Инновации в строительстве и ремонте газопроводов методом ГНБ с применением труб с радиусом изгиба 3 градуса

Инновации в строительстве и ремонте газопроводов методом ГНБ с применением труб с радиусом изгиба 3 градуса

Инженеры создают и внедряют инновационные технологии строительства подводных прокладок методом переходов в скважинном газопроводе. Горизонтально-направленное бурение стальной трубы диаметром от 600 мм до 1420 мм с радиусом изгиба от 2 до 9 градусов. Трубопровод, состоящий из так называемых «изгибов», представляет собой жесткую параболическую конструкцию (похожую на арочный мост), которая не требует мер по предотвращению подъема трубопровода (гирь, волнорезов и т.д.).

Технология прокладки «изогнутых» труб методом ГНБ впервые в мире была использована для строительства подводного перекрестка на реке Малая Сосьва, в 110 км от газопровода Игрим-Серов. Уникальность технологической новизны заключается в том, что на практике эта технология может значительно сократить время и во много раз снизить трудозатраты за счет сокращения продолжительности перехода.

Основным преимуществом этого метода является сохранение русла реки, почвы и прибрежной зоны при значительном сокращении длины подводного прохода. Этот проект предусматривает внедрение усовершенствованного и экологически чистого метода строительства небольшого подводного прохода во время капитального ремонта магистрального газопровода.

Всего два десятилетия назад большинство подземных соединений в мире было сделано с использованием только траншейного метода. Траншеекопатель или бульдозер просверлили длинную яму в глубине конструкции, стальные трубы или кабели были проложены через слой трубы, после чего траншея была заполнена землей.

Тем не менее, метод траншеи хорошо подходит для чистого поля, где на поверхности нет зданий, инженерных сооружений, асфальтов и железных дорог или ландшафтных объектов. Но что, если на пути к подземному трубопроводу будет сложная местность — леса, каньоны, зыбучие пески, болота, реки, скальные образования или ранее захороненные подземные коммуникации?

В 1971 году американская группа взяла на себя строительство реки. Труба Педжейро (СА) диаметром 115,3 мм длиной 231,6 м впервые использовала метод горизонтально-направленного бурения (ГНБ), затем получила широкое распространение во всем мире, в том числе в России. Технология горизонтального бурения является более экономичной и более приемлемой с экологической точки зрения, чем обычные траншеи.

С десятилетним опытом строительства инженерных сетей горизонтально-направленным бурением смогли расширить границы применения американской технологии. В 2006 году при заказе  на капитальный ремонт магистрального газопровода диаметром 1020 мм под днищем. Специалисты использовали оригинальное техническое решение, которое позволило значительно сократить время и многократно снизить трудозатраты.

При строительстве подводного участка газопровода в горизонтальном направлении по естественному радиусу изгиба стандартных труб его длина в ценах 2005 года должна составлять не менее 700 м, а затраты на оплату труда превышать 85 млн рублей (согласно заключению).

Инженеры разработали технологию строительства подводного участка магистрального газопровода с использованием стальных труб большого диаметра с толщиной стенки 16 мм и радиусом изгиба 244 м, изогнутых холодной деформацией под углом изгиба 3 градусов. Это позволило, с учетом всех нормативных требований, сократить длину трубопровода до 104,2 м и его стоимость — что значительно отличается от обычного метода ГНБ и, несомненно, представляет собой плюс для клиента.

Суть метода заключается в следующем. Сначала был приварен кнут с пятью трубами длиной 11,5 метра, затем второй кнут с четырьмя трубами. После неразрушающего контроля сварных швов с помощью ультразвука и мобильной технической лаборатории каждая связь была изолирована с помощью манжет DIREX . При создании пилотного отверстия система локации Eclipse использовалась в изготовленном на заказ корпусе пионерской головки.

Процесс пилотного бурения длился всего 10 часов. Работы были выполнены специально модернизированной установкой ГНБ 5015 с тянущим усилием 37 тонн и крутящим моментом 17600 Нм. Расширение скважины было постепенным, начиная с диаметра 200 мм и заканчивая диаметром 1250 мм. После расширений диаметром 500 и 1250 мм геометрия скважины контролировалась с помощью системы определения местоположения. Также работали, чтобы подготовить прием и рабочие ямы.

Так называемый «поплавок», тонкостенная пластиковая труба из ПЭВП диаметром 315 мм, был вставлен в первый наконечник из пяти сварных трубок с забитым концом. Затем демпфирующий конец кнута был прикреплен к буровому долоту, а другой конец был поднят на высоту 20 м, и трубопровод был заполнен водой, чтобы обеспечить его вертикальную стабилизацию и произвести подъем «ноль».

В течение трех часов первая ресница растягивалась в стержне, а затем приваривалась вторым ватином из четырех труб. После проверки качества соединения и его изоляции, трубопровод был окончательно втянут в скважину.

Таким образом, после прохождения кнутом самой нижней точки параболы в ее носовой части объем воздуха (воздух, подаваемый через дополнительную трубу) имеет тенденцию увеличивать расчетную плавучесть до почти 400 килограмм на линейный метр трубки, предотвращая тем самым «закрепление» мертвого конца звука. линия и значительно снижая необходимую тягу. После завершения установки поплавковая труба была снята с трубопровода, слита вода и проведена ее временная консервация. Этот метод прокладки труб особенно эффективен при прокладке труб большого диаметра под воздействием воды.

Разработанная и запатентованная технология проложена в изогнутой стальной трубчатой ​​трубе весом более 70 тонн, в устройстве ГНБ используется тяговое усилие 37 тонн.

Очевидное экономическое преимущество метода ГНБ со стальными трубами с радиусом изгиба от 2 до 9 градусов заключается в том, что стоимость работы с этим методом сопоставима со стоимостью траншейного метода прокладки трубопровода на дне реки.

В дополнение к очевидным экономическим преимуществам, усовершенствованный метод рассматриваемого горизонтального бурения позволяет минимизировать вредное воздействие на окружающую среду. Не секрет, что при строительстве трубопроводов традиционными методами наносится непоправимый ущерб экологии малых рек — ухудшается качество воды и почвы, погибает растительность и рыба, животные теряют естественную среду обитания. Инновационная технология строительства газопроводов с «изогнутыми» трубами дает следующие преимущества по сравнению с обычными методами строительства:

  1. Подводные переходы, построенные традиционными методами из-за наводнений, изменения уровня воды часто всплывают на поверхность, что приводит к уменьшению стока рек и наводнений в прибрежной зоне.Метод «кривых» полностью исключает подъем трубы и, следовательно, заболачивание;
  2. Время строительства сокращается по сравнению с траншейным процессом и процессом укладки ГНБ на естественный радиус изгиба трубы от 2 -3 ххх месяцев до 2 -3 недель, т. Е. Значительно сокращается время воздействия на окружающую среду выхлопные газы двигателя и шум работы;
  3. С помощью метода «Кривые» вы можете уменьшить объем бурового раствора в 8-12 раз, который сделан из бентонитовой глины и модифицирован различными химическими полимерами (полиакриловым, полиамидным и т. Д.).
  4. Использование оборудования во время строительства в соответствии с методом сравнительно небольшой мощности и «небольшого веса» не требует строительства подъездных путей и строительной площадки с твердой поверхностью, которая мешала бы естественному дренажу почвы.
  5. Использование традиционного метода укладки приводит к значительному и необратимому ущербу окружающей среде.По словам экологов, в результате строительства нефтепровода «Сахалин-2» природа больше не будет получать около 75 000 тонн лососевой рыбы в ближайшие годы.

Метод «кривых» позволяет строить перекрестки с наименьшими экологическими и экономическими затратами.

Модели буровых растворов

Быстрое распространение бестраншейных технологий для восстановления и строительства подземных инфраструктур привело к столь же быстрому распространению материалов, которые могут быть использованы для этих технологий. В некоторых случаях это новые материалы, в других это существующие материалы, которые находят новое применение. В любом случае мы сталкиваемся с несколькими проблемами:

  1. Как выбрать наиболее подходящий материал для осуществления горизонтального бурения.
  2. Как обеспечить, чтобы материалы, поставляемые на объекты, имели те же характеристики, что и материалы, анализируемые в лабораториях.

Наличие высококачественного материала в оборудовании часто не гарантирует правильного, оптимального применения. Где-то это связано с квалификацией персонала, где-то с отсутствием оборудования для контроля качества бурового раствора, где-то при неправильной работе оборудования.

Пока что вязкопластичная модель является наиболее распространенной при бурении скважин в отечественной буровой практике. Каковы реологические свойства, а именно значения пластической вязкости и динамическое напряжение сдвига рассчитываются при скоростях вращения ротора 300 и 600 об / мин. Для модели вышеуказанные параметры приведены в проектах строительства скважин и технических картах режима (RTK).

В то же время в геолого-техническом проекте (ГТН) для строительства скважины в соответствии с отечественной практикой контролируются только плотность, условная вязкость и фильтрация промывочной жидкости. Данная ситуация не соответствует зарубежной практике технического сопровождения буровых работ.

В современной практике, реологические свойства используются для контроля бурения часто означают ротационный вискозиметр (Фэнны , OFITE и другие) , используемый , что позволяет проводить измерения при пониженных скоростях сдвига. Расчеты, основанные на этой информации, позволяют более точно охарактеризовать течение бурового раствора в затрубном пространстве ствола скважины.

Модель показывает лучшую сходимость результатов, чем результаты для вязкопластических и псевдопластических моделей. Эта модель точно описывает поведение бурового раствора во всем диапазоне скоростей сдвига.

Вископластические жидкости

Идеальная вязкоупругая модель описывает вещество, которое недеформируется при Бингхэме при напряжениях — 0, но при высоких напряжениях — течет подобно вискозной (ньютоновской) жидкости. В полевых условиях напряжения сдвига, возникающие при разных скоростях сдвига, определяются с использованием констант 0 0 и результатов, которые получаются при скорости вискозиметра 1 1 = 300 об / мин и 2 2 = 600 об / мин.

Напряжение сдвига, которое указывает на самое высокое динамическое напряжение при нулевом сдвиге (0 об / мин), значительно выше, чем у вискозиметра при 6 и 3 об / мин (рис. 1). Такое поведение буровых добавок объясняется тем, что они не являются идеальными вязкопластичными жидкостями. Тем не менее, следует отметить, что константы Шведова-Бингама: 0 а? были и остаются важными критериями поведения буровых растворов, особенно при протекании в трубе.

Псевдопластическая жидкость

Поведение систем буровых растворов, обработанных полимерами с высокой молекулярной массой, более подробно описывается степенным законом (модель Оствальда-де-Ваала), чем уравнением Шведова-Бингхэма. Согласно бюллетеню, реологические свойства ANI промывочных жидкостей должны рассчитываться для двух диапазонов:

  • Движение жидкости в трубах (где обычно турбулентный режим движения). Константы степенного закона определяются вискозиметром при 1 1 = 300 об / мин. и 2 = 600 об / мин;
  • Для кольца (ламинарный режим) реологический параметр определяется при 1 = 3 об / мин.и 2 = 100 об / мин.

Идеальные псевдопластичные жидкости не имеют предельного динамического напряжения сдвига, т.е. моделируемая жидкость начинает деформироваться (течь) сразу после приложения сдвиговых напряжений. Это предположение идеально подходит для реальных буровых растворов. Из-за того, что динамическое напряжение сдвига не учитывается законом идеальной силы, гидравлические расчеты, основанные на законе идеальной силы, приводят к ошибкам.

Жидкости Гершеля Баркли

Трехпараметрическая модель, предложенная Гершелем и Баркли, объединяет модели вязкопластических и псевдопластичных жидкостей и позволяет создавать динамические касательные напряжения. Это описывается следующим математическим выражением:

В этой модели параметры K и n аналогичны константам Оствальда-де-Вале. Тем не менее, если начальное напряжение сдвига на 0 требуется для начала движения, рассчитанный коэффициент согласованности и показатель степени отклоняются от аналогичных параметров псевдопластической модели. Теоретически, начальное напряжение сдвига идентично предельному динамическому напряжению сдвига в модели Шведова-Бингхэма, но его размер и расчет для поиска отличаются.

Как правило, в практических расчетах для определения 0 0, К и п параметры, показания вискозиметра принимаются, которые получаются при скорости вискозиметра от 0 = 3 оборотов в минуту, 11 = 300 оборотов в минуту и 2 2 = 600 оборотов в минуту,

Биополимерные буровые растворы

Biopolymerwaschflüssigkeiten являются ярко выраженными псевдопластиками. Модель Гершеля-Баркли описывает поведение сверла лучше, чем уравнения Шведова-Бингама и Оствальда-де-Ваале.

Преимущества биополимерных добавок в том, что они увеличивают эффективную вязкость при низкой скорости сдвига, незначительное увеличение ?, поскольку оно улучшается благодаря высоким эффекторным и суспендирующим свойствам бурового раствора и уменьшению эквивалентной плотности циркуляции.

Улучшение вязкоупругих свойств бурового инструмента значительно улучшает очистку ствола скважины от бурового раствора, а также снижает скорость фильтрации жидкой фазы в пласт. Когда концентрация биополимера холестерина в буровом агенте увеличивается, вязкость при низких скоростях сдвига (VNSS) и модуль Юнга ( G ) увеличиваются.

Необходимо контролировать концентрацию биополимера в жидкости, поскольку они относительно дороги. Различные компании производят и применяют биополимеры под торговыми названиями. Основным отличием между ними является содержание основного продукта. Минимальная необходимая концентрация биополимера холестерина, необходимая для придания промывочной жидкости требуемых свойств, зависит от температуры, минерализации, рабочей скорости, локального градиента скорости, плотности, концентрации твердой фазы в жидкости и других факторов.

Биополимерные добавки влияют на значения VNSS. Концентрация полимера холестерина в буровом агенте, а также способность переноса и суспендирования должны контролироваться значениями VNSS. Кроме того, должно ли это компенсировать значение закона экспоненты для кольца и начального напряжения? Признать 0 для моделей Гершель-Баркли.   Основанный на существующих законах, закон Гершеля-Баркли описывает поток жидкости в скважине наиболее точно.

Использование старых строительных труб ограничено или даже запрещено

Фонд развития трубной промышленности (FRTP) Законопроект Минрегиона продвигает требования к трубам, использованным в определении для повторного использования в первом. Представители фонда, объединяющего крупнейшие компании отрасли, заявили, что использованные трубы широко используются в коммунальном хозяйстве. Тем не менее, правила не определяют требования к качеству, которые составляют основу для злоупотреблений и несчастных случаев. В соответствующей комиссии Госдумы и в «поддержке России» считают вопрос актуальным.

У нас есть счет, сейчас он рассматривается. Учитывая большое количество несчастных случаев, вполне возможно, что министерство будет настаивать на полном запрете на использование использованных труб, сообщили в пресс-службе министерства.

Законопроект подготовлен в соответствии с поручением Председателя Правительства Российской Федерации и предусматривает внесение изменений в Закон о градостроительстве и «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Проект не означает полный запрет на использованные трубы, представитель FRTP сказал, что их можно использовать там, где они не представляют опасности и не наносят ущерба.

Необходимым условием для повторного использования является исследование и оценка остаточных свойств труб. Информация об использовании используемых материалов должна быть включена в проектную документацию. — Источник «Известий» будет объяснен Фонду.

По словам первого заместителя председателя комитета ЖКХ Госдумы, стандарты качества систем жизнеобеспечения города должны быть строго согласованы. Важно, однако, что конкуренция не ограничена. Под благонамеренным часто подразумевается желание навязать определенный материал или дизайн бренда », — сказала она.

Сейчас значительное количество злоупотреблений в жилье связано с использованием использованных труб, считает Александр Жарков, председатель московского отделения Совета. «Это область полулегальных и мошеннических действий государственных служащих, осуществляющих надзор за жилищно-коммунальным хозяйством, и предпринимателей», — сказал он. По словам, все вопросы удаляются, если стандарты качества четко прописаны в законе.

В настоящее время нет четких требований к качеству труб, так что практика повторного тестирования старых труб укоренена, сказал председатель Общества защиты прав потребителей (ОЗПП). Основная проблема заключается в закрытии нефтяных труб.

Допустим, срок службы нефтепровода составляет 20 лет. Через 20 лет они выкапывают его и отдают на металлическую основу. Здесь он обрабатывается, иногда чисто косметически, и передается в коммунальные услуги. Бывшая в употреблении труба в среднем в три раза дешевле новой », — описал он схему.

В то же время использование старых труб ненадлежащего качества чревато серьезными проблемами. Велика опасность дорожно-транспортных происшествий, остатки химических соединений, которые проникли в стенки труб, могут попасть в воду. Микроорганизмы из окружающей среды попадают в воду через микроскопические отверстия, председатель ОЗПП рассказал об основных угрозах.

Официальная статистика повторного использования труб не ведется, но, по данным ОЗПП, весь стальной центр в Подмосковье забит б / у трубами.

Александр Козлов, заместитель директора НП по контролю за жилищно-коммунальным хозяйством, считает, что использование старых труб должно быть полностью исключено. Мы должны говорить о модернизации, о замене труб высокотехнологичными трубами, а не о замене очень старых на не очень старые. Вероятно, стоит уточнить характеристики законодательства, но для общества важно создавать новые каналы коммуникации, сказал он.

Использование использованных труб низкого качества часто приводит к несчастным случаям. Недавно такая авария произошла в Воронеже. Осенью прошлого года на главной линии отопления в Санкт-Петербурге произошло несколько прорывов из-за низкого качества труб.

Основой для построения серии агрегатно-модульных винтовых сборок стандартного размера являются параметры многолетних технологических схем прямого прямого бурения и, при необходимости, расширения горизонтального горизонтального кроссоверного бурения с сочетанием процессов бурения и крепления со временем время включает в себя хорошо жилье. Типичное оборудование включает в себя:

Машина блок, который представляет собой сочетание вращательного привода бурового стенда и механизмы подачи торцевой поверхности с помощью инструмента бурового шнека;

  • штабелируемыми являются заземляющие отверстия, размеры корпуса стандартизированы, корпус снабжен инструментом для бурения почвы;
  • рамочная структура управления, состоящая из стандартизированных разделов модуля;
  • дистанционное оборудование для подачи инструмента для завинчивания и, в некоторых случаях, привод для вращения сверла;
  • устройства для механизации вспомогательных операций.

На оборудование шнека влияют различные эксплуатационные факторы, в том числе:

  • горные и геологические условия эксплуатации, например, возможная неоднородность массы или грунтов, способных к перемещению;
  • климатические, связанные с погодой условия эксплуатации, например, работая в вечной мерзлоте или в основном при низких температурах;
  • рациональные условия энергоснабжения в сочетании с гарантированной доступностью или, наоборот, расстоянием передачи энергии;
  • экологические и социальные условия (работа в зонах окружающей среды, плотные жилищные условия и т.д.) И связанные с ними условия установки, обусловленные требованиями рабочей зоны для посадки и высадки, а также плотностью рабочей зоны.

Это, в свою очередь, определяет широкий круг технических условий и технологических требований, предъявляемых заказчиком, которые он считает необходимым (расширенным или уменьшенным) составом оборудования и его конструкцией. Принятая агрегатно-модульная структура становится открытой и содержит оригинальные структурные и технологические компоненты.

Постоянно совершенствующаяся информационная модель технологической схемы и оборудования позволяет разработчикам гибко реагировать на требования клиентов и быстро адаптировать базовую структурную и технологическую структуру. Давайте проиллюстрируем это на примерах.

© 2019 — 2020, wpadmincheg963. Все права защищены.