способ ремонта надземного (балочного) перехода трубопровода

Формула изобретения

Способ ремонта надземного перехода переводом его в подземный вариант, заключающийся в удалении грунта под трубопроводом в подземной части по всему профилю с подсадкой на расчетные отметки, отличающийся тем, что до начала ремонтных работ ниже по течению сооружают технологическую запруду с возможностью поддержания уровня воды у средней образующей трубопровода для поддержания ремонтируемого трубопровода на плаву в горизонтальном положении, подсадку на расчетные отметки проводят за счет понижения и полного удаления воды из траншеи, постепенного демонтажа технологической запруды, расположенной ниже по течению.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ремонту линейной части магистральных трубопроводов, в частности к ремонту надземных (балочных) переходов, пересекающих временные (постоянные) водотоки переводом их в подземный вариант.

Аналогом является переустройство надземного перехода в подземный (Петров С.Г. Обеспечение надежности эксплуатации газопроводов в ООО «Кавказтрансгаз». Итоги работы газотранспортных обществ по эксплуатации линейной части магистральных газоконденсатопроводов и ГРС ОАО «Газпром» за 2007 год и задачи на 2008 год [1]). Работа проводится заменой прямолинейного надземного перехода на подземный с использованием кривых вставок. Недостатком способа является необходимость остановки трубопровода, значительный объем строительно-монтажных работ по замене участка.

Прототипом является способ ремонта заглублением (подсадкой) подводных переходов, когда оголенный (размытый) участок трубопровода заглубляется путем удаления (размыва) грунта под трубопроводом согласно РД 39-0147103-88 [2], например, земснарядом. При этом трубопровод под собственной тяжестью с помощью пригрузов опускается на расчетные отметки. Затем отремонтированный трубопровод засыпается (намывается) грунтом.

Недостатком прототипа является сложность в определении напряженно-деформированного состояния (НДС) участка в процессе ремонтных работ и обеспечении окончательного положения в соответствии с расчетными отметками, так как трубопровод опускается по мере удаления грунта под ним. Кроме того, технически сложно, в подводных условиях, обеспечить точность подсадки на расчетные отметки. Осуществление контроля также затруднено в силу этих же причин, поэтому, как правило, окончательное его положение отличается от расчетного. Эти недостатки, в основном, нивелируются подводными условиями, когда вес трубопровода с учетом выталкивающей силы воды в значительной степени снижен, соответственно понижено и его НДС.

Целью изобретения является регулирование НДС трубопровода при его ремонте, подсадка трубопровода на расчетные отметки с высокой точностью, обеспечение расчетных напряжений по величине ниже исходных (в состоянии балочного перехода).

Ставится задача отремонтировать надземный переход переводом его в подземный вариант, уложив подсадкой на расчетные отметки. При этом напряжения в трубопроводе б_р должны составлять величину меньше исходных б_р<б_и , что дает предпосылки проводить ремонт без остановки транспорта продукта.

Технический результат выражается обеспечением расчетного НДС путем изменения напряжения в трубопроводе от б _и (исходного) до нуля б=0 и от б=0 до б_р (расчетного), которое в свою очередь б_р<б_и, в процессе ремонтных работ, что позволит избежать возможного разрушения трубопровода, повысит безопасность ремонтных работ, а также позволит проводить ремонт без остановки транспорта продукта, так как его НДС поддерживается на уровне меньше исходного значения (в состоянии балочного перехода).

Это достигается тем, что надземный (балочный) переход трубопровода фиг.1 (исходное состояние трубопровода) обустраивается технологической запрудой ниже по течению за счет постоянного поддержания уровня воды на расчетной высоте для поддержания трубопровода на плаву перед началом ремонта. На фиг.1 приводится ремонтируемый трубопровод поз.1 с продуктом (например, газ под давлением), профиль оврага поз.2, имеет: глубину h, длину надземной части L, уровень воды на дне оврага h_y. При этом напряжения в трубопроводе НДС составляют величину б_и (исходное состояние). На фиг.1 (ремонтное состояние трубопровода) приводится тот же ремонтируемый трубопровод поз.1, после обустройства технологической плотины в состоянии, когда уровень воды h_ур поддерживается у средней образующей трубопровода и, при положительной плавучести, обеспечивает напряжения в трубопроводе близкими к нулю. Затем производится удаление грунта из-под трубопровода до достижения им расчетного профиля трубопровода фиг.2, поз.2. При этом в процессе удаления грунта из-под трубопровода напряжения в нем остаются близкими к нулю, так как вода заливает откопанные участки, поддерживая трубопровод на плаву. По окончании удаления грунта из-под трубопровода, проводится контроль точности исполнения профиля фиг.2 поз.2, например шестом. При необходимости, профиль фиг.2 поз.2 обеспечивается удалением грунта или его подсыпкой. Убедившись в точности исполнения профиля, проводится понижение уровня воды путем постепенного демонтажа технологической запруды ниже по течению, соответственно трубопровод фиг.2 поз.1 опускается на расчетные отметки фиг.2 поз.2. При этом напряжения в трубопроводе постепенно растут и в окончательном виде достигают б_р. На фиг.2 приводится ремонтируемый трубопровод поз.1, расчетный профиль трубопровода поз.2, с глубиной Н_р и длиной L_p м. В дальнейшем могут проводиться работы по закреплению трубопровода на расчетных отметках, например, монтируются пригруза, насыпается грунт и т.п., ремонтные работы по переводу надземного перехода в подземный вариант закончены.

Проиллюстрируем вышеприведенный способ ремонта конкретным примером.

Надземный переход Челябинск-Петровск диаметром 1420×18,7 мм с целью антитеррористической защищенности, предотвращения размывов и стабилизации режимов транспорта газа решено перевести в подземный вариант. Надземный переход и прилегающие участки в исходном положении выполнены упругим изгибом. Перед началом ремонтных работ на надземную часть наносится новое изоляционное покрытие. Геодезические измерения показали следующие параметры: глубина h=1,2 м; длина L=12,5 м. Расчетные (исходные) напряжения составили б_и=30,97 МПа. Расчетная глубина, согласно [2] должна составить Н_р =1,2 м (глубина оврага) + 1,42 м (диаметр) + 1,0 м (глубина подземной части) = 3,02 м. Расчеты, проведенные в соответствии с методами строительной механики, позволили определить расчетный профиль трубопровода фиг.2, расчетную длину участка Lp=609,4 м. Таким образом, для глубины подсадки Н_р=3,02 м, и длине участка 610 м и более, напряжения в трубопроводе не превысят б_и =30,97 МПа.

Список использованных источников.

1. Петров С.Г. Обеспечение надежности эксплуатации газопроводов в ООО «Кавказтрансгаз». Итоги работы газотранспортных обществ по эксплуатации линейной части магистральных газоконденсатопроводов и ГРС ОАО «Газпром» за 2007 год и задачи на 2008 год. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2008 (стр.85-92).

2. РД 39-0147103-88. «Инструкция по технологическому процессу капитального ремонта подводных нефтепроводов методом подсадки на грунтах 1-3 категории с использованием существующих технических средств».