Способ ремонта трубопровода (варианты)

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при эксплуатации и ремонте линейной части магистральных трубопроводов. Обозначают на местности местоположение ремонтируемого участка, который определяют как предрасположенный к коррозионному растрескиванию труб под напряжением (КРН) отрезок трубопровода. Обнаруживают его за счет нахождения зоны пересечения трубопровода с водотоком. Вскрывают трубопровод шурфом и выявляют в отрытом шурфе диагностические признаки условий возникновения КРН, устанавливают границы предрасположенного к КРН отрезка трубопровода. Осуществляют демонтаж ремонтируемого участка трубопровода в установленных границах и производят сооружение нового участка трубопровода как надземного перехода. Исключает КРН за счет исключения воздействия пересыхающих водных потоков на трубопровод. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способам ремонта трубопроводов и может быть использовано в трубопроводном транспорте при эксплуатации линейной части магистральных трубопроводов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ ремонта трубопровода, заключающийся в обследовании трубопровода с обозначением на местности местоположения ремонтируемого участка трубопровода, его демонтаже и сооружении нового участка трубопровода (см. Правила производства работ при капитальном ремонте магистральных трубопроводов ВСН 51-1-97. М.: ИРЦ Газпром, 1997, 96 с.).

Недостатком известного способа является невозможность исключения коррозионного растрескивания труб под напряжением (КРН), вызываемого воздействующими на трубопровод поверхностными пересыхающими водными потоками.

Техническим результатом, на который направлено данное изобретение, является устранение указанного недостатка за счет исключения воздействия пересыхающих водных потоков на трубопровод.

Данный технический результат достигается за счет того, что в способе ремонта трубопровода, заключающемся в обследовании трубопровода с обозначением на местности местоположения ремонтируемого участка трубопровода, его демонтаже и сооружении нового участка трубопровода, при обследовании трубопровода ремонтируемый участок перед обозначением на местности его местоположения определяют, как отрезок трубопровода, предрасположенный к КРН, который обнаруживают за счет нахождения зоны пересечения трубопровода с водотоком, вскрытия трубопровода шурфом, начиная от зоны пересечения, в противоположных направлениях от центра водотока и выявления в отрытом шурфе одновременно присутствующих диагностических признаков условий возникновения КРН, представляющих собой наличие в шурфе оглеения грунта вокруг трубопровода, наличие отслоений изоляционного покрытия трубопровода, наличие более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода. В местах прекращения выявления в отрытом шурфе указанных диагностических признаков устанавливают границы отрезка трубопровода, предрасположенного к КРН, которые рассматривают в качестве границ ремонтируемого участка трубопровода. Затем осуществляют демонтаж ремонтируемого участка трубопровода в установленных границах, в которых производят сооружение нового участка трубопровода путем возведения надземного перехода трубопровода.

Данный технический результат также достигается за счет того, что в способе ремонта трубопровода, заключающемся в обследовании трубопровода с обозначением на местности местоположения ремонтируемого участка трубопровода, его демонтаже и сооружении нового участка трубопровода, при обследовании трубопровода находят границу проникновения водотока в грунт, а ремонтируемый участок перед обозначением на местности его местоположения определяют, как отрезок трубопровода, предрасположенный к КРН, который обнаруживают за счет нахождения зоны пересечения трубопровода с водотоком, вскрытия трубопровода шурфом, начиная от зоны пересечения, в противоположных направлениях от центра водотока и выявления в отрытом шурфе одновременно присутствующих диагностических признаков условий возникновения КРН, представляющих собой наличие в шурфе оглеения грунта вокруг трубопровода, наличие отслоений изоляционного покрытия трубопровода, наличие более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода. В местах прекращения выявления в отрытом шурфе указанных диагностических признаков устанавливают границы отрезка трубопровода, предрасположенного к КРН, которые рассматривают в качестве границ ремонтируемого участка трубопровода. Затем осуществляют демонтаж ремонтируемого участка трубопровода в установленных границах, в которых производят сооружение нового участка трубопровода путем укладки его ниже границы проникновения водотока в грунт. Указанный технический результат достигается также за счет того, что для определения границы проникновения водотока в грунт углубляют шурф или пробуривают шпуры, выявляют наличие оглеения грунта на стенках шурфа или в пробах грунта, отбираемых из шпуров, при этом границей проникновения водотока в грунт считают глубину, на которой регистрируют исчезновение оглеения в шурфе или шпурах, и, кроме того, за счет того, что траншею, разрабатываемую во время укладки нового участка трубопровода при его сооружении, засыпают до границы проникновения водотока в грунт глинистым грунтом, например, жирной мятой глиной с коэффициентом фильтрации менее 1·10^-7 см/сек с образованием водонепроницаемого экрана, если граница проникновения водотока в грунт расположена на расстоянии менее одного метра от верхней образующей трубопровода, или засыпают до уровня не менее одного метра над верхней образующей трубопровода, если граница проникновения водотока в грунт расположена на расстоянии более одного метра от верхней образующей трубопровода, затем насыпанный грунт утрамбовывают, выше границы проникновения водотока в грунт траншею засыпают грунтом со значением коэффициента фильтрации, не меньшим значения коэффициента фильтрации коренного грунта, залегающего на глубине засыпания грунта в траншее.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, 2 и 3, при этом на фиг.1 показано исходное положение трубопровода, на фиг.2 изображен первый вариант реализации способа ремонта трубопровода, при котором осуществляется сооружение надземного перехода трубопровода, на фиг.3 изображен второй вариант реализации способа ремонта трубопровода, при котором трубопровод укладывается ниже границы проникновения водотока в грунт.

На фиг.1-3 изображены трубопровод 1, участок 2 трубопровода, предрасположенный к КРН, граница 3 пересыхающего водотока (водного потока), направление 4 движения водотока (водного потока), граница 5 проникновения водотока (водного потока) в грунт, граница 6 участка трубопровода, предрасположенного к КРН, коренной грунт 7, участок 8 трубопровода, сооруженный в виде надземного перехода, участок 9 трубопровода, уложенный ниже границы проникновения водотока в грунт, утрамбованный грунт 10 обратной засыпки с коэффициентом фильтрации менее 1·10^-7 см/сек (глинистый грунт, например, жирная мятая глина), грунт 11 обратной засыпки с коэффициентом фильтрации, не меньшим, чем у коренного грунта, залегающего на глубине засыпания траншеи.

Способ может осуществляться по одному из двух вариантов.

Реализация данного способа по первому варианту происходит следующим образом. По результатам обследования трубопровода 1 определяют зону его пересечения с водотоком, находящимся в границах 3 пересыхающего водотока (см. фиг.1-3). Направление 4 движения водотока также показано на фиг.1-3. После определения зоны пересечения трубопровода 1 с водотоком вскрывают трубопровод 1, начиная от зоны пересечения, в противоположных направлениях. В отрытом шурфе выявляют одновременно присутствующие диагностические признаки условий возникновения КРН. Диагностические признаки условий возникновения КРН оценивают по одновременному наличию в шурфе оглеения грунта вокруг трубопровода, наличию отслоений изоляционного покрытия трубопровода (гофр, мешков, карманов, складок) и наличию более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода. Следует отметить, что для идентификации существующих условий возникновения КРН необходимо и достаточно только одного диагностического признака, состоящего в наличии более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под отслоившимся изоляционным покрытием. Поскольку сидерит образуется в анаэробных условиях с участием воды, в случае его образования на поверхности трубы в шурфе обязательно будет присутствовать оглеение грунта, формирование которого также связано с воздействием воды. Тем не менее, наличие оглеения грунта не свидетельствует об обязательном наличии условий возникновения КРН, поскольку последние появляются при воздействии на трубопровод 1 пересыхающих поверхностных водных потоков, расположенных в границах 3 и насыщенных активными веществами. Оглеение грунта возникает при взаимодействии грунта с водой не зависимо от ее состава и от того, движется она относительно трубопровода 1 или нет. Результаты обследования более 6000 участков труб со стресс-коррозионными трещинами однозначно свидетельствуют о том, что КРН протекает только под отслоившимся изоляционным покрытием. Вместе с тем, отслоение изоляционного покрытия происходит не только под воздействием пересыхающих водных потоков, но и по другим причинам, например, из-за брака строительства или разрушения клеящего слоя изоляции в аэробных условиях. В этих случаях условия возникновения КРН не появляются.

Поэтому первые два признака являются вспомогательными (необходимыми, но не достаточными) для определения условий возникновения КРН. Их используют для ускорения и облегчения процедуры оценивания диагностических признаков условий возникновения КРН, поскольку трудоемкость определения различных признаков не одинакова.

Для идентификации оглеения грунта достаточно вскрыть трубопровод 1 до нижней образующей. Для выявления наличия отслоений изоляционного покрытия трубопровода 1 необходимо дополнительно очистить трубопровод 1 от грунта и, в большинстве случаев, также удалить обертку с поверхности изоляционного покрытия. Для идентификации количественного содержания сидерита в общей массе продуктов коррозии необходимо дополнительно удалить изоляционное покрытие и выполнить химический или визуальный анализ обнаруженных продуктов коррозии. Вместе с тем, следует указать на следующее. Если в шурфе отсутствует хотя бы один из указанных выше признаков условий возникновения КРН, каждый из которых является необходимым, вывод об их отсутствии может быть сделан без выявления остальных диагностических признаков. При этом не потребуется восстанавливать изоляционное покрытие трубопровода 1 после его обследования.

Наличие оглеения грунта определяют по изменению цвета (потемнению) грунта, прилегающего к трубопроводу 1. Цвет грунта оценивают на торцевых стенках шурфа и в отвале грунта, выбранного из исследуемого шурфа. При оценивании оглеения достаточно, чтобы оно было обнаружено в любом месте вокруг трубопровода 1. Его оценивают до удаления обертки с поверхности изоляции, в которой находится трубопровод 1. После удаления обертки изоляционное покрытие трубопровода 1 исследуют визуально на предмет обнаружения видимых отслоений (гофр, складок и т.п.), а также ощупывают пальцами для обнаружения отслоений, не связанных с нарушением геометрии поверхности изоляционного покрытия. В этом случае под изоляцией прощупывают аномальные зоны (продукты коррозии, пустоты и т.п.) и в местах, где они имеются, протыкают изоляцию острым предметом (например, ножом) под острым углом к трубе.

Наличие продуктов коррозии, содержащих более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии, определяют химическими методами или визуально по их цвету, который является белым или светло-серым или светло-коричневым.

В местах прекращения выявления в отрытых шурфах указанных диагностических признаков устанавливают границы 6 участка 2 трубопровода 1, предрасположенного к КРН, после этого производят сооружение нового участка трубопровода в установленных границах 6 путем возведения надземного перехода 8 трубопровода 1 (см. фиг.2).

После исчезновения условий КРН в шурфах их копают еще на пять метров в длину для того, чтобы убедиться, что границы 6 участка 2, предрасположенного к КРН, определены правильно. Необходимость этой операции связана с тем, что условия возникновения КРН могут существовать с перерывами по длине трассы трубопровода 1. После определения границ 6 участка 2, предрасположенного к КРН, участок трубопровода 2 демонтируют и выполняют надземный переход 8 трубопровода 1 над этим участком таким образом, чтобы подземные части трубопровода 1 находились за пределами участка 2, предрасположенного к КРН.

Во втором варианте данного способа ремонта трубопровода границы участка 2 трубопровода, предрасположенного к КРН, определяют, в основном, также, как в первом варианте, при этом перед сооружением нового участка трубопровода определяют границу 5 проникновения водотока в грунт. Затем осуществляют укладку нового участка 9 трубопровода 1 в установленных границах 6 участка 2 трубопровода 1 ниже границы 5 проникновения водотока в грунт.

Для определения границы 5 проникновения водотока в грунт углубляют шурф или пробуривают шпуры, выявляют наличие оглеения грунта на стенках шурфа или в пробах грунта, отбираемых из шпуров, при этом границей 5 проникновения водотока в грунт считают глубину, на которой регистрируют исчезновение оглеения в шурфе или шпурах. Наличие оглеения в грунте может быть определено визуально по изменению цвета (потемнению) грунта. Отсутствие оглеения в массиве грунта означает, что водный поток туда не проникает и, следовательно, в случае укладки в этот массив трубопровода 1, он окажется вне зоны воздействия потока. Поскольку оглеение возникает при взаимодействии воды с грунтом, не зависимо от источника появления воды, граница 5 проникновения водотока в грунт может быть определена только в случае низкого стояния уровня грунтовых вод, т.е. тогда, когда между грунтом, периодически увлажняемым поверхностным водотоком, и грунтом, увлажняемым подземными водами, имеется массив грунта, не подверженный воздействию воды (см. фиг.3).

После укладки нового участка 9 трубопровода 1 в траншею ее засыпают до границы 5 проникновения водотока в грунт глинистым грунтом 10, например, жирной мятой глиной с коэффициентом фильтрации менее 1·10^-7 см/сек с образованием водонепроницаемого экрана, если граница 5 проникновения водотока в грунт расположена на расстоянии менее одного метра от верхней образующей трубопровода, или засыпают до уровня не менее одного метра над верхней образующей трубопровода 1, если граница 5 проникновения водотока в грунт расположена на расстоянии более одного метра от верхней образующей трубопровода 1. Затем насыпанный грунт утрамбовывают, выше границы 5 проникновения водотока в грунт траншею засыпают грунтом 11 со значением коэффициента фильтрации, не меньшим значения коэффициента фильтрации коренного грунта 7, залегающего на глубине засыпания грунта в траншее (см. фиг.3). Такая засыпка позволяет предотвратить проникновение водотока к трубопроводу 1 за счет его гидроизоляции грунтом 10, имеющим низкий коэффициент фильтрации, а также за счет обеспечения свободного пропуска воды над указанным слоем грунта по грунту 11, имеющему высокий коэффициент фильтрации (не менее коэффициента фильтрации коренного грунта 7). Если бы коэффициент фильтрации грунта обратной засыпки 11 над границей 5 проникновения водотока в грунт превышал коэффициент фильтрации коренного грунта 7, то грунт обратной засыпки 11 создавал бы водоупорную стенку на пути водотока, по которой вода стекала бы вниз и стремилась к трубопроводу 1 (фиг.3).

Использование обоих вариантов предлагаемого изобретения позволяет исключить коррозионное растрескивание труб под напряжением, вызываемое воздействующими на трубопровод поверхностными пересыхающими водными потоками, за счет исключения воздействия пересыхающих водных потоков на трубопровод.

1. Способ ремонта трубопровода, заключающийся в обследовании трубопровода с обозначением на местности местоположения ремонтируемого участка трубопровода, его демонтаже и сооружении нового участка трубопровода, отличающийся тем, что при обследовании трубопровода ремонтируемый участок перед обозначением на местности его местоположения определяют как отрезок трубопровода, предрасположенный к коррозионному растрескиванию труб под напряжением (КРН), который обнаруживают за счет нахождения зоны пересечения трубопровода с водотоком, вскрытия трубопровода шурфом, начиная от зоны пересечения, в противоположных направлениях от центра водотока и выявления в отрытом шурфе одновременно присутствующих диагностических признаков условий возникновения КРН, представляющих собой наличие в шурфе оглеения грунта вокруг трубопровода, наличие отслоений изоляционного покрытия трубопровода, наличие более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода, в местах прекращения выявления в отрытом шурфе указанных диагностических признаков устанавливают границы отрезка трубопровода, предрасположенного к КРН, которые рассматривают в качестве границ ремонтируемого участка трубопровода, затем осуществляют демонтаж ремонтируемого участка трубопровода в установленных границах, в которых производят сооружение нового участка трубопровода путем возведения надземного перехода трубопровода.

2. Способ ремонта трубопровода, заключающийся в обследовании трубопровода с обозначением на местности местоположения ремонтируемого участка трубопровода, его демонтаже и сооружении нового участка трубопровода, отличающийся тем, что при обследовании трубопровода находят границу проникновения водотока в грунт, а ремонтируемый участок перед обозначением на местности его местоположения определяют как отрезок трубопровода, предрасположенный к коррозионному растрескиванию труб под напряжением (КРН), который обнаруживают за счет нахождения зоны пересечения трубопровода с водотоком, вскрытия трубопровода шурфом, начиная от зоны пересечения, в противоположных направлениях от центра водотока и выявления в отрытом шурфе одновременно присутствующих диагностических признаков условий возникновения КРН, представляющих собой наличие в шурфе оглеения грунта вокруг трубопровода, наличие отслоений изоляционного покрытия трубопровода, наличие более 10% сидерита в общей массе продуктов коррозии под изоляционным покрытием трубопровода, в местах прекращения выявления в отрытом шурфе указанных диагностических признаков устанавливают границы отрезка трубопровода, предрасположенного к КРН, которые рассматривают в качестве границ ремонтируемого участка трубопровода, затем осуществляют демонтаж ремонтируемого участка трубопровода в установленных границах, в которых производят сооружение нового участка трубопровода путем укладки его ниже границы проникновения водотока в грунт.

3. Способ ремонта трубопровода по п.2, отличающийся тем, что для определения границы проникновения водотока в грунт углубляют шурф или пробуривают шпуры, выявляют наличие оглеения грунта на стенках шурфа или в пробах грунта, отбираемых из шпуров, при этом границей проникновения водотока в грунт считают глубину, на которой регистрируют исчезновение оглеения в шурфе или шпурах.

4. Способ ремонта трубопровода по п.2, отличающийся тем, что траншею, разрабатываемую во время укладки нового участка трубопровода при его сооружении, засыпают до границы проникновения водотока в грунт глинистым грунтом, например, жирной мятой глиной с коэффициентом фильтрации менее 1·10^-7 см/с с образованием водонепроницаемого экрана, если граница проникновения водотока в грунт расположена на расстоянии менее одного метра от верхней образующей трубопровода, или засыпают до уровня не менее одного метра над верхней образующей трубопровода, если граница проникновения водотока в грунт расположена на расстоянии более одного метра от верхней образующей трубопровода, затем насыпанный грунт утрамбовывают, выше границы проникновения водотока в грунт траншею засыпают грунтом со значением коэффициента фильтрации, не меньшим значения коэффициента фильтрации коренного грунта, залегающего на глубине засыпания грунта в траншее.