Выбор оптимальной трассы трубопровода

Порядок проектирования МТ

Основа проектирования – начальные данные (обычно производительность и начальный и конечный пункты).

1. Определяется диаметр и рабочее давление (технико-экономическое обоснование).

2. Производится выбор трассы, строится профиль трассы.

3. Определяются районы возможного строительства перекачивающих станций (гидравлическим расчетом)

4. По технико-экономическим показателям выбирают оптимальные площадки для строительства станций.

5. По технико-экономическим показателям подбирают основное оборудование станций. Производят окончательный гидравлический расчет на основе выбранного оборудования.

Необходимость строительства труб-да выявляется в процессе пазработки государственных планов развития нефтяной и газовой промышленности, снабжения нефтепрод-ми и газом промышленных и сельскохозяйственных предприятий и населения страны. Проект-ие и строит-во м.т. производится, исходя из схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам, а по крупным и сложным трубопро-ам в соответствии с технико-экономическими обоснованиями (ТЭО), подтверждающими экономическую целессообразность и хозяйственную необходимость проектир-ия и строит-ва труб-ов. В схеме или ТЭО на строит-во м.т. выявляется потребность в перекачке продукта на перспективу, определяется зона снабжения, обосновывается объем перекачки, приводятся соображения о размещении головных и конечных пунктов труб-да и пунктах путевого сброса продукта, определяют основные параметры труб-да (D, рабочееP, n). В соответствии с положениями утвержденной схемы или ТЭО соответствующее министерство выдает задание на проектир-ие. В задании указываются следующие основные данные: назначение трубопровода; годовая пропускная способность с разбивкой по очередям строительства; для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов перечень нефтей и нефтепродуктов, подлежащих последовательной перекачке, с указанием числа каждого сорта; характеристики всех нефтей и нефтепродуктов; направление труб-да (начальный, конечный, а в случае необходимости и промежуточные пункты),перечень пунктов путевого сброса или подкачки продуктов с указанием количеств по сортам; сроки начала и окончания строит-ва, сроки предоставления технической документации по стадиям проекирования; наименование проектировщика и генерального подрядчика, а также указывают иногда на трубы какого диаметра из какой стали, а также на какое оборудование должны рассчитовать проектировщики. Задание на проек-ие является основным исходным документом при проект-ии тру-да, и все положения в нем должны получить отражение в проекте. Отклонения от задания должны быть обоснованы технико-экономическими расчетами и согласованы с организацией выдавшей заданиеё Проектирование труб-да ведется в 2 стадии: технический проект и рабочие чертежи. На стадии технического проекта производятся все необходимые изыскания, принимаются основные технические решения по проектир-ым объектам, определяется общая стоимость строит-ва и основные технико-экономические показатели.

Технический проект состоит из следующих частей и разделов: Технико-экономическая, технологическая, строительно-монтажная, организация строительства, сметная документация, изыскания. Рабочие чертежи составляют в строгом соответствии с утвержденным техническим проектом, в них уточняются и детализируются принятые в техническом проекте решения в такой степени чтобы по этим чертежам можно было выполнять соответствующие строительные и монтажные работы.

Испытание и приемка

1. Очистка

2. Испытание на прочность

3. Проверка на герметичность

Работы по 1, 2 и 3 проводятся по специальной инструкции, которая отражает местные условия.

Работу принимает комиссия, состоящая из представителей подрядчика, субподрядчика и заказчика.

Очистка необходима для надежной работы трубы с заданной производительностью без изменения физико-химических свойств продукта.

А) промывка водой с пропуском очистных поршней

Б) продувка воздухом с пропуском очистных поршней

Очистка проводится после укладки, закрепления и засыпки трубопровода.

Очистка воздухом: скорость 60 км/ч, Р=1.2 - 2 МПа (только газопроводы)

Очистка водой: скорость 1.5 км/ч, Р=0.4 – 1.2 МПа (нефте, газопроводы)

Для подводных трубопроводов очистка производится протаскиванием очистного устройства внутри трубы

Испытание на прочность и герметичность проводят после завершения всех предшествующих работ. Испытания на прочность проводятся при следующих давлениях: В, I, II – 1.25 Р_раб; III и IV – 1.1 Р_раб; для подводных В – 1.5 Р_раб.

Время испытания не менее 24 часов. Испытание на герметичность проводится при рабочем давлении сразу после испытания на прочность, время не менее 12 часов. МТ выдержал испытания на прочность и герметичность если во время испытания давление не изменилось и утечек не обнаружено. Дежурные обходчики должны находиться не менее, чем в 20 м при очистке и не менее 5 м при испытании от трубы. 

Строительство на ММГ

Способов прокладки два: надземный или подземный, в зависимости от категории грунта и тепловой характеристики трубопровода. При подземное прокладке труба укладывается в траншею и закрепляется анкерами. При надземной укладке на опорах используются компенсаторы.

Категории просадочности грунтов:

1. Грунты, не просадочные при оттаивании или которые дают незначительную равномерную осадку при оттаивании (малольдистые грунты)

2. Малопросадочные грунты, дают равномерную осадку до 10%

3. Льдонасыщенные грунты, дающее неравномерную осадку 10-40%.

4. Содержат крупные включения подземного льда, в результате протаивания образуются термокарсты и провалы в грунтах

Категории трубопроводов по температуре продукта

1. Горячие участки (температура всегда положительная)

2. Теплые участки (температура как положительна, так и отрицательна, но средняя температура выше ноля)

3. Холодные участки (температура отрицательна)

Схемы прокладки в ММГ

грунт	Рекомендуемая схема прокладки
	Горячие т/п	Теплые т/п	Холодные т/п
1	Подземная с пригрузом на обводненых участках	Подземная с пригрузом или анкерами	Подземная
2	Надземная	Надземная	Подземная и надземная (на сваях)
3	Надземная	Надземная	Подземная с обвалованием песком или надземно
4	Надземная	Надземная	Подземная с обвалованием песком или надземно

Диагностика МТ

Внутритрубное обследование проводится в четыре уровня:

1. Обследование трубопровода спомощью снарядов – профилемеров. Они определяют дефекты геометрии стенки труб (гофры, овальность, вмятины).

2. Спомощью ультразвуковых снарядов – дефектоскопов ведут поиск, измеряют коррозионные дефекты, расслоение металла труб

3. Спомощью магнитных снарядов – дефектоскопов выявляют дефекты кольцевых сварных швов.

4. Спомощью более современных ультразвуковых дефектоскопов СД ведут обнаружение и измеряют трещиноподобные дефекты в продольных швах и в теле трубы.

С помощью программ определяют степень опасности выявленных дефектов.

Сооружение подводных МТ

К подводным переходам относятся трубопроводы, укладываемые ниже поверхности воды при пересечении рек, водохранилищ, озер, болот, морских акваторий. Основные виды укладки:

1. Укладка способом протаскивания по дну

2. Укладка погружением с поверхности водоема с заливом водой или пригрузкой

3. Укладка трубопровода с опор, оборудованных подъемными устройствами или с трубоукладочных барж.

При сооружении подводных переходов их закрепляют таким образом, чтобы компенсировать выталкивающую силу воды и воздействие потока.

ППР

Система ППР – это совокупность организационно-технических мероприятий по надзору, обслуживанию и ремонту оборудования трубопроводов по заранее составленному плану.

Эта система способствует предупреждению аварий и определяет уровень организации ремонта.

Виды ППР

1. Технический осмотр – осмотр запорной арматуры, охранной зоны, работы ЭХЗ, планирование сроков ТР, СР, КР

2. Текущий ремонт. Это минимальный по объему предупредительный ремонт по систематическому и своевременному предохранению от разного рода отказов

3. Средний ремонт. Промежуточный вид ремонта для сложного оборудования. Периодичность не реже 1 раза в год.

4. Капитальный ремонт – самый большой по объему комплекс ремонтных работ, который проводится при достижении предельной величины износа оборудования.

Аварии и их ликвидация

В соответствие с РД отказы и аварии подразделяются на три класса:

1. Аварии первой категории. К ним относятся отказы оборудования со средним временем простоя свыше 24 часов или потерей продукта свыше 100 тонн

2. К авариям второй категории относят отказы со средним временем простоя 8-24 часа и потерей продукта 1-100 тонн

3. К авариям третьей категории относят повреждения со временем простоя менее 8 часов и потерей продукта менее 1 тонны.

Аварии ликвидируются специальными подразделениями.

Требования к эффективной ремонтной технологии:

1. Ремонт без остановки перекачки

2. Полное восстановление прочности

3. Безопасность проведения ремонта

4. Ремонт без сварки на поверхности трубы

Ликвидация аварий на МН

Для устранения неполных разрывов поперечных стыков можно использовать двухстворчатые хомуты со свинцовой или резиновой прокладкой.

При небоьлших разрывах по основному металлу труб можно применять гладкие хомуты, которые привариваются к трубе.

При полном разрыве поперечных стыков, а т.ж. при разрывах продольных стыков труб поврежденные участки полностью удаляют, а на их место вваривают патрубки из труб того же размера. Для вырезки поврежденных участков используют безогневые технологии.

Ликвидация аварий на МГ

Этапы ликвидации:

1. Отключение аварийного участка и освобождение его от газа

2. Отключение средств активной защиты трубы от коррозии

3. Установка резиновых шаров для изоляции полости МГ на ремонтируемом участке

4. Производится вырезка поврежденного участка

5. Сварочные работы при врезке нового патрубка

6. Проверка качества швов физическими методами контроля

7. Испытание швов при Р=1 МПа.

8. Нанесение изоляции

9. Испытание при Р=Р_раб

10. Включение средств активной защиты от коррозии.

Свищи ликвидируются путем заварки.

Появление повреждений на труб-де приводит к нарушению режима его работы, возникновению утечек, а также создаёт большую опасность для людей и объектов, расположенных в непосредственной близости от трассы, может нанести серьезный ущерб окружающей природе.

Причины разрушения труб-ов:

1. Нарушение требований технологии и гос-х стандартов в процессе производства труб.

2. Отклонения от норм проектирования и строительства труб-ов.

3. Несоблюдение правил эксплуатации труб-ов.

4 Влияние природных явлений.

Порядок проектирования МТ

Основа проектирования – начальные данные (обычно производительность и начальный и конечный пункты).

1. Определяется диаметр и рабочее давление (технико-экономическое обоснование).

2. Производится выбор трассы, строится профиль трассы.

3. Определяются районы возможного строительства перекачивающих станций (гидравлическим расчетом)

4. По технико-экономическим показателям выбирают оптимальные площадки для строительства станций.

5. По технико-экономическим показателям подбирают основное оборудование станций. Производят окончательный гидравлический расчет на основе выбранного оборудования.

Необходимость строительства труб-да выявляется в процессе пазработки государственных планов развития нефтяной и газовой промышленности, снабжения нефтепрод-ми и газом промышленных и сельскохозяйственных предприятий и населения страны. Проект-ие и строит-во м.т. производится, исходя из схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам, а по крупным и сложным трубопро-ам в соответствии с технико-экономическими обоснованиями (ТЭО), подтверждающими экономическую целессообразность и хозяйственную необходимость проектир-ия и строит-ва труб-ов. В схеме или ТЭО на строит-во м.т. выявляется потребность в перекачке продукта на перспективу, определяется зона снабжения, обосновывается объем перекачки, приводятся соображения о размещении головных и конечных пунктов труб-да и пунктах путевого сброса продукта, определяют основные параметры труб-да (D, рабочееP, n). В соответствии с положениями утвержденной схемы или ТЭО соответствующее министерство выдает задание на проектир-ие. В задании указываются следующие основные данные: назначение трубопровода; годовая пропускная способность с разбивкой по очередям строительства; для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов перечень нефтей и нефтепродуктов, подлежащих последовательной перекачке, с указанием числа каждого сорта; характеристики всех нефтей и нефтепродуктов; направление труб-да (начальный, конечный, а в случае необходимости и промежуточные пункты),перечень пунктов путевого сброса или подкачки продуктов с указанием количеств по сортам; сроки начала и окончания строит-ва, сроки предоставления технической документации по стадиям проекирования; наименование проектировщика и генерального подрядчика, а также указывают иногда на трубы какого диаметра из какой стали, а также на какое оборудование должны рассчитовать проектировщики. Задание на проек-ие является основным исходным документом при проект-ии тру-да, и все положения в нем должны получить отражение в проекте. Отклонения от задания должны быть обоснованы технико-экономическими расчетами и согласованы с организацией выдавшей заданиеё Проектирование труб-да ведется в 2 стадии: технический проект и рабочие чертежи. На стадии технического проекта производятся все необходимые изыскания, принимаются основные технические решения по проектир-ым объектам, определяется общая стоимость строит-ва и основные технико-экономические показатели.

Технический проект состоит из следующих частей и разделов: Технико-экономическая, технологическая, строительно-монтажная, организация строительства, сметная документация, изыскания. Рабочие чертежи составляют в строгом соответствии с утвержденным техническим проектом, в них уточняются и детализируются принятые в техническом проекте решения в такой степени чтобы по этим чертежам можно было выполнять соответствующие строительные и монтажные работы.

Выбор оптимальной трассы трубопровода

Между указанными в задании на проектировании начальным и конечным пунктами можно проложить труб-од по многим трассам, причем самой короткой будет трасса, получаемая соединением начала и конца тру-да прямой линией. Однако прокладка труб-да по такой кратчайшей трассе не всегда осуществима, и во многих случаях этот вариант не является наиболее выгодным. На тысячекилометровых расстояниях, которые пересекает трубопровод, встречаются самые разнообразные топографические, геологические и климатические условия, различные искусственные и естественные препятствия.

Переходы крупных судоходных рек, исходя из технических соображений, или из условий согласования с заинтересованными организациями, целесообразно осуществлять в определенных местах (например, обойти водохранилище), что также вызывает отклонение от геодезической линии. Необходимость обхода заповедников и площадей горных разработок, приближения трассы к пунктам сброса или пунктам подкачки продукта, указанным в задании на проектир-ие, - все это вынуждает удлинять трассу по сравнению с геодезической линией. Также рекомендуется ознакомиться с геологическими, гидрогеологическими, почвенными, климатическими и гидрологическими инженерно-геологическими картами. Большую пользу оказывает аэрофотосъемка. По имеющейся карте можно наметить несколько вариантов трассы между начальными и конечными пунктами (с учетом при необходимости заданных промежуточных пунктов). Во многих случаях число возможных вариантов велико, и для выбора оптимального варианта д.б. разработана надежная методика и установлены критерии оптимальности.

Поиск оптимальной трассы осуществляется по цифровой модели.Все исходные данные можно подразделить на 2 основные группы: 1группа-начальная, конечная и промежуточные точки трубопровода,его диаметр, вид и количество перекачиваемого продукта, кратчайшее расстояние между начальной и конечной точками; 2группа –данные которые в к-л мере зависят от положения будущего трубопровода и от природных условий. в которых он может оказаться (топографические, геологические и гидрогеологические условия, искусственные и естественные препятствия, населенные пункты, число перекачивающих станций).

Основные критерии оптимальности, используемые при выборе оптимальных трасс трубопровода: 1 приведенные затраты; 2 длина трубопровода; 3 трудовые затраты; 4 надежность функционирования трубопровода; 5 время строительства. Как правило, желательно бывает удовлетворить нескольким критериям. В этом случае критерии оптим-ти следует расположить в порядке убывания «важности», определяемом в каждом конкретном случае в соответствии с требованиями, предъявляемыми заказчиком. Из всех сравниваемых трасс предпочтение отдают той, у которой наилучший первый по «важности» показатель. Если значения первого показателя у двух трасс или более одинаковые, то выбирается тот вариант, у которого лучше следующий показатель по важности.

Чтобы соединить начальную и конечную точки трубопровода, надо ограничить область поиска трассы Þ уменьшить объем исходной информации. Но при этом она должна быть такой, чтобы в ней обязательно находилась лучшая трасса, а за ее пределами любая трасса была заведомо худшей. При определении области поиска могут использоваться 2 основных метода: метод среднестатического коэффициента развития линии трубопровода и метод сравнения со стоимостью трубопровода по геодезической прямой.

 Для выбора оптимальной трассы используют ЭВМ.