Способ ремонта провисающих и размытых участков подводного трубопровода

 

Использование: строительство и ремонт магистральных трубопроводов. Сущность изобретения: при ремонте провисающих и размытых участков подводного трубопровода вскрывают размытый и прилегающие к нему участки частями, равными длине линии пересечения горизонта воды с точкой отрываемой траншеи в направлении ее подъема. Траншею вдоль трубопровода отрывают глубже проектной с увеличением раскрытия прилегающих участков. Грунт из-под трубопровода извлекают по участкам и обеспечивают допустимый радиус изгиба трубопровода. Траншею заполняют водой с образованием перемычек и промежуточных опорных для трубопровода перемычек, которые удаляют, что удлиняет пролет трубопровода, находящегося в воде. Подрезку перемычек осуществляют поэтапно, а при окончательной срезке ограничивающих русловую часть перемычек производят пригрузку газопровода от центра размытого участка в обе стороны с засыпкой траншеи. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к прокладке магистральных трубопроводов при их строительстве и ремонте и может быть использовано при ремонте действующих подводных трубопроводов на их провисающих и размытых участках.

Известен способ ремонта провисающих и размытых участков подводного трубопровода, включающий вскрытие траншеи провисающего и прилегающих к нему участков трубопровода, подъем вскрытых участков, разработку траншеи расчетной глубины, укладку трубопровода на новые отметки с последующей засыпкой траншеи.

Подъем участка подводного трубопровода осуществляют под некоторым углом с обеспечением расстояния между точками подвеса для облегчения провисания трубопровода на размытом участке и, с целью устранения сил трения трубопровода о грунт, облегчения продольного перемещения трубопровода в сторону прилегающих от размытого участка и заглубления трубопровода по профилю вновь подготовленных траншей (см. авт.свид. N 1712729, 1992).

Недостатком известного способа, взятого в качестве прототипа, является то, что он содержит операции подъема провисающего и прилегающих участков с использованием трубоукладочной техники с распределением усилия подъема под углом, что затрудняет выполнение работ на трубопроводах большого диаметра и значительной протяженности размытых и провисающих участков. Кроме того, при производстве работ предлагаемым способом ремонта магистральных газопроводов, несогласованность работы операторов при подъеме трубы и удерживании ее длительное время на весу может привести к разрушению трубы с возгоранием газа.

Задачей изобретения является укладка трубопровода на проектные отметки без прекращения транспортировки газа, без подъема провисающего и размытого участка трубопровода.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе ремонта провисающих и размытых участков подводного трубопровода, включающего вскрытие ремонтируемого участка трубопровода, углубление под ним траншеи, последующей его укладке на новые отметки заложения и засыпке грунтом для заглубления криволинейного участка трубопровода на размытом участке, вскрывают его и прилегающие к нему участки трубопровода противоположной и идентичной кривизны, при этом раскрытие прилегающих участков выполняют частями, равными длине горизонтальной линии пересечения горизонта воды от верха обваловки нижней части участка с точкой будущей траншеи в направлении ее подъема, проделывают вдоль трубопровода траншею глубже проектной с увеличением раскрытия плеч в обе стороны с последующим извлечением грунта под трубой по участкам, обеспечивающим допустимый радиус изгиба трубопровода, лежащего на двух опорах, заполняют траншею с перемычками водой, выбирают промежуточные опорные перемычки, удлиняя свободный пролет трубы находящейся в воде, с обоих концов прилегающих участков производят подрезку перемычек поэтапно на глубину верхних перемычек к руслу размытого участка, при окончательной срезке перемычек, ограничивающих русловую часть, производят пригрузку трубопровода от центра размытого участка в обе стороны с последующей засыпкой траншеи.

Из патентной и научно-технической информации неизвестны следующие признаки изобретения, обладающие новизной: вскрывают размытый и прилегающие к нему участки противоположной или идентичной кривизны, при этом раскрытие прилегающих участков выполняют частями, равными длине горизонтальной линии пересечения горизонта воды от верха обваловки нижней части участка с точкой будущей траншеи в направлении ее подъема; проделывают вдоль трубопровода траншею глубже проектной с увеличением раскрытия плеч в обе стороны с последующим извлечением грунта под трубой по участкам, обеспечивающим допустимый радиус изгиба трубопровода, лежащего на двух опорах; заполняют траншею с перемычками водой; выбирают промежуточные опорные перемычки, удлиняя свободный пролет трубы, находящейся в воде; с обоих концов прилегающих участков производят подрезку перемычек поэтапно на глубину верхних перемычек к руслу размытого участка, при окончательной срезке перемычек, ограничивающих русловую часть, производят пригрузку трубопровода от центра размытого участка в обе стороны с последующей засыпкой траншеи.

Изобретение может быть внедрено при ремонте провисающих и размытых участков подводных переходов газопроводов.

Схема провисающего и размытого подводного газопровода приведена на чертеже (профиль).

На чертеже показан участок провисающего и размытого надводного перехода трубопровода с организацией опорных и водозадерживающих перемычек с заполнением траншеи прилегающих участков водой ступенчатым способом.

Провисающий и размытый участок трубы 1 находится на плаву в русле 2 протяженностью L, участки 3 и 4 находятся в обваловке А,Б и уложены выше проектной отметки 5, с обеих сторон от русла 2 сооружены водозадерживающие перемычки 6, расстояние до опорных перемычек 7 под трубой определено расчетом на жесткость трубы 1, расположение водозадерживающих перемычек 8 определено уровнем горизонта воды от верха перемычки 6 до точки С, определяющей место пересечения с линией профиля проектного заглубления 5 и устанавливающей начало перемычки 8.

Подсадку провисшего и размытого участка подводного трубопровода осуществляют следующим образом.

Перед началом производства работ проводятся геодезические изменения положения размытой части трубы 1 и прилегающих участков 3,4 до точек совпадающими с проектным положением (на чертеже не показано), полученная протяженность участков сопоставляется с проектной длиной траншеи 5, рассчитывается максимальная глубина подсадки участка трубы 1 и глубина траншеи 5 по восходящей линии в прилегающих участках 3 и 4, при этом сумма профильных площадей прилегающих участков 3 и 4 должна быть не меньше профильной площади размытого участка трубы 1.

Рытье траншеи вдоль трубопровода осуществляется от центра трубы 1 в обе стороны с углублением до проектной и уширением ее на объем грунта, извлекаемого в дальнейшем из-под трубы. Расстояние между водозадерживающими перемычками 6 и 8 определяется горизонтом воды, а водозадерживающей 6 и опорной 7 жесткостью трубы. При вырытой траншеи 5 с перемычками 6,7 и 8 производится заполнение траншеи водой 9 ступенями, и тем самым высвобождаются из работы опорные перемычки 7, которые полностью срезаются, и труба остается на плаву с опиранием на грунтозадерживающие перемычки. Плавность подсадки размытого участка подводного перехода достигается срезкой всех грунтозадерживающих перемычек 6,8 и 10 и далее, на величину крайних верхних 10 затем 8,6, при этом для предотвращения развития обратной кривизны на участке трубы 1 производят частичную пригрузку, а при окончательном удалении перемычек 6 догружают русловую часть трубы 1 до расчетного значения. Уложенные участки 3,4 на проектные отметки траншеи 5 пригружают от центра в обе стороны с последующей засыпкой грунтом 11 всего участка газопровода, при этом над верхом трубы должен быть грунт не менее 1 м. Контроль за состоянием металла труб ведется методом акустической эмиссии (АЗ).

Ремонт провисающих и размытых участков подводного трубопровода с использованием описанного способа подсадки позволяет привести их в соответствие требований СНиП 2.05.06-85, предъявляемых к подземному способу прокладки трубопроводов. Кроме того, не требуется стравливать газ в атмосферу от 3 до 5 млн.куб.метров.

Пример. Проектное решение подводного перехода магистрального газопровода Ухта Торжок, IV нитка диаметром 142 мм через реку Коченьга.

Трубопровод был уложен выше проектных отметок в русловой части, в результате чего произошел размыв берегов с оголением трубы до 40 метров.

Основная идея изобретения компенсация лишнего пространства между нижней образующей трубопровода 1 и новым положением трубопровода 5 с перераспределением его на прилегающие участки 3 и 4, для чего вычисляется площадь по нижней образующей трубопровода 1 и кривой 5, изображающей новое положение заглубленного трубопровода. Для положения трубопровода, приведенного на чертеже, она составила 526,0 м².

Выбирается вариант заглубления с двух прилегающих участков. Расчет площадей ведется из условия неизменяющихся напряжений, то есть открытый участок подсаживается на глубину 1 мм ниже дна реки, и при этом длина нижней образующей трубы 1 не ограничивается открытой частью, а принимается в расчет площади подсадки, между точками перегиба Д и Е трубы в прилегающих участках 3 и 4. Выбирается профильная площадь участка 3, равная 230 м², а участка 4 296 м². И тем самым подсаживаемый участок практически по всей длине укладывается в новую траншею без увеличения напряжений в трубе.

Формула изобретения

Способ ремонта провисающих и размытых участков подводного трубопровода, заключающийся во вскрытии ремонтируемого участка трубопровода, углублении под ним траншеи, последующей его укладке на новые отметки заложения и засыпки грунтом, отличающийся тем, что вскрывают размытый и прилегающие к нему участки трубопровода противоположной или идентичной кривизны, при этом раскрытие участков выполняют частями, равными длине горизонтальной линии пересечения горизонта воды от верха обваловки нижней части участка с точкой будущей траншеи в направлении ее подъема, проделывают вдоль трубопровода траншею глубже проектной с увеличением раскрытия плеч в обе стороны с последующим извлечением грунта под трубой по участкам, обеспечивающим допустимый радиус изгиба трубопровода, лежащего на двух опорах, заполняют с перемычками водой, выбирают промежуточные опорные перемычки, удлиняя свободный пролет трубы, находящейся в воде, с обоих прилегающих участков производят подрезку перемычек поэтапно на глубину верхних перемычек к руслу размытого участка, при окончательной срезке перемычек, ограничивающих русловую часть, производят пригрузку газопровода от центра размытого участка в обе стороны с последующей засыпкой траншеи.

РИСУНКИ

Рисунок 1