Методики монтирования трубопроводов в районах холодного климата
Нефтяные и газовые недра могут находиться в совершенно разных зонах, разных условиях. В том числе, много месторождений в районах Арктики, крайнего севера, зонах с холодным климатом и сложными почвами. Для их разработки требуется создавать адаптированные платформы, а для транспортировки – трубопроводы, способные выдержать суровый климат.
Прокладка трубопроводов в районах крайнего севера осложняется многими факторами. Это и погодные условия, и большая удаленность их от основных промышленных и транспортных веток. В результате в данную местность довольно проблематично доставлять грузы и оборудование. Вести монтаж при низких t воздуха также довольно сложно.
Подводные трубопроводы в такой местности также представляют сложности к прокладке. Требуется успеть построить трассу в короткий срок, когда погодные условия это позволят. На реках и морях достаточно толстый слой льда, на разработку кот. требуется потратить много ресурсов.
Однако, несмотря на все сложности, развитие этой отрасли не стоит на месте и сооружением подводных трубопроводах в районах сурового климата уже занимаются. В частности в нашей стране разработано несколько методик улучшения прокладочного процесса. К примеру, это метод укладки при участии спец. ледового стингера. Ведется он так.
Вначале трубопровод собирают на поверхности по традиционной схеме – из секций формируют единую нить. Далее его вмораживают в лед. Осуществляют это путем обычного полива трубопровода водой. Потом в месте размещения погруженного конца по обеим сторонам баров. механизма лед прорезают и трубопровод за счет своей массы опускается на грунт. С трубопроводом погружается и покров льда, оставшийся на нем после вмораживания. Это и называется ледовым стингером. Стингер создает определенную плавучесть и разгружает трубопровод, поскольку лед легче воды. Далее регулировкой ширины стингера добиваются изменения массы трубопровода в воде. При подходе к миним. массе трубопровод все больше погружается на дно.
Следующий известный метод прокладывания трубопроводов в ледовых условиях – это его поэлементная сборка на спец. платформе, которая предназначается для работы в условиях сурового климата.
Сама по себе сборочная платформа состоит из площадки (2 понтона), где лежит трубопровод, опорных роликов, лебедки, кот. стыкуется с анкерной сваей тросом и монтажного крытого помещения. За кормой размещаются также машина для резки льда и спец. удерживающий механизм. Механизм состоит из 2 понтонов, к-рые снабжаются полозами, что соединены порталом. У центра портала подвешивается полиспаст, снабженный 2 шкивами. Верхний шкив неподвижен, нижний – наоборот. Основное назначение шкива в удержании подвески с роликовыми опорами на своем месте. Опоры на подвеске соединяются шарнирами.
Машина для резки льда состоит из корпуса, котор. имеет полозья и 2 цепных бара. За счет полозьев машина перемещается по поверхности льда, а бары служат для разрезания. К корпусу машины зафиксирован мех. привод, который приводит в движение баровые цепи, что обеспечивает их подъем или опускание в ходе резки.
В целом работа такой платформы выглядит след. образом. Вначале прямо на платформе отдельные трубные секции сваривают в нить. Трубы движутся по роликовым опорам и соединяются с основной нитью. Их центрируют, приваривают и проверяют. Для обетонированных труб также предусматривают изоляцию. Осуществляют ее также прямо на платформе. Далее по мере того, как нить становится больше, платформу начинают перемещать по льду вперед к противоположному берегу. По ходу платформы ледорезная машина разрезает лед. Под тяжестью укладываемого трубопровода лед раскалывается и обломки отходят в сторону или под лед.
Чтобы трубопровод имел нужную кривизну, за платформой на буксире движется агрегат, поддерживающий трубопровод на нужной высоте от поверхности льда. Двигаясь вперед, трубопровод катится по роликовым опорам, чье положение контролируется при помощи полиспаста.
Перед началом проходки платформой-трубопрокладчиком поверхность льда по маршруту надо очистить от торосов и выровнять. Платформа обладает своей установленной производительностью. В ср. это 650 м. трубопровода в сутки. Притом сварка неповоротных соединений ведется автоматически.
Оба описанных метода прокладывания трубопроводов в ледовых условиях имеют свои положит. и отриц. стороны. Также есть некоторые особенности, кот. надо учитывать в ходе работ и слабые стороны процесса, какие по возможности нужно устранять или контролировать. Так при прокладывании со стингером опасность вызывают возможные откалывания льда от трубопровода в ходе погружения от случайных изгибов труб. Но притом наличие ледового стингера благоприятно сказывается на общем смещении прогиба, значительно повышая безопасность прокладки и уменьшая нагрузки, чем при прокладывании простой трубы без стингера. Далее ледовый слой под действием положит. темп. отсоединяется от трубы и всплывает на поверхность, притом сам трубопровод остается на дне. Это также несомненный плюс такого метода.
Сложным моментом метода укладки со льда на спец. платформе является взаимодействие льда и труб внутри прорези. Здесь важно, чтобы острые кромки сколотого льда не повреждали поверхность труб. На практике доказано, что при соблюдении всех условий прокладывания лед практически любой толщины свободно обламывается трубопроводом (т.е. его массы достаточно). Отломки беспрепятственно уходят под лед или частично всплывают. Все эти явления благоприятны для монтирования трубопроводов. Следовательно, если при прокладке этим методом тщательно соблюдать технологию, то данной опасности (повреждения трубопровода отломками льда) можно легко избежать.
Индивидуально разработана методика усовершенствованного способа прокладки протаскиванием при использовании припайного льда. Припайной лед служит опорой тягового механизма, кот. устанавливают прямо на поверхность льда. Протаскивать трубопровод таким методом начинают со стыковки его оголовка, находящегося на берегу, со стальн. тросом и тягов. салазками. Салазки ставят на поверхность льда пролива. Далее их тянут тросами по льду вдоль трассы при помощи лебедок, зафиксированных за анкерн-е столбы. Столбы предварительно вмораживаются в лед на заданных расст. Далее многочерпаковым каналозаготовителем в поверхности льда по направлению вперед салазок заготовляется майна. По ней ведется тяговой трос до оголовка. Трубопровод движется вперед, а перед ним проходит подводный струг, котор. заготовляет траншею. Когда трубопровод достиг заданной точки, хват лебедки перемещают к новым анкерн. столбам и так передвигаются до завершения монтажа. По мере погружения трос наращивают.
При необходимости для реализации такого способа лед можно искусственно нарастить. Этого добиваются поливом его морской водой с регулировкой высоты слоя. Притом важно тщательно заполнить трещины. Такой наращенный лед может выдержать значительные нагрузки. Это позволяет безопасно завозить на него технику и вести работы. Наибольший показатель выдерживаемых нагрузок для такого льда достигается в горизонт. направлении. Это обеспечивает удобство и безопасность протягивания трубопровода по дну.