Современные технологии при сооружении трубопровода

Для прокладки траншеи  при помощи траншеекопателя требуется  судно поддержки с А - образной опорой для спуска и поднятия траншеекопателя. На вспомогательном судне также расположены все системы управления траншеекопателем.

 

Засыпка траншеи  трубопровода

Естественная засыпка  траншеи, вызванная, например, перемещением отложений под действием волн и течений, будет происходить вдоль некоторых участков погруженного в траншею трубопровода. Однако принудительная или искусственная засыпка потребуется в районах, где необходима активная защита трубопровода, к примеру в местах выхода трубопровода на берег.

3. Каменная наброска

Каменная наброска — это  использование грубого гравия и  небольших камней для локального изменения рельефа морского дна, таким образом предоставляющего поддержку трубопровода для обеспечения долгосрочной целостности.

Засыпка гравия используется как основной метод для исправления свободных пролетов. Размещение гравия производится с применением материала, добываемого в карьерах. Типы работ по каменной наброске, проводимые при работах на морском дне, включают формирование гравийных опор (до укладки и после укладки) гравийную засыпку (после укладки).

На Рис.6 показано специальное судно с подающей трубой для каменной наброски и подающая труба, посредством которой на дне формируется гравийная опора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подающая труба, распределющая грунт вокруг трубопровода (Рис. 6).

Горные породы  падают через трубу, которая проходит через толщу воды. Форма каждой гравийной опоры тщательно продумана инженерами для минимизации объема используемого гравия. Форма гравийного наполнителя зависит от состояния морского дна (типа и несущей способности отложений), локальной батиметрии, течений и т.п. Нижний конец подающей трубы оборудован датчиками и насадками для образования на дне гравийных опор точно заданной формы.

Гравийные работы подразделяются следующим образом:

• Гравийные опоры для исправления свободных пролетов (до и после укладки)
• Гравийные опоры для обеспечения дополнительной устойчивости трубопровода после прокладки труб (для определенных участков)
• Гравийное основание в местах, где секции сварены (стыки)
• Гравийные опоры для точек пересечения кабелей.

4. Опорные конструкции

Геотехнические проблемы устойчивости могут возникнуть в областях с покатым дном или мягкой глиной с малой несущей способностью. В этих зонах проводятся дополнительные работы по отвалу грунта как противозаполнитель вокруг необходимых горных уступов, как показано на Рис. 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Компенсирующая  засыпка (красная и синяя) для  обеспечения дополнительной устойчивости (Рис. 7).

При определенных условиях морского дна, например, на участках с  мягкой глиной малой несущей способности, устойчивости за счет каменной наброски добиться невозможно, поскольку нагрузка гравия превосходит несущую способность нижележащего грунта. В таких условиях могут потребоваться особые опорные конструкции в сочетании с каменной наброской. Точные характеристики таких конструкций еще предстоит выработать, на Рис. 3.5 изображен один из концептуальных образцов. Данный образец конструкции может состоять из базовой стальной конструкции и двух легких складных опорных башмаков, соединенных петлями. Поверх опорных башмаков устанавливается несколько труб из легкого полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), наполненных заполнителем. Эта структура будет сверху покрыта слоем гравия, на который и будет укладываться трубопровод. Минимальные требуемые габариты: 11 м х 18 м. [3].

 

 

 

 

 

 

 

 

Опорная конструкция, построенная из складных опорных  башмаков, труб из ПЭВП, наполненных  заполнителем, и гравия (Рис. 8).

 

Укладка труб

Укладка труб производится трубоукладочными судами как якорного типа, так и с динамическим позиционированием. Судно с динамическим позиционированием удерживается на месте при помощи подруливающих устройств, постоянно противодействующих силам, воздействующим на судно со стороны трубопровода, волн, течения и ветра, и таким образом укладка труб не вызывает нарушения среды морского дна.

Если укладку производит трубоукладочное судно якорного типа, якоря могут вызвать нарушение среды морского дна. Трубоукладочное судно якорного типа контролируется 12 якорям и весом 25 тонн каждый. Независимые якорные буксиры перемещают якоря, которые подсоединены напрямую и контролируются посредством нескольких кабелей и лебедок. Буксиры  размещают якоря на морском дне вокруг трубоукладочного судна, обеспечивая его продвижение вперед. Схема размещения якорей показана на Рис. 9.

На этих судах обетонированные секции труб длиной 12,2 м каждая свариваются в единую нитку газопровода. После этого сварочные швы проверяются неразрушающим методом, производится монтажное соединение и трубопровод опускается на морское дно. Во время этого процесса необходимо следить за тем, чтобы поставка труб производилась в правильной последовательности – в зависимости от типа стали, толщины, наличия ограничителей лавинного смятия или анодов.

Трубоукладочные суда могут производить работы только на глубине не менее 10-20 м (в зависимости от типа судна), при отсутствии льда на поверхности воды и при хороших погодных условиях. Процесс трубоукладки прекращается, когда высота волн превышает 3,5 метра. В среднем трубоукладочные суда могут укладывать 2,5 км газопровода в сутки. Для районов береговых пересечений используются плоскодонные трубоукладочные суда, предназначенные для работы на мелководье.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема размещения якорей на морском дне по мере продвижения

трубоукладочного судна вперед (Рис. 9).

 

Процесс трубоукладки

1. Трубы выгружаются с транспортных судов и складируются на площадках, расположенных по обеим сторонам трубоукладочного судна. Доставка труб осуществляется по графику,позволяющему обеспечить постоянное наличие достаточного количества труб на судне.

2. При подготовке труб к сварке их торцы обрабатываются для подготовки требуемой геометрии кромок. До подачи на станцию сварки двухтрубных плетей трубы очищаются изнутри сжатым воздухом.

3. На станции сварки двухтрубных плетей две 12-метровых трубы выравниваются и свариваются в двухтрубную плеть длиной 24 м. Затем двухтрубные плети будут соединены с основной ниткой трубопровода.

4. Каждый миллиметр сварного стыка  двухтрубной плети подвергается неразрушающему испытанию.

5. После процедуры неразрушающего контроля двухтрубная плеть подается на основную монтажную линию, где производится ее очистка изнутри. Для подготовки к сварке с основной ниткой торцы плети подвергаются предварительному нагреву.

6. Обработанная двухтрубная плеть соединяется с торцом нитки трубопровода с помощью полуавтоматической сварки.

7. Сварной стык двухтрубной плети, приваренной к основной нитке трубопровода, также проходит проверку ультразвуком.

8. На прошедший проверку сварной стык по всей его ширине устанавливается термоусадочная манжета для защиты от коррозии. Затем на стык устанавливается и закрепляется форма, в которую заливается полиуретановая пена. Пена застывает и обеспечивает механическую защиту термоусадочной манжеты.[4].

 

Эксплуатация 

1. Техническое обслуживание и ремонт

Работы по техническому обслуживанию включают обслуживание и инспекцию трубопровода для обеспечения надежной транспортировки в течение всего срока эксплуатации путем поддержания соответствия сертификационным требованиям.

Трубопровод оснащают системой неотложного ремонта, которая включает в себя комплекс процедур, оборудование и материалы, договоры с транспортными и ремонтными компаниями, а также соглашения с ответственными органами о необходимых разрешениях на проведение работ в различных странах и территориальных водах.

 

Инспекция внешнего состояния трубопровода

Для гарантии целостности системы организовывают проведение контрольных инспекции по всей длине трубопровода. В процессе инспекций проверяется положение трубопровода на грунте и наличие повреждений внешней поверхности. Кроме того, производится замер анодного потенциала, предназначенного для коррозионной защиты. Инспекции проводится с инспекционного судна, оснащенного датчиками различного типа, камерами, сканерами, предназначенными для проверки общего состояния трубопровода и обнаружения возможных утечек. Это оборудование обычно устанавливается на дистанционно управляемых аппаратах, то есть на автоматических мобильных подводных роботах, управление которыми осуществляется с инспекционного судна. Для контрольной инспекции одного трубопровода требуется срок от двух до трех месяцев.

 

 

 

Внутренняя инспекция  (дефектоскопия) трубопровода

Внутренняя инспекция трубопровода на этапе эксплуатации производится с помощью диагностических устройств (или так называемых интеллектуальных поршней), которые по очереди запускаются с береговых сооружений,  проходят по всей длине трубопровода под давлением газа, а затем принимаются и извлекаются на другой стороне.

Используются интеллектуальные поршни двух основных типов. Принцип обнаружения первого из них основывается на измерении магнитного потока в толще стенки трубы и его изменений при наличии в стенке дефектов. С помощью другого прибора измеряется положение и форма трубопровода (цилиндричность и возможные деформации). [5].

Примеры дефектоскопов. Калиброванный дефектоскоп в  камере для запуска (слева); обычный  дефектоскоп для внутренней инспекции (справа).

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. Нефтегазовая вертикаль // Эксплуатация морских трубопроводов. – 2008 - №6. – С. 36-38.
2. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2010 - №10.
3. Нефтегазовое технологии // Проект «Nord stream». – 2009 - №8. – С. 53-55.
4. www.nordstream.ru
5. www.ttn.ru
6. Дефектоскопия. – 2009 - №4. – С. 85-94.
7. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеродного сырья. – 2009 - №2. – С. 3-10.
8. Нефть и капитал. – 2008 - №6. – С. 60-65.