Способ прокладки трубопровода, проходящего в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемёрзлых грунтах



Способ прокладки трубопровода, проходящего в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемёрзлых грунтах
Способ прокладки трубопровода, проходящего в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемёрзлых грунтах
Способ прокладки трубопровода, проходящего в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемёрзлых грунтах

 


Владельцы патента RU 2622681:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при прокладке магистральных и промысловых трубопроводов, проходящих в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемерзлых (ММГ) грунтах. Обеспечение высотного положения трубопровода на проектных отметках осуществляется путем установки опор, выполненных в виде усеченных правильных четырехгранных пирамид, составленных из мешков из полиэфирных нитей, заполненных с мелким щебнем. Расчет минимально допустимой высоты опоры по предлагаемой зависимости позволит уменьшить объемы земляных работ по устройству выемок для установки опор. Составление опоры из мешков с щебнем в виде правильной четырехгранной усеченной пирамиды обеспечит устойчивость самой опоры и позволит воспринимать большую нагрузку от трубопровода и вышележащих слоев грунта. По сравнению с подземной прокладкой трубопровода на свайных опора применение такого способа прокладки значительно снижает металлоемкость, трудоемкость, не требует применения специализированной техники. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при прокладке магистральных и промысловых трубопроводов, проходящих в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемерзлых (ММГ) грунтах.

Известен метод подземной прокладки трубопроводов в талых с островной мерзлотой просадочных ММГ при абсолютной тепловой осадке 1,5 км и более и длине участка ММГ не более 1,5 км с применением свайных металлических опор (см. статью Горяинова Ю.А. Перспективные технологии строительства трубопровода на слабонесущих грунтах // Труды РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. - 2014. - №4. - С. 48-59).

Недостатками данного технического решения являются: большая металлоемкость и дороговизна свайных опор, трудоемкость процесса установки опор, необходимость применения специализированной техники.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является метод прокладки трубопроводов, пересекающих непротяженные участки распространения островной мерзлоты, с применением опор из контейнеров с грунтом (см. статью Ахметова А.Х. Применение грунтовых модулей и контейнеров с грунтом для уменьшения осадки трубопровода, проходящего в просадочных многолетнемерзлых грунтах // Межотраслевой институт «Наука и образование». - 2015. - №9 - С. 5-8). По данному методу при пересечении островной мерзлоты закрепление высотного положения на проектных отметках и уменьшение осадки трубопровода осуществляют путем создания опор из контейнеров с грунтом, расставляемых с определенным шагом.

Недостатком указанного технического решения является укладка контейнеров с грунтом на глубину, превышающую ореол оттаивания мерзлого грунта, что приводит к увеличению затрат на разработку ММГ для устройства выемок под опоры. Другим недостатком является то, что плоскость верхнего основания опоры находится выше верхней образующей трубопровода, что также приводит к увеличению затрат. Длина стороны верней плоскости опоры необоснованно принята 1 м, так как нет необходимости устраивать опору выше по отметкам дна траншеи.

Задачей изобретения является уменьшение затрат при закреплении высотного положения трубопровода, проходящего в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемерзлых грунтах, путем применения пирамидальных опор из мешков с мелким щебнем.

Указанная задача решается тем, что в известном способе прокладки трубопровода на дне траншеи в условиях распространения островной мерзлоты, включающем разработку траншеи, на участках распространения мерзлых просадочных грунтов с определенным расчетным шагом разработку выемок для установки опор, установку опор, укладку трубной плети на опоры, засыпку траншеи, глубину выемок под установку опор выполняют меньше ореола оттаивания мерзлого грунта и определяют расчетным путем исходя из условия прочности трубопровода по зависимости:

где - минимально допустимая высота пирамидальной опоры, м;

hn - глубина ореола оттаивания многолетнемерзлого грунта под трубопроводом, м;

hдоп - допускаемая деформация трубопровода, м;

S - суммарная просадка многолетнемерзлого грунта, обусловленная тепловым воздействием перекачиваемого продукта, м.

Опора имеет форму правильной четырехгранной усеченной пирамиды, составленной из мешков с мелким щебнем.

Для создания опор, имеющих форму правильной четырехгранной усеченной пирамиды, применяют мешки из полиэфирной ткани.

Плоскость верхнего основания пирамиды находится выше по отметкам дна основной траншеи на величину подсыпки, например, 0,1-0,2 м.

Сторона верхнего основания пирамидальной опоры составляет не менее 1,5 величины наружного диаметра укладываемого трубопровода.

Засыпка выемок для установки пирамидальных опор производится с послойным уплотнением средствами малой механизации.

На фиг. 1 представлен продольный разрез участка трубопровода, пересекающего талые с островной мерзлотой просадочные многолетнемерзлые грунты с применением пирамидальных опор из мешков, заполненных мелким щебнем.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез траншеи трубопровода в месте устройства выемки под опору.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез основной траншеи трубопровода.

Позициями обозначено следующее: 1 - трубопровод; 2 - пирамидальные опоры из мешков с мелким щебнем; 3 - минеральный грунт засыпки; 4 - подсыпка мягкого грунта под трубопровод; 5 - выемки для установки пирамидальных опор; 6 – мешки, заполненные мелким щебнем; 7 - основная траншея для трубопровода.

Способ осуществляется следующей последовательностью операций:

- разрабатывается основная траншея 7 для трубопровода 1;

- на участках распространения мерзлых просадочных грунтов с определенным расчетным шагом отрываются выемки 5 для установки опор из мешков 6 с мелким щебнем;

- в разработанные выемки 5 укладываются опоры 2 из мешков 6 с мелким щебнем в форме усеченной правильной четырехгранной пирамиды. Установку опор необходимо выполнять так, чтобы плоскость верхнего основания пирамидальной опоры 2 находилась выше по отметкам дна основной траншеи 7 на величину подсыпки 4, а сторона верхнего основания пирамидальной опоры 2 составляет не менее 1,5 величины наружного диаметра укладываемого трубопровода 1;

- после установки пирамидальных опор 2 производится засыпка выемок 5 с послойным уплотнением средствами малой механизации;

- для исключения повреждения изоляционного покрытия трубопровода 1 производится подсыпка 4 под трубопровод из мягкого грунта;

- на подготовленные опоры 2 укладывается трубопровод 1;

- выполняется присыпка 8 мягким грунтом не менее 0,2 м над верхней образующей трубопровода 1, после чего выполняется засыпка траншеи 7 и выемок 5 минеральным грунтом 3 с образованием валика.

Заявленный способ обеспечивает положение трубопровода на проектных отметках при прокладке в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемерзлых грунтах и снижает тепловую осадку трубопровода до допускаемых значений. При сравнении заявленного способа с прототипом можно отметить следующее:

- при расчете высоты пирамидальной опоры по формуле (1) позволит сократить объемы земляных работ при разработке выемок под установку пирамидальных опор;

- составление опоры из мешков с щебнем в виде правильной четырехгранной усеченной пирамиды обеспечит устойчивость самой опоры и позволит воспринимать большую нагрузку от трубопровода и вышележащих слоев грунта;

- установка пирамидальной опоры таким образом, что плоскость верхнего основания будет находиться выше по отметкам дна основной траншеи на величину подсыпки, позволит исключить установку мешков с щебнем над трубопроводом и тем самым уменьшить объем щебня и затрат на установку опоры;

- выполнение стороны верхнего основания не 1,5 величины наружного диаметра трубопровода обеспечит высотное положение трубы на проектных отметках при возникновении температурных перемещений трубопровода в горизонтальной плоскости.

1. Способ прокладки трубопровода на дне траншеи в условиях распространения островной мерзлоты, включающий разработку траншеи, на участках распространения мерзлых просадочных грунтов с определенным расчетным шагом разработку выемок для установки опор, установку опор, укладку трубной плети на опоры, засыпку траншеи, отличающийся тем, что глубину выемок под установку опор выполняют меньше ореола оттаивания мерзлого грунта и определяют расчетным путем исходя из условия прочности трубопровода по зависимости:

,

где - минимально допустимая высота пирамидальной опоры;

hn - глубина ореола оттаивания мерзлого грунта под трубопроводом;

hдоп - допускаемая деформация трубопровода;

S - суммарная просадка многолетнемерзлого грунта, обусловленная тепловым воздействием перекачиваемого продукта.

2. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что опора имеет форму четырехгранной усеченной пирамиды, составленной из мешков с мелким щебнем.

3. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что для создания опор, имеющих форму четырехгранной усеченной пирамиды, применяют мешки из полиэфирной ткани.

4. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что плоскость верхнего основания пирамиды находится выше по отметкам дна основной траншеи на величину подсыпки, например, 0,1-0,2 м.

5. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что сторона верхнего основания пирамидальной опоры составляет не менее 1,5 величины наружного диаметра укладываемого трубопровода.

6. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что засыпку выемок для установки пирамидальных опор производят с послойным уплотнением средствами малой механизации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии изготовления и монтажа труб различного назначения, например судовых. Способ компенсации отклонений при изготовлении труб с соединениями включает установку соединений с использованием сборочного стенда, имитирующего плоскости координат для ориентации присоединительных поверхностей соединений.

Изобретение относится к строительству трубопроводов и может найти применение при сооружении сборно-разборных трубопроводов. На самоходной подвижной базовой платформе установлены боковая стрела, механизм регулирования угла наклона стрелы, грузоподъемный агрегат с тяговым механизмом, на подвеске которого прикреплено сборочное устройство 7.

Изобретение относится к области ремонта подводных трубопроводов. Способ ремонта обетонированного участка подводного трубопровода заключается в наложении муфты на поврежденный участок трубопровода и заполнении ее полости композиционным герметизирующим полимеризующимся составом.

Изобретение относится к области ремонта и восстановления трубопроводов, в частности к ремонту без выкапывания трубопровода из земли с обеспечением на его внутренней кольцевой поверхности облицовки с помощью сегмента.

Изобретение относится к способу ремонта магистральных трубопроводов надземной прокладки методом вырезки/врезки катушки. Перед вырезкой дефектного участка трубопровода осуществляют подъем корпуса-ложемента с трубопроводом посредством грузоподъемного механизма, установку антифрикционного прокладочного материала между опорной поверхностью корпуса-ложемента и верхней поверхностью стола-ростверка.

Изобретение относится к средствам для транспортирования нефти, газа и нефтепродуктов, в частности к магистральным трубам нефтепроводов, газопроводов и нефтепродуктопроводов.

Изобретение относится к области маркировки и последующей идентификации трубных изделий. Технический результат - обеспечение возможности идентификации завода-изготовителя трубных секций как во время строительства и реконструкции трубопровода, так и в процессе эксплуатации трубопровода подземной прокладки при проведении плановой и внеплановой инспекции с использованием внутритрубного инспекционного прибора.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для ремонта подводных трубопроводов. Устройство (10) для уплотнения трубы содержит уплотнительную мембрану (12), имеющую первую и вторую части (14, 16) для соединения с наружной поверхностью трубы.

Изобретение относится к подземной прокладке трубопроводов в многолетнемерзлых грунтах (ММГ) преимущественно островного типа. Перед укладкой трубопровода готовят многослойное основание, для чего поперек траншеи раскатывают силовые пояса, концы которых крепятся на берме траншеи временными штырями, и на дно траншеи укладываются пустотелые плиты-перекрытия.
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется для выполнения специальных сварочных работ при ремонте трубопроводов. Для осуществления ремонта трубопровода вырезают дефектный элемент, центрируют концы трубопровода и вваривают катушку трубы.

Группа изобретений относится к строительству подводных трубопроводов. Электронная система для управления спусковой аппарелью судна-трубоукладчика при укладке трубопровода на дно водоема выполнена с возможностью сбора данных, относящихся к конфигурации спусковой аппарели, к судну-трубоукладчику, и данных, относящихся к силам, передаваемых спусковой аппарелью и судном-трубоукладчиком трубопроводу. На основании полученных данных выполняется генерация множества последовательностей шагов для изменения конфигурации спусковой аппарели судна-трубоукладчика от первой ко второй рабочей конфигурации. Затем для минимизации напряжения, вызванного в трубопроводе в каждой промежуточной конфигурации между первой и второй рабочими конфигурациями, осуществляется выбор наилучшей последовательности шагов как функции множества последовательностей шагов и собранных данных. 6 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству наземного трубопровода. Строительство реализуется с понтонного основания модульного типа, выполненного из полимерных материалов. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности строительства трубопровода при снижении материально-технических затрат и сохранении экологического равновесия внутри болота и на его дневной поверхности. В способе осуществляют монтаж стартовой площадки, устанавливают железобетонный пирамидальный якорь и натягивают между якорем и стартовой площадкой грузофиксирующие композитные тросы. Производят доставку первого и последующего понтонного модуля, укладывают их на дневную поверхность земли или зеркала болота и закрепляют на грузофиксирующих тросах. Затем производят монтаж колеюобразующих швеллеров и осуществляют с помощью монтажно-укладочного комплекса доставку первой и последующих секций трубопровода методом «на себя». Трубопровод сваривают в линию и производят гидроизоляцию стыков секций. На понтонном основании закрепляют кожух для защиты гидроизоляционного покрытия трубопровода от солнечной радиации. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к ремонту трубопроводов. Сегмент для восстановительной трубы содержит внутреннюю поверхностную пластину, образующую внутреннюю окружную поверхность, боковые пластины и торцевые пластины, обеспеченные вертикально на периферийном крае внутренней поверхностной пластины. Внутренняя поверхностная пластина, боковые пластины и торцевые пластины выполнены как одно целое из пластмассы. Для установки сегментной восстановительной трубы внутрь существующей трубы сегменты соединяют в окружном направлении и вдоль трубы. У каждой из боковых пластин на конце, около торцевой пластины, выполнен проем, используемый для процесса соединения сегментов в окружном направлении. Через проем возможно вставлять соединяющий элемент и без труда соединять сегменты в окружном направлении. Проем, сформированный в боковой пластине, выполнен таким образом, что заполняющий материал, вводимый в пространство между существующей трубой и сегментной восстановительной трубой, втекает или вытекает через этот проем. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх