трубопроводов протаскиванием производится двумя способами: протаскиванием по дну моря (аналогично строительству подводных переходов через реки) и протаскиванием в непосредственной близости от дна моря. При последнем способе применяются понтоны, оснащенные гирляндами цепей, которые не позволяют трубопроводу как всплыть на поверхность моря, так и опуститься на грунт морского дна. Трубопровод при этом находится в состоянии нулевой плавучести.

1.3.8. Монтаж стояков

Технология установки стояка разрабатывается  при требовании установки стояка в строго вертикальное положение. Для предотвращения чрезмерного изгиба стояка при транспортировке его наплаву вместе с плетью трубопровода следует устанавливать допускаемую скорость буксировки. Для производства работ по установке стояка стрелой грузоподъемного средства стояк снабжается специальными канатами.

Защита стояков от механических повреждений достигается удобным  расположением по отношению к  швартующимся судам, установкой предохранительных  щитов, расположением стояков внутри самой платформы.

В проектную документацию по монтажу  стояков включаются следующие вопросы:

• описание и общие схемы расположения стояка на платформе с расположением опор, отводов, фланцев и т.д.;
• детальные чертежи опор вертикальных трубопроводов, отводов, фланцев, катушек;
• описание системы противокоррозионной защиты;
• описание и спецификация монтажного оборудования;
• приборы для замера и контроля основных параметров во время монтажа;
• описание всех этапов монтажа [9].

Все операции, связанные с транспортом, разгрузочно-погрузочными операциями, гнутьем труб, должны проводиться  в соответствии с проектной документацией на монтаж таким образом, чтобы трубы, стояки, вспомогательное оборудование и защитное покрытие не подвергались повреждениям.

 

1.4. Стоимость строительства подводных трубопроводов

Имеющиеся данные по стоимости строительства морских трубопроводов недостаточны для выявления экономических показателей по разнообразным районам шельфа нашей страны. В связи с этим для оценки стоимости используют данные по построенным или запроектированным трубопроводам, в том числе по речным переходам, а также сведения по зарубежным трубопроводам (рис. 4). Кривая 1 соответствует стоимости работ в районах с тяжелыми условиями (кроме арктических), например, в Северное море, при относительной удаленности от баз снабжения и значительных глубинах моря; кривая 2 — умеренным условиям работ, например в Мексиканском заливе, при относительно небольших расстояниях от баз снабжения. Приведенные данные относятся в основном к трубопроводам, построенным в 1969— 1975 гг., и не учитывают повышения стоимости строительства, наблюдаемого в последние годы (на 10—12% в год). Кроме того, необходимо учитывать, что для уникальных трубопроводов, прокладываемых на больших глубинах и на значительных расстояниях от баз, стоимость строительства может возрасти.

Технология прокладки подводных переходов через реки может в значительной степени отличаться от способа сооружения трубопроводов в море, что приведет не только к различию показателей стоимости 1 км при укладке труб в море и через реки, но и к различной структуре этих затрат. Однако эти данные представляют определенную ценность, так как характеризуют уровень затрат. На рис. 5 показана общая стоимость строительства 1 км трубопроводов через реки в зависимости от диаметра труб и географического положения перехода. Стоимость перехода через реки (для труб диаметром 716—1020 мм) в средней полосе страны составляет 60—70% от стоимости его на севере страны.

На рис. 6 приведена структура затрат при проведении строительно-монтажных и земляных работ на речных переходах. Здесь земляные работы нередко составляют основную часть затрат.

При оценке средней стоимости морских  трубопроводов были использованы данные по Каспийскому морю при укладке  с трубо-укладочной баржи и способом свободного погружения, по Балтийскому морю — способом свободного погружения с соединением плетей в стыковочном устройстве.

На рис. 7 приведена стоимость морских трубопроводов для северных и южных морей нашей страны. Стоимость работ на севере выше, чем в южных районах, на 60% Для труб диаметром 1020 мм и на 100%—для труб диаметром 400 мм.

                                [10]                                                                           [10]

                                  [10]                                                                           [10]

Стоимость земляных работ для  морских трубопроводов (включая  разработку траншей в прибрежной части земснарядами, а в основной части заглубление труб с помощью гидропневматических трубоза-глубителей) составляет 15—20% от стоимости всех работ по строительству трубопровода. В таблице 2 [10] приведены данные по фактической стоимости строительства 1 км морских трубопроводов в Каспийском море (в эту стоимость не входит стоимость работ по заглублению трубопроводов, разработке прибрежных участков замснарядами и некоторых других работ). Данные по балластировке трубопроводов сечением 1020х16 мм приведены в таблице 3 [10].

 

2. Расчет экономической  эффективности инвестиционного  проекта по строительству газотранспортной системы

2.1. Задание и исходные данные

Нефтегазовая компания приобрела  новые газовые активы. Транспортная инфраструктура к месторождению отсутствует. Необходимо определить показатели экономической эффективности инвестиционного проекта по строительству новых газотранспортных мощностей.

Исходные данные к варианту 7                                                                        Таблица 3

Показатель	Единицы измерений	Значение
Протяжённость	км	20
Инвестиции	млн.руб./км	45
Первый год	%	70
Второй год	%	30
Срок строительства	лет	2
Срок использования объекта	лет	15
Пропускная способность	тыс.м3/год	6500
Выручка	млн.руб./1000 м3	0,05
Увеличение первый год эксплуатации	%	3
Увеличение второй-третий год эксплуатации	%	6
Увеличение последующие года эксплуатации	%	10
Норма дисконтирования	%	11
Рисковая премия	%	5
Эксплуатационные затраты (без  амортизации)	млн.руб./год	50
Увеличиваются ежегодно на	%	1
Амортизация	лет	15
Налог на прибыль	%	201
Привлечение кредита	млн.руб.	450
Привлечение кредита (годовой процент)	%	40