1.4 Существующие способы сооружения подводного перехода

При выборе способа сооружения подводного перехода основными факторами, определяющими выбор наиболее рациональной технологической схемы являются:

- технико-экономическое обоснование сооружения подводного перехода магистрального нефтепровода;

- климатическая характеристика;

- гидрологическая харатеристика;

- геологическая характеристика;

- период производства работ и условия судоходства.

Рассмотрим несколько способов сооружения подводного перехода:

- траншейный метод;

- метод наклонного бурения;

- методом микротоннелирования.
1.4.1 Прокладка траншейным методом.

Технология укладки дюкера рисунок 1.6 подводного перехода предусматривает разработку подводной траншеи с помощью специальной землеройной техники (земснарядов, грунтососов, гидромониторов и т.д.) на мелких водоемах, глубина которых 2–3 м, разработку подводных траншей осуществляют с помощью экскаватора, устанавливаемого на понтоне.

Недостатками траншейного способа строительства являются:

- ненадежность построенного объекта (всплытия, оголения и т. д.);

- большие эксплуатационные затраты (необходимость проведения периодических работ по ликвидации размывов и ремонту берегоукреплений);

- длительность строительства подводного перехода;

- негативное влияние на окружающую среду (замутнение воды, большие объемы срезок и перемещений грунта при строительстве, нарушение берегов);

Укладка плети в траншею возможна несколькими способами:

- протаскивание по дну;

- погружение с поверхности воды трубопровода полной длинны;

- укладка с плавающих средств опор.



1 – трубопровод; 2 – трубоукладчик; 3 – оголовок трубопровода; 4 – устройство

подъемное; 5 – лебедка тяговая; 6 – брус напавляющий;7 - Устройство анкерное

Рисунок 1.6 – Схема укладки трубопровода протаскиванием по дну
Преимуществами траншейного способа строительства являются:

- отработанная технология строительства переходов;

- не требуется специальных технических средств в разработке траншеи (кроме экскаваторов);

- небольшая стоимость строительства, при сооружении переходов через небольшие преграды [8].

1.4.2 Метод наклонно – направленного бурения.

Бурение скважины производится в два или три этапа. На первом этапе пробуривается пилотная скважина, диаметр которой меньше диаметра прокладываемого трубопровода. Далее (обычно с противоположного берега) производится расширение (бурением) пилотной скважины до диаметра укладываемой трубы и через готовую скважину протаскивается трубопровод, рисунок 1.7.

---

Метод наклонного бурения называют наклонно-направленным, горизонтальным, горизонтально-направленным, направленно-управляемым горизонтальным бурением, методом «крота» и др. Метод состоит в следующем: по створу перехода под руслом реки, примерно повторяя очертание ее поперечного профиля, пробуривается скважина, по которой с одного берега на другой протягивается трубопровод .

К основным преимуществам метода наклонного бурения перед траншейным относятся:

- меньшая суммарная стоимость, в основном за счет уменьшения эксплуатационных затрат;

- меньшее время выполнения работ;

- большая надежность и меньший риск аварий;

- большая экологическая безопасность;

- меньшее воздействие на водный объект, на смежные сооружения;

- меньший объем мониторинга после строительства.


1 - установка буровая; 2 - скважина; 3 - колонна буровых штанг; 4 -головка буровая; 5 - расширитель; протаскиваемый трубопровод; 6-ось трубопровода;7- вертлюг.

(а -бурение пилотной скважины; б – расширение пилотной скважины;

в - протаскивание трубопровода в скважину.)

Рисунок 1.7 – Схема прокладки новой нитки метод наклонного бурения
Однако, наряду с преимуществами, метод наклонного бурения имеет ряд недостатков, к главным из которых можно отнести:

- необходимость глубокого (10-40 м от дна) геотехнического бурения и гидрогеологических изысканий;

- отсутствие надежных решений при проходе наклонным бурением галечниковых, валунных, илистых и карстовых грунтов;

- повышенные требования к устойчивости береговых откосов;

- возможность загрязнения водотока буровым раствором.

При проектировании прокладки подводного перехода методом наклонного бурения через судоходные реки необходимо выполнять весь комплекс исследований, присущий траншейному методу. Анализ материалов должен быть даже более основательным. Поскольку общепринятый срок эксплуатации бестраншейного подводного перехода составляет 50 лет, то анализ и прогноз деформаций русла должен охватывать период до 50 лет в ретроспективе и перспективе. Особое внимание нужно уделять прогнозу горизонтальных смещений русла в створе перехода, а также деформации поверхности поймы.[8]
1.4.3 Метод микротоннелирования.

Метод микротоннелирования заключается в прокладке трубопровода в тоннеле пробуренного под водной преградой .

---

Метод микротоннелирования основан на строительстве тоннеля с помощью дистанционно управляемого щита, (рисунок 1.8). Проходческий щит в форме конусной рабочей головки, снабжен системой зубьев, кулаков и дробильных выступов, механически перерабатывает грунт и таким образом бурит отверстие, через которое будет прокладываться трубопровод. По мере перемещения щита вперед, грунт скапливается в открытой передней части, где конусный щит дробилки дробит его и перемещает в камеру смешивания с вымывателем бурильной установки. Транспортировка обратного грунта выполняется в виде вымывающей смеси через технологические трубопроводы в рабочую шахту. Установка вместе с укладываемыми трубами протаскивается блоком силовых цилиндров, установленных в рабочей шахте, по мере бурения.

Непререрывное отслеживание оператором значения давления на грунт, крутящего момента бурильной головки и параметров бурового раствра позволяет непрерывно контролировать процесс прокладки трубопроровода. Бурильная головка имеет систему форсунок высокого давления, которые позволяют подкрепить процесс бурения гидравлическим вымыванием грунта буровым раствором. Для транспортировки породы из тоннеля на поверхность существуют различные способы. Если грунт не обводнен, то можно применять щит со шнековым устройством, обеспечивающим транспортировку отработанной руды на поверхность. Если же грунты обводнены, либо возможно их обводнение в процессе работ, применяют щит с гидро-пригрузом. При этом способе водно-бентонитовый раствор прокачивается по трубопроводам, вынося на поверхность отработанную руду.



1 – установка силовая и пульт управления; 2 – трубопроводы бурового

раствора; 3 – насос; 4 – контейнер отстойник; 5 – щит тоннелепроходческий;

6 – кольцо железобетонное; 7 – домкрат гидравлический; 8 – шахта стартовая;

9 – шахта приемная

Рисунок 1.8 – Схема метода микротоннелирования
Микротоннелирование может применяться при любых грунтовых условиях и любой степени обводненности грунтов.

Управление процессом строительства микротоннеля производится из кабины, находящейся на поверхности. Местонахождение и ориентация щита контролируется с помощью лазерной системы. Применение лазерного контроля для систем управления и компьютерного мониторинга в совокупности с качеством управления обеспечивает высокую степень точности.

---

Микротоннельные машины в основном применяются при строительстве коротких (100 – 300 м) тоннелей, однако в практике строительства подводных переходов различных трубопроводов были реализованы проекты, где длина тоннеля составляла около 3000 м.

Преимущество метода микротоннелирования по сравнению с традиционными методами становятся очевидными:

- значительное снижение перемещения разрабатываемого грунта сокращает расходы;

- метод не наносит вреда окружающей среде;

- отпадает необходимость в понижении уровня грунтовых вод, таким образом, предотвращается просадка земной поверхности опасная для фундаментов домов и полотна дорог;

- помехи движения транспорта сведены до минимума, за исключением легких помех в районе стройплощадки. Движение транспорта происходит беспрепятственно;

- неблагоприятные погодные условия не оказывают влияния на сроки и качество выполнения строительных работ.

Существенным недостатком микротонелирования является его дороговизна.

1.5 Технология сооружения подводного перехода методом наклонно-направленного бурения
Технология сооружения подводного перехода методом наклонно-направленного бурения включает в себя несколько этапов:

- подготовка строительно-монтажных площадок и установка бурового оборудования;

- подготовка плети трубопровода;

- бурение «пилотной» скважины;

- расширение скважины;

- протаскивание плети трубопровода;

- испытание подводного перехода;

- утилизация отходов и рекультивация загрязненных земель.

1.6 Подготовка строительно-монтажных площадок и установка бурового оборудования
Участок по производству работ по наклонно-направленному бурению, расположены по обоим берегам р. Сургут представляет собой три отдельных строительных площадки. Для замены подводного перехода методом наклонно-направленного бурения используем буровой комплекс «60/300R» фирмы «CHERRINGTON»,технические характеристики которого представлены в таблице 1.4 [8].

Таблица 1.4 - Техническая характеристика бурового комплекса 60/300R.

Наименование	Показатели
Ширина, м	2,4
Длина, м	13
Вес, т (со станиной буровой головки)	18
Тяговое (толкающие) усилие, кН	3200
Диаметр проходки, мм	200-1400
Максимальная длина бурения, м	2000
Максимальное расширение, мм	1600
Максимальный крутящий момент, кН·м	-
Давление буравого раствора, МПа	0,1 – 35,0
Удельный расход буравого раствора л/м	185 - 460
Объем резервуара буравого раствора, м3	36,6

---

Монтажная площадка № 1 - площадка под размещение буровой установки и вспомогательного технологического оборудования, непосредственно используемого для начала бурения и при производстве буровых работ на русловом участке.

Буровую установку устанавливают на подготовленное основание. При монтаже буровой установки на фундаменте необходимо произвести контроль:

- продольная ось буровой установки должна быть расположена строго в створе прокладываемого трубопровода;

- горизонтальность установки проверяется в направлении, перпендикулярном оси бурения.

После выверки буровой установки необходимо произвести жесткое крепление установки к фундаменту, который в свою очередь закрепляется в грунте штатными анкерными устройствами.

Размещение и монтаж вспомогательного технологического оборудования на строительных площадках должно определяться по месту. Монтажная площадка №1 сооружается на левом берегу реки.

Монтажная площадка №2 – площадка для выхода буровой колонны. Сооружение принято анологично площадки №1. Площадка №2 сооружается на правом берегу реки.

Монтажная площадка №3 – площадка предназначенная для монтажа, сварки, контроля сварных стыков, их изоляции а также для расстановки опор с последующий укладкой на них заизолированного трубопровода, подготовленного к протаскиванию в пробуренную скважину.

Электроснабжение монтажных площадок осуществляется от дизельных передвежных электростанций с прокладкой временных сетей. Для освещения площадок по их границам выставляются прожекторные мачты с заземлением.
1.7 Подготовка плети тубопровода
Подготовка плети трубопровода включает следующие технологические операции:

- вывоз труб и раскладка труб;

- сборка стыков и сварка плети трубопровода;

- контроль качества сварных стыков;

- изоляционные работы;

- гидроиспытание плети (1-й этап) – до протаскивания;

- расстановка роликоопор;

- укладка плети на роликоопоры.

В соответствии с [1]. подводный переход отнесен к категории «В».

Трубопровод на участке переукладки категории «В» должен быть подвергнут 100% контролю сварных стыков радиографическим методом. Прочность трубопровода зависит от прочностных свойств стали из которой изготовлена труба, а также от толщины стенки трубопровода.

---

Смотрите также файлы

• Т. А. Добрышкина Нормоконтроль.docx

• Дисциплина Правовое обеспечение профессиональной деятельности.doc

• Методические рекомендации к выполнению заданий.docx

• 1тапсырма. Берілген зіндіні мият тыда. 6 пай.docx

• 1 блім. Апаратты визуализациялау графикалы тсілдері мен ралдары.docx