Способ строительства и защиты от камнепада магистрального трубопровода на откосах в горной местности

Авторы патента:

Иванов Вадим Андреевич (RU)

Волынец Игорь Григорьевич (RU)

Закураев Аслан Фуадович (RU)

Аксютин Олег Евгеньевич (RU)

Котишевский Геннадий Витальевич (RU)

Дауров Арнольд Анатольевич (RU)

F16L1/024 - Трубы и шланги; соединения или фитинги для труб и шлангов;опоры для закрепления труб, шлангов, кабелей или защитных кожухов; средства для теплоизоляции

Владельцы патента RU 2644659:

Иванов Вадим Андреевич (RU)

Изобретение относится к способам строительства трубопровода в горной местности в стесненных условиях. В способе строительства и защиты от повреждений магистрального трубопровода, проложенного на откосах в горной местности, выполняют геодезическую разбивку трассы на косогорах. Методом подрыва на откосах горы осуществляют «мягкое» рыхление скальной породы. Строительную площадку расчищают бульдозером и выравнивают при помощи фрезерной установки технологический коридор с образованием ровной постели под трубопровод. Трубопровод последовательно наращивают с помощью фронтально-козлового трубоукладчика на гусеничном ходу. Отдельные секции трубопровода с заводской изоляцией размещают в «подбрюшной» области трубоукладчика, выполняют доставку и спуск на постель трассы. Затем сваривают секции нарощенного трубопровода в нитку, выполняют гидроизоляцию наружных сварных стыков трубопровода, установку на трубопровод балластозащитных устройств в виде упругой арки с использованием местной горной породы. Технический результат: уменьшение ширины технологического коридора. 8 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к прокладке трубопровода и его защите от камнепада в горных условиях.

Известен способ строительства трубопровода в горных условиях, который во многих случаях требует устройства полок на откосах горы либо проходки горного массива методом микротоннелирования. При существующих методах строительства трубопроводов на полках и откосах гор необходим монтаж подпорной стенки или специального укрытия, которые, как защитные устройства, в случае обрушения горной породы (камнепад) являются малоэффективными. Устройство полок, на которых в дальнейшем сооружается трубопровод и работают грузоподъемные механизмы, осуществляется методом взрыва шнуровыми зарядами (удаление части горных пород с откоса). Это способствует предварительному созданию горизонтального технологического коридора для трубопровода. После проведения взрывных работ, с помощью экскаватора выравнивают поверхность технологического коридора. Следующим этапом, для обеспечения качественной «постели» под трубопроводом, завозится и разравнивается «мягкий» грунт - песок (Мазур И.И. Нефтегазовое строительство. – М.: Из-во Омега, 2005).

Размеры технологического коридора выполняются с таким условием, чтобы была достаточная ширина для размещения самого строящегося трубопровода, грузоподъемной техники (трубоукладчики), вспомогательных механизмов (трубовозы очистные, изолировочные машины, устройства водоотвода с верхней части горы и др.). Все это приводит к значительным размерам полосы отвода по ширине (150-200 м) и затратам на подготовку трассы под трубопровод, прокладываемый на полках на откосах гор.

Недостатками известного способа являются:

большой объем взрывотехнических работ, который возникает из-за большой ширины устраиваемой полки;

необходимость создания широкого до 150-200 м технологического коридора (полки) для размещения на нем самого трубопровода и строительной техники (трубоукладчики, трубовозы, вспомогательная техника и др.);

колоссальные затраты на разработку горной породы (полученной методом взрыва) экскаваторами под площадку застройки, так как возникает необходимость переброски скальной породы от упорной стенки в откос горы;

доставка большого количества «мягкого грунта» (песок) для устройства постели под трубопровод, так как экскаватором невозможно сделать ровную поверхность площадки для укладки трубопровода;

практически отсутствие защитных устройств трубопровода от эрозионных разрушений в случае камнепада, осыпей, селей и трещинообразований в площадке, возникающих от взрыва скальной породы.

Задачей изобретения является разработка нового способа, строительства трассы со значительным сокращением материально-технических затрат за счет уменьшения работы экскаваторов, исключения необходимости в подвозке песка, использования фронтально-козлового трубоукладчика, работающего на любых продольных и поперечных уклонах, позволяющего снизить в 2 раза ширину технологического коридора, исключения из технологической цепочки использования традиционных трубоукладчиков, защиты построенного трубопровода от камнепада, осыпей, селей с помощью предотвращающего продольное и поперечное перемещение трубопровода балластозащитного устройства, использования для балластировки трубопровода местной горной породы.

При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в сокращении ширины технологического коридора, повышении надежности и эффективности строительства и защиты от камнепада магистрального трубопровода на откосах в горной местности.

Технический результат достигается тем, что в способе строительства и защиты от камнепада магистрального трубопровода, проложенного на откосах в горной местности, предусматривают следующие операции: геодезическую разбивку трассы на косогорах, осуществление «мягкого» рыхления скальной породы методом подрыва зарядами на откосах горы, которое исключает образование трещин в скальной породе основания площадки; произведение черновой расчистки строительной площадки бульдозером со сбросом излишков породы в откос горы; выравнивание при помощи фрезерной установки площадки технологического коридора с образованием идеально ровной постели под трубопровод; последовательное наращивание строящегося трубопровода с помощью фронтально-козлового трубоукладчика на гусеничном ходу, который обеспечивает доставку и спуск на постель трассы отдельных секций или плетей трубопровода с заводской изоляцией, размещенных в «подбрюшной» области; осуществление сварки секций нарощенного трубопровода в нитку; спуск плети трубопровода на постель трассы; сварка нарощенного трубопровода; гидроизоляцию наружных сварных стыков трубопровода; установку на трубопровод балластозащитных устройств в виде упругой арки с использованием местной горной породы.

Сопоставительный анализ с традиционной технологией показывает, что заявленный способ строительства использует прогрессивные методы, технику и технологию, реализуется с помощью фронтально-козлового трубоукладчика и комбинированного бутово-балластозащитного покрытия. Этот способ позволяет сократить в 2-3 раза время строительства и защитить действующий трубопровод от повреждений балластозащитным устройством при камнепаде, осыпях, селях.

Сравнение заявленного решения с традиционным способом строительства трубопроводов показывает известность операций способа, однако неизвестно, что за счет заявляемой совокупности и последовательности действий можно сократить в 2-4 раза ширину технологического коридора, а при использовании «мягкого» рыхления скального грунта методом подрыва снизить объем разработки горных пород в 3-4 раза и исключить в теле площадки трещинообразований; при произведении бульдозером черновой расчистки технологического коридора; выравнивании при помощи фрезерной установки площадки технологического коридора и постели под трубопровод; осуществление строительства трубопровода фронтально-козловым трубоукладчиком, свободно перемещающимся над строящимся трубопроводом, совмещающим операции доставки секций длиной до 50 м для наращивания трубопровода и производящим сварочно-монтажные операции; проведении комбинированной балластировки и защиты действующего трубопровода от повреждения камнепадом можно соорудить трассу под трубопровод.

Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и заявляемым и техническим результатом следующая: уменьшается объем взрывотехнических работ в 3-4 раза, так как для технологической площадки под трубопровод достаточна ширина 15-20 м; соответственно уменьшается объем удаляемой бульдозером скальной породы со строящейся трассы трубопровода в откос; практически исключается необходимость в подвозе песка за счет выравнивания фрезерованием поверхности площадки, использование фронтально-козлового трубоукладчика позволяет снизить в 2-4 раза ширину технологического коридора, исключить из технологической цепочки использование 5-7 традиционных трубоукладчиков и трубовозов, защита и балластировка построенного трубопровода от камнепада, осыпей, селей с помощью балластозащитного устройства (например, матрацы Рено) с использованием в них местной горной породы (бутовый камень) исключает доставку камня из карьеров.

На фиг. 1 показано: геодезическая разбивка территории под площадку трассы будущего трубопровода на горном откосе.

На фиг. 2 показано: «мягкое» рыхление скального грунта на откосе горного участка методом подрыва под расчищаемую (устраиваемую) методом взрыва площадку.

На фиг. 3 показано: черновая расчистка полки (технологического коридора) бульдозером.

На фиг. 4 показано: фрезерование полки под постель трубопровода и строительную площадку с установкой упорной стенки.

На фиг. 5 показано: транспортировка и монтаж трубных секций фронтально-козловым трубоукладчиком на гусеничном ходу при наращивании трубопровода.

На фиг. 6 показано: сварка трубопровода в плеть (линию).

На фиг. 7 показано: гидроизоляция сварных стыков.

На фиг. 8 показано: укладка балластирующих и защитных от камнепадов, осыпей и селей устройств.

Заявляемую последовательность действий при прокладке трубопровода в горных условиях условно можно разделить на строительную и защитную составляющие.

Строительная составляющая включает использование стандартных методов и средств, в частности бульдозера, фрезерной машины и двухмодульного фронтально-козлового трубоукладчика.

Защитная составляющая включает использование для защиты от камнепада сооруженного балластозащитного устройства, в качестве которого возможно применение комбинированного бутово-балластозащитного покрытия с использованием для балластировки трубопровода местной горной породы, например матрацев Рено, заполненным бутовым камнем.

Сущность изобретения заключается в том, что трубопровод сооружается с помощью фронтально-козлового трубоукладчика (RU 2485384 С1) методом последовательного натаскивания новых секций трубопровода над уже смонтированным отрезком с осуществлением следующих основных операций способа.

Выполняют разбивку оси трассы, по которой пройдет трубопровод (Фиг. 1). Производят «мягкое» рыхление скального грунта методом подрыва (Фиг. 2). Производят бульдозером черновую расчистку технологического коридора (Фиг. 3). Осуществляют планировку технологического коридора для будущей трассы трубопровода методом фрезерования горной породы (Фиг. 4). Осуществляют транспортировку трубных секций или плетей фронтально-козловым трубоукладчиком, размещенных в его «подбрюшной» части (Фиг. 5). Производят сварку наращиваемого трубопровода (Фиг. 6). Производят изоляцию сварных стыков трубопровода (Фиг. 7). Производят балластировку и защиту от камнепада построенного трубопровода (Фиг. 8).

Пример осуществления способа. Специалист 2 осуществляет геодезическую разбивку территории 3 под площадку трассы будущего трубопровода на горном откосе 1 (участке). Размещают посредством шурфования заряды для подрыва и удаления части грунта на откосе горного участка 1 (фиг. 2). Производят «мягкое» рыхление 5 скального грунта методом подрыва для образования горизонтальной полки 7 шириной В, равной 15-20 м (фиг. 2), для чего под расчищаемую (устраиваемую) площадку устанавливают 4 взрывчатых заряда. Устанавливают ограничительные столбики 6, служащие одновременно реперами. Производят черновую расчистку технологического коридора бульдозером 8 на горизонтальной полке 7 (фиг. 3). Выравнивают строительную площадку и дорожки под трубопровод для выравнивания полученной горизонтальной полки 7 методом фрезерования при помощи бульдозера 10 с фрезерным основанием и устанавливают упорную стенку 9, предотвращающую перемещение скального грунта с верхнего откоса (Фиг. 4).

Производят фронтально-козловым трубоукладчиком 11 укладку первых 12 и последующих 13 секций (плетей) трубопровода (фиг. 5). Производят холостой ход фронтально-козлового трубоукладчика 11 за новыми секциями. Поднимают с помощью лебедок в «подбрюшную» часть фронтально-козлового трубоукладчика 11 новые секции трубопровода с заводской изоляцией до положения выше диаметра строящегося трубопровода, который осуществляет рабочий ход над уложенной частью трубопровода и опускает в конце построенной части трубопровода доставленные секции на постель для наращивания трубопровода. Таким образом, перемещаясь над первыми секциями 12 и 13 построенной нитки трубопровода, фронтально-козловой трубоукладчик 11 с новыми секциями методом «натаскивания» наращивает линейную часть строящегося трубопровода (фиг. 6). Производят стыковочную сварку секций трубопровода в линию (фиг. 6). Производят изоляцию 15 сваренных стыков 14 трубопровода (фиг. 7). Производят монтаж балластировочно-защитных устройств (фиг. 8) путем укладки в виде упругой арки 16 над сваренным в нитку 17 трубопроводом. В качестве балластировочно-защитных устройств используют, например, матрацы Рено, заполненные бутовым камнем, полученным при проведении «мягкого» рыхления грунта.

Способ строительства и защиты от камнепада магистрального трубопровода, проложенного на откосах в горной местности, предусматривающий следующие операции: геодезическую разбивку трассы на косогорах, осуществление «мягкого» рыхления скальной породы методом подрыва на откосах горы, произведение черновой расчистки строительной площадки бульдозером; выравнивание при помощи фрезерной установки площадки технологического коридора с образованием ровной постели под трубопровод; последовательное наращивание строящегося трубопровода с помощью фронтально-козлового трубоукладчика на гусеничном ходу, который обеспечивает доставку и спуск на постель трассы отдельных секций трубопровода, размещенных в «подбрюшной» области, осуществление сварки секций нарощенного трубопровода в нитку, гидроизоляцию наружных сварных стыков трубопровода, установку на сваренный в нитку трубопровод балластозащитных устройств в виде упругой арки с использованием местной горной породы.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при внутритрубной диагностике. Универсальная платформа на магнитных колесах для внутритрубных устройств содержит магнитные мотор-колесные модули.

Способ обеспечения режима движения диагностического снаряда в этанопроводе // 2644431

Изобретение относится к области эксплуатации систем газоснабжения, в частности к организации и проведению неразрушающего контроля, и может быть использовано для создания оптимальных режимов движения дефектоскопов этанопроводов при внутритрубной диагностике.

Способ обеспечения режима движения диагностического снаряда в этанопроводе // 2644430

Устройство для обеспечения проектного положения подземного трубопровода при прокладке в условиях многолетнемёрзлых грунтов // 2643914

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных трубопроводов и используется при прокладке трубопровода на участках с многолетнемерзлыми грунтами.

Система и способ для выполнения внутренней переоблицовки подводного трубопровода // 2639828

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для ремонта подводных трубопроводов, например, проходящих с берега в морские сооружения или между морскими сооружениями.

Способ бестраншейной прокладки футляров под автомобильными и железными дорогами при строительстве магистральных трубопроводов // 2639410

Изобретение относится к прокладке трубопроводов под автомобильными и железными дорогами с использованием энергии управляемого взрыва. Готовят рабочий и приемный котлованы.

Способ ремонта аварийного участка газопровода // 2638895

Изобретение относится к эксплуатации наружных газопроводов и может быть использовано при ремонте газопроводов с минимальным по времени отключением потребителей от системы газоснабжения.

Многофункциональное трубоукладочное судно // 2637257

Изобретение используется при прокладке подводных трубопроводов. Предложено трубоукладочное судно, которое имеет носовую часть, кормовую часть и верхнюю палубу с буровой шахтой, проходящей через верхнюю палубу.

Устройство и способ для заглубления удлиненного элемента // 2632359

Группа изобретений относится к укладке подводных трубопроводов или кабелей. Устройство для прокладки удлиненного элемента в траншее содержит основной корпус, контактирующее с грунтом устройство, на которое установлен основной корпус и посредством которого устройство может при эксплуатации перемещаться по грунту, устройство перемещения удлиненного элемента, выполненное с возможностью перемещения удлиненного элемента из исходного положения в положение прокладки удлиненного элемента, и заглубитель, прикрепленный к основному корпусу и сконфигурированный для направления удлиненного элемента из его положения прокладки удлиненного элемента в его положение в траншее.

Внутритрубный снаряд с измерительным диском (варианты) // 2632064

Группа изобретений относится к устройствам для обследования проходного сечения линейной части трубопроводов и может быть использовано для определения местонахождения недопустимой для пропуска снаряда-профилемера аномалии.

Способ и устройство для бестраншейной укладки трубопроводов // 2645685

Изобретение относится к буроукладочному устройству для бестраншейной укладки трубопровода, имеющему буровую головку для отделения горной породы, причем буровая головка имеет присоединительный элемент для направляющей бурильной колонны, имеющему насос для всасывания и отгрузки отделенной буровой головкой буровой мелочи и присоединительный элемент за буровой головкой, в которой предусмотрен по меньшей мере один всасывающий элемент для приема и отгрузки отделенной горной породы, и имеющему соединительный участок, который имеет присоединительный элемент для трубопровода, и к способу бурения и укладки для бестраншейной укладки трубопровода, в котором вдоль заданной линии бурения изготавливают направляющий ствол скважины от начальной точки до целевой точки, причем направляющий ствол скважины образуется путем продвижения направляющей буровой головки с направляющей бурильной колонной, в котором после достижения целевой точки к концу направляющей бурильной колонны присоединяют буроукладочную головку, которую соединяют с трубопроводом и посредством которой буровую скважину расширяют и одновременно путем извлечения направляющей бурильной колонны из буровой скважины на одной стороне и/или путем введения трубопровода в буровую скважину укладывают трубопровод, причем отделенную буровой головкой буровую мелочь гидравлически захватывают за буровой головкой буроукладочного устройства и посредством насоса отгружают из буровой скважины. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

Центрирующее устройство // 2645837

Изобретение относится к области проведения ремонтных работ на аварийных участках магистрального трубопровода, расположенного на слабонесущих грунтах, и может применяться для центрирования труб перед сваркой встречных концов трубопровода при замене дефектного участка трубы. Технический результат: увеличение точности центрирования встречных концов отрезов ремонтируемого трубопровода. Центрирующее устройство содержит основание, соединенное с площадками и несущими стойками. На основании установлен узел для перемещения трубопровода в вертикальном направлении, состоящий из двух домкратов, закрепленных упорами на опорном листе, и коромысел, установленных на домкратах. Коромысла служат опорами для силовых цепей. Узел для перемещения трубопровода в горизонтальном направлении установлен на основании и состоит из рычажной лебедки и системы полиспаста, включающей два блока. Один из блоков подсоединен к отрезу трубопровода, а другой блок подсоединен к опорной балке, закрепленной на несущих стойках. Кроме центровки торцов центрирующее устройство обеспечивает возможность длительной фиксации отреза трубопровода для проведения сварочных работ. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для определения планово-высотного положения подземных трубопроводов // 2647215

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями. Целью изобретения является создание простого механического устройства, обеспечивающего отслеживание абсолютных величин горизонтального и вертикального смещения трубопровода. Заявляемое устройство состоит из установленной на подземном трубопроводе вертикальной стойки, которая дополнительно оснащена измерительной шкалой вертикального перемещения трубопровода, а для контроля горизонтального перемещения применен рычажный механизм, шарнирно соединенный с подземным трубопроводом и с вертикальной сваей, установленной в грунт, неподверженный оползневым явлениям, при этом рычажный механизм преобразует горизонтальное смещение подземного трубопровода в вертикальное перемещение стержня с измерительной шкалой горизонтального перемещения. Для считывания показаний о горизонтальных и вертикальных перемещениях подземного трубопровода с измерительных шкал применяется визир, имеющий возможность поворота в горизонтальной плоскости на угол, обеспечивающий считывание величин смещений подземного трубопровода с измерительных шкал. 2 ил.

Конструкция перехода трубопровода через препятствия // 2648171

Изобретение относится к строительству трубопроводов и может быть использовано при прокладке трубопроводов по дну водоемов, по заболоченной местности, а также на речных и морских переходах небольшой протяженности. Конструкция перехода трубопровода через препятствия содержит внутреннюю трубу, проводящую вещество в газообразном или жидком состоянии. На внутреннюю трубу соосно с образованием кольцевого пространства нанесено балластное покрытие, имеющее длину, меньшую, чем внутренняя труба. Над продольным сварным швом внутренней трубы установлена центральная трубка, вмонтированная в балластное покрытие и выступающая за край балластного покрытия. Центральная трубка изготовлена из диэлектрических материалов и предназначена для инсталляции кабелей. Слева и справа от центральной трубки расположено минимум по одной такой же трубке на равном расстоянии. Для труб с диаметром менее 500 мм расстояние между трубками составляет не менее 75 мм, а для труб с диаметром 500 мм и более расстояние между трубками составляет не менее 100 мм. Изобретение обеспечивает сокращение затрат и времени на монтаж конструкции трубопровода, а также возможность последующей переинсталляции волоконно-оптических кабелей связи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Шагающая установка для транспортирования и укладки нефтегазовых труб на морском дне // 2648365

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для подводной добычи полезных ископаемых. Устройство может быть использовано также для прокладки нефтегазовых труб на морском дне и на суше, геологоразведочных изысканий, освоения торфяных месторождений, при строительстве в сложных геологических условиях. Шагающая установка для транспортирования и укладки нефтегазовых труб на морском дне содержит ферму, шарнирно соединенную с опорами, рабочий орган, противовес с барабаном, перемещающийся внутри фермы. Отличительной особенностью установки является то, что ферма установки снабжена зубчатой рейкой и продольными направляющими, а рабочий орган выполнен в виде наружной и внутренней труб, концентрически установленных относительно фермы и друг друга, при этом внутренняя труба снабжена приводным зубчатым колесом, кольцевыми направляющими, зубчатым венцом и ходовыми колесами, которые подвижно связаны с продольными направляющими фермы, а на наружной трубе установлены приводная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцом, и ролики, связанные с кольцевыми направляющими внутренней трубы с возможностью вращательного движения, при этом на наружной трубе жестко закреплен телескопический манипулятор захвата груза, например нефтегазовых труб. 14 ил.