Подводные переходы
Трубопроводный транспорт газа, нефти и нефтепродуктов в настоящее время является основным средством доставки этих продуктов от мест добычи, переработки до мест потребления. Трубопроводы на своём протяжении пересекают огромное количество разнообразных водных препятствий: малых и больших рек, озёр, водохранилищ, глубоких болот, сложенных слабыми грунтами. Накопленный опыт позволяет прокладывать трубопроводы по дну морей, в частности, Каспийского, Чёрного и Балтийского.
Необычайно широк диапазон различного рода воздействий, оказываемых на подводные трубопроводы в зависимости от вида пересекаемых водных препятствий: течение, волны, лёд поверхностный, донный, шуга, переформирование дна водоёмов, наружное давление воды при укладке на больших глубинах, воздействие якорей, волокуш и других предметов, опускаемых судами на дно водоёмов. Все эти воздействия являются лишь дополнением к основной нагрузке – внутреннему давлению, достигающему 75 – 100 кгс/см2.
Если учесть, что ремонт подводных трубопроводов представляет собой задачу иногда более сложную, чем собственно строительство нового перехода, то становится очевидным, насколько сложны условия работы подводных трубопроводов и, следовательно, насколько продуманными и научно обоснованными должны быть расчёты и технология их строительства. При проектировании и строительстве переходов должна быть решена задача создания подводных трубопроводов, которые могли бы работать без аварий и ремонтов в течение 40 – 50 лет. Только в этом случае средства, затрачиваемые на их строительство, можно считать оправданными, а водоёмы – защищёнными от возможного попадания в них вредных для животного и растительного мира продуктов.
К подводными относятся трубопроводы, укладываемые ниже поверхности воды при пересечении рек, водохранилищ, озёр, морских акваторий. К подводным относят и трубопроводы, прокладываемые в болотах, сложенных слабонесущими грунтами, не допускающими прохождение по ним обычной техники (тракторов, трубоукладчиков и т.п.) даже при применении разгружающих щитов, сланей и т.п. устройств.
В зависимости от пересекаемого водоёма они получили соответствующее название: морские, речные, болотные по которым осуществляется транспорт нефти, газа и их продуктов.
Особую группу подводных трубопроводов составляют так называемые выпускные трубопроводы, предназначенные для выпуска сточных вод или каких-либо иных жидких отходов на далёкое расстояние от берега. Также сооружаются трубопроводы-водозаборы для забора чистой воды на значительном удалении от берега и подачи её водоприёмники насосных станций.
Подводные трубопроводы, полностью пересекающие водную преграду в составе магистрального трубопровода, называют переходами трубопроводов через соответствующую водную преграду (например, переход трубопровода через Каму, Камское водохранилище, Обскую губу и т.п.). Все подводные переходы такого рода являются, как правило, высоконапорными трубопроводами и обеспечивают транзитный проход всего объёма газа, нефти или иного продукта, перекачиваемого по магистральному трубопроводу.
Трубопроводы, не пересекаемые целиком водную преграду, называют в зависимости от их назначения подводными морскими, озёрными, речными и т.п. Они имеют целевое назначение, к примеру, для транспорта нефти или газа от морского месторождения на береговой приёмный пункт и т.д.
Приведём классификацию подводных трубопроводов.
1. По глубине погружения H:
особо глубоководные H > 400м;
глубоководные 40 < H ≤ 400м;
средней глубины 10 < H ≤ 40м;
мелководные H ≤ 10м;
Под глубиной погружения H понимается естественная глубина водоёма (от поверхности водоёма до его дна).
2. По внутреннему давлению p:
высокого давления p ≥12 кгс/см2;
низкого давления p < 12 кгс/см2;
самотечные
3. По внутреннему диаметру труб Dвн.:
особо большого диаметра Dвн > 1000мм;
большого диаметра 800 < Dвн ≤ 1000мм;
среднего диаметра 600 < Dвн ≤ 800мм;
малого диаметра 400 < Dвн ≤ 600мм;
очень малого диаметра Dвн ≤ 400мм.
4. По виду продукта, транспортируемого по трубопроводу:
для жидкого продукта;
для газообразного продукта.
5. По виду укладки на дне водоёма:
по дну без заглубления;
по дну с заглублением;
по дну без заглубления с грунтовым или каменным обвалованием;
выше дна с закреплением на опорах или на поплавках.
6. По числу параллельно проложенных труб:
однониточные (одна труба);
двухниточные (две трубы);
трёхниточные (три трубы);
многониточные (более трёх труб).
7. По характеру воздействия перекачиваемого продукта на окружающую среду (животный и растительный мир):
катастрофическое;
особо неблагоприятное;
неблагоприятное;
нейтральное.
Для оценки условий работы речных трубопроводов на основании обобщения результатов обследования большого числа подводных трубопроводов разработана классификация, принятая в качестве основной в утверждённой Госстроем методике оптимального проектирования.
В её основу положена зависимость между деформациями речных русел в створах трубопроводов и вероятность выхода из строя в результате разрушений труб при определённых видах деформаций в течение расчётного срока эксплуатации.
I категория– участки рек, на которых глубинные переформирования русла не превышают 1м, а плановые незначительны. При полном проявлении таких деформаций подводные трубопроводы на участках I категории не размываются и не разрушаются в течение всего срока эксплуатации. Опасность оголения труб полностью исключается, если глубина их заложения более 1м, а врезка в берег более 5м. К этой категории относятся реки шириной до 50м.
II категория – участки рек, на которых глубинные переформирования достигают 2м, а плановые – 10м. Трубопроводы не оголяются и не подвергаются силовому воздействию потока, если они заглублены более чем на 2м, а врезка в берега более 15м. К этой категории относятся участки переходов через реки шириной более 50м.
III категория – участки рек, на которых наибольшие глубинные переформирования достигают 2м, а плановые – нескольких десятков и даже сотен метров. К этой категории относятся участки переходов через поймы рек с многорукавностью.
IV категория – участки горных рек с особыми формами руслового процесса, реки с явно выраженной неустойчивостью русла, на которых в течение нескольких дней или недель переформирование русла могут достигнуть по глубине более 2м, а в плане – несколько десятков метров.
Строительство подводных переходов через такие участки рек нецелесообразно.
Классификация морских трубопроводов по условиям работы пока ещё до конца не разработана из-за сложности процессов, происходящих в морских глубинах. В её основу должна быть положена устойчивость дна морской акватории, характеристики волн, морских течений на отдельных участках прокладки подводного трубопровода, влияния приливов и отливов. Например, на глубинах более 200 – 300м практически нет влияния волн, поэтому волновое разрушение дна отсутствует, воздействие волн на трубопровод, не заглублённый в дно, также отсутствует. В то же время в прибойной зоне под воздействием волн идёт непрерывное переформирование дна, причём глубина переформирования может в некоторых случаях достигать 10 – 15м. Сила удара волн на оголённый трубопровод может достигать нескольких тонна-сил на 1м2. В первом случае возможна укладка труб без заглубления в дно, во втором – невозможна.
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 2882;