Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разработка методов укладки магистральных газопроводов в условиях Заполярья

Диссертация: Разработка методов укладки магистральных газопроводов в условиях Заполярья
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Анализируя возможность применения сплава забалластированных плетей применительно, например, к строительству пойменного участка перехода через р. Пур, снова приходится сталкиваться с проблемой уровня воды в траншее. В данном случае он недостаточно высок для осуществления сплава, к тому же по длине отдельных участков этот уровень сильно колеблется (убывая в ряде мест до значений порядка 0,2−0,5 м… Читать ещё >

Разработка методов укладки магистральных газопроводов в условиях Заполярья (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • РАЗДЕЛ I. КОНСТРУКТИВНЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ПРОКЛАДКЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ ЗАПОЛЯРЬЯ
    • 1. 1. Общая характеристика условий строительства объектов трубопроводного транспорта в условиях Заполярья
    • 1. 2. Анализ существующих решений в области проектирования и строительства газотранспортных систем
    • 1. 3. Анализ аналитических и экспериментальных методов исследований основных технологических решений при строительстве трубопроводов
    • 1. 4. Анализ существующих методов прокладки забалластированных трубопроводов
  • Выводы по разделу
  • РАЗДЕЛ И. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПО УКЛАДКЕ ТРУБОПРОВОДА МЕТОДОМ ПОДКОПА
    • 2. 1. Бесподъемный метод укладки трубопроводов
    • 2. 2. Математическое моделирование процесса укладки трубопровода методом подкопа
    • 2. 3. Разработка расчетных методик определения технологических параметров схем двух- и трехступенчатой бесподъемной укладки трубопроводов
    • 2. 4. Анализ дополнительных воздействий на укладываемый трубопровод при использовании бесподъемной технологии
    • 2. 5. Разработка инженерной методики расчета параметров схем укладки трубопровода с применением бесподъемной технологии
  • Выводы по разделу II
  • РАЗДЕЛ III. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНЫХ И СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ПРОКЛАДКЕ ПЕРЕХОДОВ ТРУБОПРОВОДА ЧЕРЕЗ ДОРОГИ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
    • 3. 1. Анализ существующих решений по прокладке трубопроводов на пересечениях с дорогами в условиях Крайнего
  • Севера
    • 3. 2. Разработка рекомендаций по выбору строительно-технологических параметров кожуха для перехода газопровода через дороги
  • Выводы по разделу III
  • РАЗДЕЛ IV. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ НАСЫПИ НАД ТРУБОПРОВОДОМ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ В РАБОТЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
    • 4. 1. Технология закрепления фронтальных откосов насыпи над трубопроводом в местах размещения по трассе водопропусков и ее практическая реализация
    • 4. 2. Практическая реализация бесподъемного метода укладки трубопровода в условиях Заполярья
  • Выводы по разделу IV

Актуальность темы

Газонефтеконденсатное месторождение Заполярное является одним из крупнейших в мире источников природных углеводородов. После ввода его на проектную мощность здесь будут добывать около 20% всех освоенных в стране запасов газа.

Открытое в середине 1960;х годов месторождение Заполярное около 30 лет находилось в числе резервных. Острая необходимость компенсации падающего уровня добычи газа на действующих промыслах страны ускорила принятие решения об обустройстве этого месторождения [38, 76, 77,91].

В связи с этим возникли проблемы, связанные с созданием трубопроводных систем в условиях Крайнего Севера. Практически одновременно с этим аналогичные задачи появились и в других странах мира, в частности, в США (на Аляске) и в Канаде (на территории ее северных провинций).

Помимо очевидных трудностей, обусловленных суровым климатом этих районов (применение хладностойких сталей, необходимость в использовании специальных «северных» технологий, проведение комплекса социальных и экологических мероприятий и т. п.), в этих условиях появились и новые, ранее не встречающиеся проблемы. К их числу прежде всего следует отнести практически полную неизученность характера взаимодействия трубопровода с местной средой [3, 5, 8].

Для надземных участков, сооружаемых в этих условиях, главную опасность представляют нагрузки, обусловленные самой северной природой (низкие температуры, особые характеристики ветров, специфика взаимодействия трубопровода со снегом).

Наземная прокладка (как и полузаглубленная) имеет ту особенность, что для ее реализации не требуется использовать балластировку трубопровода. Это существенное преимущество, особенно в труднодоступных условиях Заполярья, зачастую является решающим при выборе способа прокладки.

Для подземных трубопроводов одной из главной трудностей является решение задач по их балластировке.

Существующие методы балластировки зачастую не могут быть применены на участках газопровода Заполярное — Уренгой.

Например, укладка забалластированного трубопровода с бермы траншеи. Учитывая, что забалластированный трубопровод имеет значительный вес, каждый трубоукладчик в колонне будет способен поднять всего лишь 4.5 м такого трубопровода. Другими словами, даже если все трубоукладчики (а их в такой колонне должно быть около 10 единиц) будут находиться вплотную друг к другу, они просто «не впишутся» в собственные габариты.

Если рассматривать вариант технологии, когда сначала выполняется укладка плети, а затем производится ее балластировка, то здесь могут возникнуть другие трудности. В частности, работы по монтажу кольцевых утяжелителей на уложенном трубопроводе в условиях, когда уровень воды в траншее может достигать 1,0. 1,2 м, вести крайне сложно (а порой и вообще невозможно). Осуществлять же водопонижение не всегда представляется возможным.

Анализируя возможность применения сплава забалластированных плетей применительно, например, к строительству пойменного участка перехода через р. Пур, снова приходится сталкиваться с проблемой уровня воды в траншее. В данном случае он недостаточно высок для осуществления сплава, к тому же по длине отдельных участков этот уровень сильно колеблется (убывая в ряде мест до значений порядка 0,2−0,5 м).

Рассматривая вариант протаскивания забалластированной плети по дну траншеи, приходится искать места для установки тяговых лебедок.

Таких мест — с устойчивыми грунтами — на рассматриваемом участке трассы не имеется.

Дальнейший поиск возможных технологических решений по укладке забалластированного трубопровода с большой глубиной заложения привел к необходимости рассмотреть ряд «нетрадиционных» строительных технологий. Среди них основное внимание было уделено оценке применимости т.н. бесподъемного метода укладки, который обычно принято именовать как метод подкопа.

В связи со сказанным выше, а именно невозможностью применения существующих схем балластировки, можно сформулировать цель исследований.

Состояние изученности вопросов темы. Вопросом изучения конструктивно-технологических параметров процесса бесподъемной укладки занимались ученые Аникин Е. А., Герштейн М. С., Габелая Р. Д., Королев М. И., Гаспарянц Р. С., на результаты работ которых основывался автор в своих исследованиях.

Целью работы является разработка бестраншейной укладки магистральных газопроводов в условиях Заполярья.

Основные задачи исследований:

• Оценить применимость для условий Крайнего Севера строительной технологии и конструктивных решений по прокладке газопроводных систем в грунтах с изменчивыми мерзлотными характеристиками.

• Разработать на основе научных подходов наиболее эффективных организационно-технологических решений по строительству протяженных участков газопровода (с предварительно установленными балластными утяжелителями) в условиях сильно водонасыщенных грунтов, включая возможное использование бесподъемных методов укладки плетей.

• Создать методологические основы по проведению обследований технического состояния защитных кожухов на строящихся переходах газопровода через автомобильные и железные дороги с разработкой рекомендаций по совершенствованию процессов проектирования и строительства этих объектов и улучшению их качества.

• Выявить пути совершенствования конструктивных решений и технологии возведения защитных противоэрозионных сооружений на наземных участках газопроводов в местах их выхода из насыпи (в составе водопропускных объектов) и разработать новые конструкции закрепления фронтальных откосов насыпи, отвечающих требованиям надежности, промышленной и экологической безопасности.

Методика исследования. Поставленные задачи решались путем проведения теоретических исследований. Теоретические исследования основывались на теории строительной механики и математического анализа.

Научная новизна работы:

1. Разработана математическая модель расчета напряжений при укладке трубопровода методом многоступенчатого подкопа.

2. На основе математической модели разработана методика расчета технико-технологических параметров при многоступенчатой бесподъемной укладки трубопровода в сильнообводненных грунтах Крайнего Севера.

3. Разработана методика обследования технического состояния защитных кожухов на строящихся переходах газопровода через автомобильные и железные дороги и приведены рекомендации по совершенствованию методов строительства переходов через дороги в неоднородных грунтах Крайнего Севера.

4. Разработана технология закрепления фронтальных откосов в местах «входа-выхода» трубопровода из насыпи, при сооружении водопропусков, обладающая положительными качествами по сравнению с ранее существующими в районах Крайнего Севера.

Практическая ценность работы. Результаты проведенных исследований рекомендуется использовать при проектировании и производстве строительно-монтажных работ по сооружению магистральных трубопроводов в условиях сильнообводненных грунтов. Рекомендуется использовать в курсах обучения студентов по специальности: «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов, баз и хранилищ».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-технических семинарах и конференциях (2001;2006 г. г.). Диссертация заслушана и рекомендована к защите на межкафедральном научно-техническом совете Тюменского государственного нефтегазового университета (Протокол №от2006г.).

Публикации, структура и объем диссертации: Основное содержание работы опубликовано в 4 научных статьях. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, основных выводов, списка использованной литературы (91 наименований). Диссертация изложена на 163 страницах текста, содержит 40 рисунков.

Основные выводы по диссертации.

1. Проведенный анализ показал, что традиционно используемые технологии укладки трубопроводов в ряде случаев не могут быть применены в условиях Заполярья. В связи с этим разработан и реализован на практике многоступенчатый метод бесподъемной укладки предварительно забалластированных трубных плетей газопровода на сильно водонасыщенных грунтах.

2. Разработана методика по проведению обследования технического состояния защитных кожухов на строящихся переходах газопровода через автомобильные и железные дороги. На основе проведенного обследования защитного кожуха разработаны рекомендации по совершенствованию строительства и конструктивных параметров переходов через дороги в условиях неоднородности грунтов Крайнего Севера.

3. Разработана и внедрена технология закрепления фронтальных откосов в местах «входа-выхода» трубопровода из насыпи, при сооружении водопропусков, обладающая положительными качествами по сравнению с существующими (касательно районов Крайнего Севера).

Показать весь текст

Список литературы

  1. Е.А. Технология укладки подземных трубопроводов. Серия «Транспорт и хранение газа», вып. 5, ВНИИЭгазпром, 1983.
  2. Е.А., Габелая Р. Д., Рудавец И. М., Хомиченко С. А. Новые технологические решения на строительстве газопровода Заполярное -Уренгой. Производственно-технический журнал «Потенциал», № 6.2001.
  3. Е.А., Комарица В. Н., Асланов В. И. и др. Экспериментальное определение изгибной жесткости обетонированных труб. Экспресс-информация ВНИИПКтехоргнефтегазстроя. Серия «Строительство магистральных трубопроводов». № 2. 1988.
  4. Г., Баратта А., Кашпати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. М. Стройиздат. 1988.
  5. Ю.П., Березин B.JL, Телегин Л. Г., Курепин Б. Н. Организация строительства магистральных трубопроводов. М. «Недра». 1980.
  6. Березин B. JL, Телегин Л. Г. Аникин Е.А. Методические указания по расчету трубопроводов на прочность при строительстве. МИНХ и ГП им И. М. Губкина. 1974.
  7. В.В. Об упругих деформациях подземных трубопроводов, прокладываемых в статически неоднородном грунте. «Строительная механика и расчет сооружений», № 1,1965.
  8. П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. М. «Недра». 1976.
  9. П.П., Синюков A.M. Прочность магистральных трубопроводов. М. «Недра». 1984.
  10. И. А. Устойчивость подземных труб. «Гидротехническое строительство», № 10,1964.
  11. И.Васильев Г. Г., Кленин В. И., Коэтес А. Современные технологии для мониторинга и восстановления трубопроводов. «Нефтяное хозяйство», 4,1994.
  12. Н.П. Балластировка и закрепление трубопроводов. М. «Недра». 1984.
  13. С.В. Обзор методов расчета подземных тонкостенных труб на прочность, жесткость и устойчивость. Труды Союзводпроект. № 48. 1977.
  14. С.В. Расчет подземных трубопроводов на внешние нагрузки. Стройиздат. М. 1980.
  15. С.В., Кружалов Ю. М. Натурные испытания на прочность и устойчивость подземных стальных тонкостенных труб большого диаметра. М. 1959.
  16. ВСН 008−88/ Миннефтегазстрой. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Противокоррозионная и тепловая изоляция. ВНИИСТ. 1989.
  17. ВСН 012−88 / Миннефтегазстрой СССР. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Части 1 и 2. М. ВНИИСТ. 1989.
  18. ВСН 013−88 / Миннефтегазстрой. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов в условиях вечной мерзлоты. ВНИИСТ. М. 1989.
  19. ВСН 39−1.9−003−98. Конструкции и способы балластировки и закрепления подземных газопроводов. ОАО «Газпром». М. 1998.
  20. М.С., Королев М. И., Габелая Р. Д. и др. «Способ подземной прокладки трубопровода в слабом грунте». Патент РФ № 2 027 998- зарегистрирован 27 января 1995
  21. Н.А., Аникин Е. А., Гаспарянц Р. С., Габелая Р.Д., Рудавец
  22. И.М., Хомиченко С. А. Способ укладки предварительно забалластированного трубопровода на обводненных участках. Патент на изобретение РФ, № 2 176 758. М. 10 декабря 2001 г.
  23. ГОСТ Р 51 164−98. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. Госстандарт России. 1998 г.
  24. Э.И., Кабанов В. В. Устойчивость круговых цилиндрических оболочек В сб. «Механика твердых деформируемых тел». М. 1969.
  25. Декларация безопасности промышленных объектов системы газопроводов «Заполярное Уренгой». ДАО «ВНИПИгаздобыча». Саратов. 1998.
  26. А.К., Макуров Е. Д. Переходы магистральных трубопроводов через болота. М. «Недра». 1965.
  27. JI.M. О расчете подземных гибких труб «Строительная механика и расчет сооружений», № 1. 1961.
  28. .И. Долговечность магистральных и технологических трубопроводов. Теория, методы расчета, проектирование. М. «Недра». 1992.
  29. В.А. Повышение надежности и качества функционирования газотранспортных систем Западной Сибири. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. ГАНГ им И. М. Губина, НПО «Тюменгазтехнология». Тюмень. 1993.
  30. О.М. Надежность строительных конструкций магистральных трубопроводов. М. «Недра». 1985.
  31. О.М., Харионовский В. В. Арктические газопроводы России. Обзорная информация КИИЦ Нефтегазстройинфорреклама. 1992.
  32. ИД 28.2002 Краткий словарь базовых терминов и понятий в современной инвестиционно-строительной деятельности. Госстрой России. ГУПЦПП, 2002.
  33. Инструкция по разработке проектов производства работ построительству нефтегазопродуктопроводов. (ВСН). Минтопэнерго России. М. 1999.
  34. В.А. Строительная механика. Общий курс. М. Стройиздат, 1986.
  35. Г. К. Расчет подземных трубопроводов. Гостоптехиздат. М. 1969.
  36. Г. К. Расчет труб, уложенных в земле. Стройиздат. М. 1957.
  37. А.Ф. Устойчивость магистральных трубопроводов в сложных условиях. М. «Недра». 1985.
  38. В.Н. Технологические особенности сооружения промысловых трубопроводов из обетонированных труб. Технология и организация строительства промысловых трубопроводов. Сб. научн. тр. ВНИИСТ. М. 1989.
  39. И.Н. Теоретическое обоснование результатов натурного обследования участков северных газопроводов в непроектном положении. Надежность газопроводных конструкций. М. ВНИИГАЗ, 1990.
  40. Н.А. Напряженно-деформированное состояние трубопровода, укладываемого в траншею под действием поперечной нагрузки. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. ВНИИСТ. М. 1990.
  41. С.Г. Разработка методов организационно-технологического проектирования процесса строительства газопроводов газораспределительных систем в условиях Заполярья. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. ВНИИСТ. 1999.
  42. С.Г. Расчетные обоснования технологических параметров схем укладки трубопроводов малых диаметров. Научно-технический журнал «Нефтепромысловое дело». ОАО «ВНИИОЭНГ». № 1, 2000.
  43. Е.А., Воробьев А. Н. Газовая магистраль XXI века. Производственно-технический журнал «Потенциал», № 6. 2001.
  44. Г. Е. Строительство переходов трубопроводов под дорогами. М. ВНИИСТ, 1961.
  45. А.И. Исследование бесподъемного способа укладки магистральных трубопроводов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. МИНХ и ГП им И. М. Губкина. М. 1977.
  46. Методика оценки фактического положения и состояния подземных трубопроводов. М. ВНИИГАЗ. 1992.
  47. Методические рекомендации по натурным измерениям напряженного состояния магистральных газопроводов. М. ВНИИГАЗ, 1985.
  48. В.И. Машины для строительства магистральных трубопроводов. М. «Недра». 1985.
  49. В.И., Лисивенко А. И. Строительство трубопроводов с использованием способа бесподъемной укладки. Научно-технический обзор. М. НИПИЭСУнефтегазстрой. 1976.
  50. В.И., Никитин И. В. и др. Технико-экономическая оценка бестраншейной прокладки трубопроводов методом направленного бурения. Экспресс-информация, вып. 6. М. ВНИИЭгазпром. 1985.
  51. В.Н. Магистральные трубопроводы в сложных инженерно-геологических условиях. Л.: «Недра». 1987.
  52. С.О., Сюндюков Г. М. Экспериментальные исследования условий работы труб в траншее В сб. научн. труды Челябинского политехнического института, вып. 35.1966.
  53. Отчет о работе Надымской тематической партии ВНИИСТ за III квартал 1987 г. Надым 1987.
  54. .С. Разработка метода оценки надежности конструкции магистральных газопроводов по результатам диагностирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М. ГАНГ им И. М. Губина, 1995.
  55. РД 08−200−98 Правила безопасности в нефтяной и газовойпромышленности- утв. постановлением Госгортехнадзора России № 24от 09.04.1998 г.
  56. РД-51−2-97. Инструкция по внутритрубной инспекции трубопроводных систем. М. ИРЦ Газпром. 1997.
  57. .В., Березина И. В. Оптимальная планировка трассы. Межвузовский научно-технический сборник. Вып. 2. У НИ, Уфа. 1980.
  58. Система магистральных газопроводов Заполярное Уренгой. Газопровод Заполярное — Уренгой, 3 нитка. Рабочий проект (книги 1 и 2). ДАО «ВНИПИгаздобыча». Саратов. 2002.
  59. Системная надежность трубопроводного транспорта углеводородов (под общей редакцией Черняева В.Д.). М. ОАО «Издательство «Недра», 1997.
  60. СНиП 12−01−2004. Организация строительства, 2004
  61. СНиП 12−03−99. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. Госстрой России. 2001.
  62. СНиП 2.05.06−85* Магистральные трубопроводы. ЦИТП Госстроя РФ, изд. 1997 г.
  63. СНиП 3.01.03−85. Геодезические работы в строительстве. Госстрой СССР. 1986.
  64. СНиП 3.01.04−87 (с изменениями, введенными с 1 января 1988 г.). Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения. ЦИТП Госстроя СССР, 1987 г.
  65. СНиП 3.02.01−87 Земляные сооружения. Основания и фундаменты. Госстрой СССР. 1987.
  66. СНиП Ш-42−80* Магистральные трубопроводы ГУП ЦПП Госстроя РФ, 1997 г.
  67. В.И., Касаев Б. М. Пошел газ Заполярного. Производственно-технический журнал «Потенциал», № 6. 2001.
  68. СП 104−34−96. Производство земляных работ. Утв. Минтопэнерго РФ. ВНИИСТ. 1997.
  69. СП 106−34−96. Укладка газопровода из труб, изолированных в заводских условиях. Утв. Минтопэнерго РФ. ВНИИСТ. 1997.
  70. СП 107−34−96. Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопровода на проектных отметках. Утв. Минтопэнерго РФ. ВНИИСТ. 1997.
  71. СП 109−34−97 Свод правил по сооружению переходов под автомобильными и железными дорогами. РАО «Газпром». М. 1998.
  72. Н.В. Воздействие нестабилизированных факторов на процесс укладки магистрального трубопровода и методы снижения их влияния. Реф. сб. Транспорт и хранение газа. М. ВНИИЭгазпром, № 5,1986.
  73. О.И. Старение и коррозия нефтегазовых сооружений. «Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа» № 2.1997.
  74. Строительство магистральных трубопроводов. Справочник под редакцией Березина B.JI. и Чирскова В. Г. М. «Недра». 1991.
  75. Н.Ш. Исследование местной потери устойчивости магистральных нефтегазопроводов большого диаметра при осевом сжатии и изгибе. Уфа. 1975.
  76. ТЭО «Обустройство Заполярного газонефтеконденсатного месторождения. Паспорт проекта. ДАО «ВНИПИгаздобыча». Саратов. 1996.
  77. О.Ф. Применяемые в США методы расчета подземных металлических трубопроводов на внешние нагрузки. «Строительство трубопроводов», № 8,1965.
  78. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (№ 116-ФЗ от 21.06.1997 г.), М. 1997.
  79. Е.И. О возможности применения теории нечетких множеств в задачах надежности строительных конструкций. Надежность конструкций магистральных трубопроводов. Сб. научн. тр. ВНИИСТ. М. 1983.
  80. В.И. Сопротивление материалов. М. «Наука». 1979.
  81. В.В. Повышение прочности газопроводов в сложных условиях. J1. «Недра». 1990.
  82. С.А. Газопровод Заполярное Уренгой — магистраль XXI века. Доклад.
  83. С.А., Важенин Ю. И. Оптимизация параметров технологических схем укладки газопроводов бесподъемным способом. Изв. вузов «Нефть и газ», № 2. Тюмень, 2007. С. 38−42.
  84. СЛ., Юшков Ю. Ю. Рудавец И.М. Новые материалы и технология теплоизоляции на строительстве газопровода Заполярное -Уренгой. «Потенциал» № 3, 2001.
  85. В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. М. «Недра». 2000.
  86. В.Г., Иванцов О. М., Кривошеий Б. Л. Сооружение системы газопроводов Западная Сибирь Центр страны. М. «Недра». 1986.
  87. В.Г., Постников В. В. Организация строительства магистральных трубопроводов Западной Сибири. М. «Недра». 1986.
  88. С.П., Урусов В. М. Комплексы для бестраншейной прокладки труб-кожухов большого диаметра. «Строительство трубопроводов» № 4,1991.
  89. А.С., Гумеров А. С., Молдованов О. И. Диагностика магистральных трубопроводов. М. «Недра». 1992.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!