4. Подводная прокладка трубопроводов

Способ укладки подводного трубопровода зависит от его диаметра, длины и глубины подводного перехода, периода года и ряда других факторов.

Для того чтобы труба правильно легла на дно подводной траншеи и могла выполнить функцию дюкера, она должна иметь отрицательную плавучесть как при погружении, так и во время эксплуатации. Отрицательную плавучесть трубопровода диаметром более 300 мм создают балластировкой, а во время монтажа трубы могут заполняться водой.

При сооружении подводных трубопроводов их монтаж, сварка стыков, изоляция и испытание выполняются чаще всего на береговой площадке и мало чем отличаются от аналогичных процессов при строительстве тепловых сетей в обычных условиях.

Укладка подводных трубопроводов на дно открытым способом осуществляется одним из следующих основных способов:

— протаскиванием трубопроводов по дну;

— свободным погружением;

— с плавучих средств;

— последовательным наращиванием;

— со льда.

Протаскивание трубопроводов по дну выполняют в следующей последовательности:

— монтаж трубопровода с нанесением изоляции, устройство футеровки, оснащение его балластными грузами и понтонами;

— устройство спусковой дорожки;

— укладка плети трубопровода на спусковую дорожку;

— устройство береговых опор и установка системы блоков для протаскивания трубопровода;

— прокладка по дну траншеи тягового троса;

— протаскивание трубопровода с помощью трактора или лебедки.

5. Протаскивание трубопровода по дну и детали устройства спусковых дорожек

На одном берегу устаивают строительную площадку, на которой располагают стапель и спусковую дорожку из роликовых опор или тележек, двигающихся по узкоколейному пути на стапели, длина которых соответствует длине подводной траншеи. Производят сварку звеньев труб в плеть, изоляцию стыков, футеровку, утяжеление и испытание трубопровода. На передний конец плети наваривают специальную конусообразную заглушку, являющуюся оголовком секции. К заглушке приварено кольцо из круглой стали, за которое цепляется крюк тягового троса. Тяговый трос протаскивают в створе дюкера через весь водоем и выводят на противоположный берег к системе блока, а трос трактора перебрасывают через блоки и укрепляют на жесткой опоре.

Подготовленную на стапеле плеть укладывают трубоукладчиками на тележки узкоколейного пути (или роликовые опоры) спусковой дорожки. Узкоколейный путь спусковой дорожки устроен так, что перед урезом воды он имеет поворот, и тележки, дошедшие до него, отходят в сторону, а трубопровод при движении вперед ложится на головную опору.

При протаскивании плеть трубопровода ползет по дну подводной траншеи. Для облегчения протаскивания и уменьшения возможности порчи футеровки и навешенных утяжеляющих грузов отрицательную плавучесть на период укладки трубопровода снижают установкой понтонов до минимально необходимой (по расчету). Понтоны снимают после укладки трубопровода в проектное положение.

Вместо узкоколейного пути или роликовой дорожки можно использовать трубоукладчики, которые поднимают всю плеть над поверхностью земли. В процессе протаскивания трубоукладчики должны двигаться с той же скоростью, с которой трубопровод тянут с противоположного берега (не более 5 м/мин). Подошедший к урезу воды трубоукладчик отцепляют от трубопровода и отводят в сторону, а трубопровод через головную опору опускают в воду. Если скорость протаскивания будет меньше скорости трубоукладчиков, то из-за продольного изгиба может произойти отклонение трубопровода от заданного направления и его повреждение.

Работа по протаскиванию заканчивается тогда, когда противоположный конец плети будет вытянут из воды на проектную длину.

Укладка трубопроводов с плавучих средств используется, когда способы протаскивания и свободного погружения неприменимы. Спущенную на воду плеть буксируют к створу моторными лодками, катерами, пароходами, а на малых реках — тракторами и лебедками с берегов. На месте перехода плеть заводят в створ, выверяют, освобождают от поплавков и опускают на дно траншеи. Спуск трубопровода на дно траншеи производят с помощью плавучих кранов или опор путем стравливания тросов с лебедок. Трубопровод обычно начинают укладывать с опор, расположенных на участках наибольшей глубины. По мере опускания трубопровода вода на этих участках включают в работу соседние опоры с таким расчетом, чтобы радиус кривой его изгиба не превышал допустимого.

Укладка способом последовательного наращивания применяется при прокладке подводных трубопроводов через широкие водные преграды. Наращивание плети трубопровода производится в надводном или подводном положении. В первом случае плети наращивают на понтонах или специально оборудованных судах, служащих монтажной площадкой. В подводном положении наращивание осуществляется путем соединения секций, уложенных на дно, водолазами, чаще всего на фланцах.

Зимой со льда трубопроводы укладывают с помощью опор или свободным погружением. Для прокладки трубопроводов по створу трассы во льду дисковыми пилами прорезают сквозную прорубь (майну). Приготовленный трубопровод укладывают над майной на подкладки (лежни), проложенные поперек проруби. Затем устанавливают на льду опоры (козлы) с талями, с помощью которых его опускают на дно. При способе свободного погружения трубопровод, заполняя его водой, опускают на дно траншеи без применения опор и талей.

6. J-метод укладки трубопроводов

Рассмотренный выше S-метод монтажа морских трубопроводов имеет ограничение по глубине воды, так как горизонтального усилия трубоукладочного судна может оказаться недостаточно для создания требуемого напряженно-деформированного состояния трубопровода. Поэтому в настоящее время при строительстве трубопроводов на больших глубинах все более широкое применение находит J-метод, также получивший свое название по форме кривой, которую принимает трубопровод в процессе монтажа.

Основные особенности J-метода состоят в том, что для стыковки и центровки секции труб с трубопроводом необходим подъемник для подачи секции на наклонную площадку (спусковую раму); соединение трубопровода с секцией осуществляется на одном рабочем посту с помощью сварного, муфтового или коннекторного соединения; спуск трубопровода осуществляется прямо с борта или кормы судна без применения стингера, так как при этом способе укладки у опускаемой плети отсутствует верхний выпуклый участок.

Контроль за напряженно-деформированным состоянием нижнего вогнутого участка осуществляется с помощью регулируемого натяжения и угла наклона рабочей площадки (монтажной вышки). При этом следует отметить, что прикладываемое к трубопроводу усилие может быть существенно выше, чем при S-методе, так как вертикальная сила обеспечивается не якорями или подруливающими устройствами (трастерами), а грузоподъемностью самого судна, которое может достигать нескольких десятков тысяч тонн.

Одним из таких судов является трубоукладочное судно S-7000 «Saipem», модифицированное на базе плавучего крана грузоподъемностью 2x7000 т. Для выполнения трубоукладочных операций по J-методу на судне была установлена вышка высотой 134 м, включающая два рабочих поста. На первом (верхнем) выполняют автоматическую сварку, на втором (нижнем) — неразрушающий контроль и изоляцию монтажных стыков.

Для увеличения производительности работ, проводимых в морских условиях, трубы предварительно сваривают на берегу в плети по четыре, таким образом, за один монтажный цикл длина трубопровода увеличивается сразу на четыре трубы, что составляет 48,8 м. Благодаря этому максимальная скорость строительства морского участка газопровода «Россия—Турция» по дну Черного моря (проект «Голубой поток») превышала 4 км/сут.

Для надежной фиксации трубопровода в аварийных ситуациях и при ремонте сварных швов на нижнем посту на судне S-7000 установлен зажим грузоподъемностью 1100 тс.

Список использованных источников

1. Бородулин Я.Ф., Сущенко Б.Н. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы. - М.: Транспорт, 1973. - 432 с.

2. Иванов В.А., Лукин Н.., Разживин С.Н. Суда технического флота. - М.: Транспорт, 1982. - 366 с.

3. Власов А.А. Техническая эксплуатация дноуглубительного флота. - М.: Транспорт, 1986. - 256 с.

4. Стариков А.С., Технологические процессы земснарядов. - М.: Транспорт, 1989. - 223 с.

5. Рейнгольдт Ю.А., Шорин В.П. Электрическое оборудование шлюзов и дноуглубительных снарядов. - М.: Транспорт, 1974. - 264 с.

Размещено на http://www.allbest.ru/