Современные технологии и реконструкция участков газопроводов

В России большое количество трубопроводов проложено под водой, в связи с чем появилась необходимость в оборудовании и технологиях, с помощью которых можно производить ремонт и замену труб, а также безопасно эксплуатировать, не нарушая кормовую базу для рыб, не влияя на условия размножения и пр.

Из-за хозяйственной деятельности человека водные биоценозы подвержены негативным воздействиям, которые приводят к ухудшению естественной кормовой базы, нарушаются миграционные и жизненные циклы гидробионтов, гибнет икра и молодая рыба, изменяется популяционная структура.

Биопродуктивность водостока напрямую воздействует на гидрофауну и флору. Осуществление работ на водных объектах хозяйственного значения регулируется на законодательном уровне. Нарушение донных и прибрежных биотопов водной растительности приводит к уничтожению фауны рыб из-за ухудшения условий.

При проведении строительных работ происходят антропогенные изменения в водотоках, которые делятся на:

• Детерминированные антропогенные воздействия. В этом случае происходит затопление земель, усиление переработки берегов, изменяется гидрологический, гидрохимический и гидробиологический режимы водоема, видовой состав и численность наземной и водной фауны и флоры;
• Временные антропогенные воздействия приводят к загрязнению водостока, увеличению мутности, акустическим загрязнениям, безвозвратному водопотреблению и ликвидации нерестилищ;
• Стохастические антропогенные воздействия нарушают миграцию рыб и гидрологический режим в верхнем и нижнем бьефе, что вследствие изменяет условия питания, нереста и зимовки рыб.

Каждая водная экологическая система имеет свои допустимые пределы антропогенных нагрузок, превышение которых привод к серьезным и непоправимы последствиям.

В процессе прокладки газопровода или его ремонта происходит взмучивание воды, на интенсивность влияет скорость течения, глубина и состояние подстилающего грунта. Любое взмучивание может негативно сказываться на гидрофауне.

В зоне непосредственных работ также происходит нарушение дна и разрушение донных биотопов, которые приводят к гибели кормовых организмов.

Важность подготовительных работ для предотвращения повреждения коммуникаций

К процессу прокладки подземных коммуникаций необходимо подходить с полной ответственностью и тщательно подготавливаться. Случайных промах может привести к тотальным последствиям негативного характера. Нарушение правил безопасности во время проведения подземных коммуникаций со стороны подрядчика приводит к серьёзным травмам и гибели рабочих. А также это несёт большие незапланированные финансовые расходы.

Если повреждения происходят при наличии правильно разработанного плана, в котором указаны подземные трассы и прочие препятствия – это халатное отношение со стороны рабочих.

В западных странах существуют специальные службы, которые созданы для предотвращения возможных аварийных ситуаций. Их деятельность даёт хорошие результаты, однако они бессильны в тех случаях, когда исполнитель по собственной воле решил выбрать небрежный подход к выполнению своих прямых обязанностей.

Во время реализации процесса важно не только иметь чёткую схему, полностью отображающую подземные коммуникации, но и выполнять горизонтально направленное бурение и другие виды подземных работ согласно существующим правилам безопасности. Только ответственный подход снижает риски незапланированных происшествий.

Территория, на которой проводятся подземные работы, в обязательном порядке должна быть обозначена белой краской. Приступать к работе можно только в том случае, когда на руках есть схема с отмеченными на ней уже проложенными подземными коммуникациями.

Для осуществления любых работ отводятся специальные зоны допуска, определяющие расстояние до коммуникаций и в пределах которого можно совершать прокол, бурение и прочие подземные манипуляции. Например, в Штатах данная зона (в каждом штате она своя) составляет от 40 до 100 см в обе стороны от внешнего края до коммуникаций.

Если необходимо провести работы внутри этой зоны, то грунт извлекается вручную или с помощью вакуумного экскаватора.

Важно контролировать границы разметки расположения инженерных сетей и не допускать их размытия. В случае повреждения существующей коммуникации – восстановление совершает исполнитель работ за свой счёт. Ремонтные работы выполняются в соответствии с заданным планом.

Подготовительный процесс перед проведением подземных работ занимает длительное время, так как необходимо осмотреть территорию, собрать информацию о расположении подземных коммуникаций, изучить особенности грунта, нанести белой краской разметку, определяющую расположение труб и получить разрешение на реализацию земляных работ.

К сожалению, выполнение действий, описанных выше, не гарантирует полное отсутствие аварийных ситуаций, так как даже, на первый взгляд, малейшее отклонение или не точная информация, может привести к столкновению с подземным или надземным препятствием. Для ошибки достаточно отклонения в 20 см. Перед проведением ответственной работы в месте, где расположены прочие коммуникации, подрядчику необходимо удостовериться в том, что трубопроводы и сети располагаются согласно полученному плану. Проверить на месте это можно по следам от траншеи, канализационным люкам, прожекторным мачтам, а также воспользоваться измерительными приборами и локационными системами.

Оборудование для прокладки коммуникаций может повредить трубопровод, и даже, если пилотный прокол прошёл успешно, во время процесса расширения скважины до необходимого размера, расширитель может задеть трубы или стальные футляры. Поэтому, перед горизонтально направленным бурением, трубопроводы, расположенные в зоне проведения работ, откапываются вручную.

Либо же можно воспользоваться вакуумным экскаватором, при помощи которого быстро и аккуратно осуществляется откапывание коммуникаций. Процесс заключается в подаче воды под сильным напором, вследствие чего грунт размывается. Далее он извлекается с помощью вакуума. Данная техника убережёт от случайного столкновения с газовой трубой, электрическим кабелем или любой другой коммуникацией.

При необходимости проложить трубы бестраншейным методом в месте, где уже проложены другие коммуникации, во время рабочего процесса действуют более строгие правила безопасности, которые нужно выполнять в обязательном порядке. В таком случае, грунт откапывается в большем количестве с помощью вакуумного экскаватора или вручную. Положение и направление буровой головки должно регулярно проверяться, а пилотное бурение совершаться с учётом последующего расширения.

На плане указывается точное расположение проложенных ранее коммуникаций, однако конкретная глубина во многих случаях неизвестна. Даже, если она прописана в метрах, стоит помнить, что сигнал локационных систем искажается в обследуемой зоне различными помехами, вследствие чего выдаёт результат с небольшой погрешностью, которая может стать фатальной во время проведения трубопроводов.

Глубина залегания трубы в одном месте может отличаться от глубины, например, через пятнадцать метров, поэтому результаты необходимо снимать по всей длине трубопровода.

Особое внимание требуется уделять расположению канализационных труб. Несмотря на то, что их повреждение менее опасно, чем столкновение с газовой трубой, однако также имеет свои неприятные последствия. Чрезвычайно важно контролировать данный момент во время проведения новой газовой трубы, так как неправильная прокладка может быть замечена не сразу, и только во время засора канализационной системы возникнут проблемы от случайного соприкосновения с трубой, по которой поступает газ.

Специалисты рекомендуют перед устройством новых коммуникаций, обнажать проложенные ранее трубопроводы, даже если они расположены под толстым слоем бетона. Ведь стяжку сделать по-новому гораздо проще, быстрее и дешевле нежели восстанавливать повреждённые объекты.

Во время рабочего процесса необходимо постоянно контролировать направление движения буровой головки, в противном случае, халатное отношение приведёт к непоправимым последствиям.

При ответственном подходе к выполнению работы и соблюдении правил безопасности риски аварийных ситуаций сведены к минимуму. Важно помнить, что таким образом не только остаются в сохранности коммуникации и сооружения, но и репутация подрядной организации.

Обследование трубопроводов

Для выявления фактического состояния внутренней поверхности трубопроводов проводится телевизионное инспекционное обследование труб и канализационных сетей.

Телеинспекционная система позволяет определить внутреннее состояние трубы и понять, какие методы в данном случае можно использовать для ее ремонта.  Это позволяет сэкономить время и денежные средства. Результаты обследования по каждому участку трубопровода передаются на компьютер. Данный метод является единственным способом осуществить качественную оценку состояния трубопроводов!

Во время осмотра выявляются такие дефекты:

• трещины;
• процесс разрушения свода;
• следы от коррозии;
• прорастание корней;
• нарушение герметичных швов.

Происшествия и аварии

Трубы, проложенные еще в Советском Союзе, приходят в негодное состояние. Об этом свидетельствуют многочисленные аварии на теплосетях и прочих коммуникациях. Каждые 25 лет трубопроводы необходимо менять полностью, и для того, чтобы избежать происшествий под землёй, следует провести санацию старых труб уже сегодня!

Но коммунальные службы до сих пор продолжают в большинстве случаев использовать «чопики» для устранения проблемы. И лишь полностью непригодные коммуникации заменяют на трубы из полиэтилена. Информация о выполненных работах, длине и диаметре каждой трубы заносится в акт обиходного контроля.

Метод санации

Метод горизонтально-направленного бурения является единственным безопасным и пригодным вариантом прокладки подземных коммуникаций в любых условиях. Он, в свою очередь, делится на различные способы, предназначенные для конкретно поставленной задачи, например, проложить новые трубы или осуществить замену повреждённой секции трубопровода.

Для того, чтобы заменить уже проложенные ранее коммуникации, используется метод санации. Он проводится «труба в трубе» либо же взламыванием старой трубы с одновременным протягиванием полиэтиленовой плети. Метод «труба в трубе» является более экономичным.

Преимущества санации:

• минимальные затраты;
• не нарушается дорожное движение;
• уменьшаются расходы на восстановительные и подземные работы;
• используются существующие коммуникации;
• удобная технология увеличения диаметра трубопровода.

Осуществление метода «труба в трубе»

Для того, чтобы заменить старые коммуникации, необходимо подобрать пластиковую трубу диаметром, максимально соответствующим по размеру санируемого трубопровода. Новые изделия укладываются из стартового котлована путём протаскивания полиэтиленовой плети. Измеряется необходимая длина для прокладки, в соответствии с которой трубы свариваются в плети.

К концу старой трубы приваривается соединительная насадка, к которой крепится трос. Процесс протягивания полиэтиленовой плети осуществляется при помощи лебёдки, расположенной над колодцем в противоположной стороне санируемого трубопровода. Секции заменяются длиной 6 – 12 м. Изделия свариваются на поверхности и протягиваются через повреждённый трубопровод. Несмотря на то, что заменённая труба имеет меньший диаметр, пропускная способность не уменьшается из-за действия гидравлического сопротивления.

Разрушение старой коммуникации и протаскивание новой пэ трубы

Метод разрушения используется для того, чтобы увеличить или сохранить диаметр проложенного трубопровода. Для осуществления работ необходимо из стартового котлована пропустить штанги через трубу, которую необходимо заменить. Когда штанга достигает противоположный котлован, к ней присоединяется расширитель, соединённый при помощи вертлюга с протягиваемой трубой. На дно рабочего котлована размещаются гидравлические домкраты, которые протягиваю штангу обратно. Установки фиксируются рамой, имеющей упорную плиту. Таким образом, во время процесса протяжки, повреждённая труба разрезается ножом, происходит ее расширение и одновременно затягивание новой трубы.

Бестраншейный ремонт трубопроводов и канализации

Современные технологии и установки горизонтально направленного бурения позволяют осуществить быстро и экономно бестраншейный ремонт трубопроводов и канализаций. Для этого можно выбрать один их методов – релайтинг или берстлайнинг.

Отличие их в том, что, используя метод релайтинга, нет необходимости разрушать старый трубопровод, а при втором способе повреждённые трубы проходят процесс разрушения, и только после этого на их место прокладывают новые.

Бестраншейные технологии пользуются все большим спросом, чем открытые способы ремонта коммуникаций, поэтому в общей системе канализаций и водоснабжения основную долю занимают трубы из полиэтилена.

Ремонт трубопроводов методом релайтинга

Осуществить ремонт трубопровода можно, не извлекая его из грунта. Для этого необходимо повреждённый трубопровод очистить и протянуть через него новые полиэтиленовые трубы. Работа ведётся из стартового котлована, который находится в начале участка трубы, которая подлежит замене. Если на месте есть готовый котлован подходящего размера – используется он.

Уменьшенный диаметр не влияет на пропускную способность трубопровода, так как сопротивление уменьшается из-за снижения трения жидкостей о поверхность полиэтиленовой трубы.

Сравнение установок, произведённых в разных странах мира

Китайские установки имеют отличные эксплуатационные характеристики и являются более востребованными среди дилеров на рынке России.

Изучая оборудование, производимое в Китае, Америке или Европе не обнаружено принципиально важного отличия в техническом плане. Однако дела так обстоят только последние два года, так как ранее Китай ориентировался на потребителей внутреннего рынка и выпускал установки, которые имели существенную разницу:

• отсутствовали системы подачи штанг и кассеты буровых штанг;
• оборудование имело низкий уровень автоматизации;
• отсутствовали системы для проведения работ при низких температурах;

Так как в Китае существенно отличаются климатические условия и виды грунтов, их оборудование не подходило для использования в России. Однако после того, как специалисты решили выйти на международный рынок, все недостатки были устранены в кротчайшие сроки. Техника стала ориентироваться и выпускаться под потребности самого требовательного заказчика, что вскоре позволило занять лидирующие позиции во всём мире.

После осмотра техники и внедрения новых технологий, буровые установки теперь:

• имеют более мощный насос, перекачивающий и перемешивающий буровой раствор;
• оснащены не пластиковыми, а металлическими рукавами, что позволяет эффективно работать в зимний период;
• локационные системы контролируют положение и траекторию буровой головки.

Китайские производители установок ГНБ быстро развиваются, выпуская все более качественную технику, подбирая лучшие материалы для неё, добавляя изменения в конструкцию и делая ее многофункциональной, безопасной и доступной в использовании.

Европейское и китайское оборудование ГНБ не имеет принципиально важных отличительных характеристик. Преимуществом китайской техники является более низкая стоимость, которая не сказывается на эксплуатационных показателях. Специалисты смогли перенять опыт у лучших производителей Европы, внести собственные правки в техническое оснащение, улучшить эргономику рабочего места для оператора буровой установки, добавить ярких красок в дизайн и использовать качественные, но недорогие материалы для производства собственной техники. Китайское оборудование является лидером среди покупателей во всём мире.

Установки представлены в широком ассортименте, имеют разное предназначение и технические характеристики. Важно знать, для каких целей приобретается оборудование, и соответственно, какие условия необходимо создать для продуктивного эксплуатирования.

Покупатель должен заранее узнать, есть ли специалисты в стране, которые смогут предоставить качественный сервис и обеспечить необходимыми деталями. Ещё один важный нюанс – сроки доставки, от которых зачастую зависит весь рабочий процесс. Следует учитывать не только стоимость самого оборудования, но цену сервисного технического обслуживания, запасных частей и дополнительных инструментов.

Факторы, описанные выше, помогут сделать правильный выбор в пользу китайского, американского или европейского производителя установок ГНБ для проведения подземных коммуникаций.

Применение пневмопробойника

Пневматический пробойник представляет собой самодвижущуюся пневматическую машину ударного действия. Корпус установки – рабочий орган, который разрабатывает скважину. Внутри расположен ударник, совершающий под действием сжатого воздуха движения вперед-назад, наносит удары по переднему торцу корпуса и забивает его в почву. Благодаря, образующейся силе трения между внешней поверхностью и грунтом, корпус ударника не перемещается в обратном положении. С помощью осевой симметрии и длины корпуса пробойника, установка во время движения сохраняет исключительно заданное направление. Пневмопробойник состоит из корпуса, наковальни, ударника, патрубка, амортизатора, задней и передней гайки, клапана и шланга, который проводит воздух.

Если работа ведется в зимнее время, нужно учитывать, что глубина разработки скважины должна быть ниже глубины промерзания грунта на 2,5 диаметра. Что будет, если не соблюдать это условие? Могут быть искривление траектории, заклинивание ударника, остановка пневматического пробойника, его уход в глубину или даже деформация корпуса. В случае, если не удается запустить пробойник ни вперед, ни в обратном направлении, необходимо повторить запуск через 11 часов. За этот период произойдет релаксация напряжения в почве и корпусе машины, вследствие чего ударник освободится.

Опасная температура, во время которой может произойти обмерзание полостей пробойника – от -5 до -10 градусов по Цельсию и властность воздуха более 80 %. Но, как правило, при температуре ниже, чем -10 задержки в работе замечаются крайне редко.

Для того, чтобы предотвратить процесс обмерзания пневматического пробойника, нужно через влагоотделитель пропустить сжатый воздух и придерживаться следующих рекомендаций:

• промывать пробойник и его внутренние полости керосином;
• проверять работоспособность патрубка и ход ударника в корпусе;
• прогревать компрессор;
• продувать и прогревать ресивер;
• очищать шланг для удаления, образовавшегося конденсата.

В случае остановки работы пневматического пробойника из-за обмерзания, необходимо влить в него около 300 грамм солярного масла и продуть в течение трех минут сжатым воздухом. Для пробивки скважины пробойник помещают в почву, запускают его от входного приямка в направлении приемного. Во время движения, он своим коническим наконечником пробивает грунт, уплотняет его и вдавливая в стороны, вследствие чего разрабатывается скважина.

Точность проходки всегда зависит от нескольких факторов: точность ориентирования машины при запуске и прямолинейность движения пробойника в грунте. Для того, чтобы увеличить точность ориентирования, необходимо осуществлять запуск пневматического пробойника со стартового устройства. Прямолинейное движение в почве совершается за счет длины корпуса, а также зависит от типа грунта, глубины заложения, наличия твердых пористых пород, пустых мест, отдаленности несменяемых конструкций, времени года.

Для исправления искривления скважины в сжатых условиях и при большой глубине используется удлиняющая насадка. Обеспечив точный запуск пробойника, на длине до 25 метров может произойти отклонение от проекта не больше чем 0,4 м по вертикали и 0,2 м по горизонтали.

Если пневмопробойник в процессе «встречается» с препятствием, то он реверсируется и возвращается в исходное положение. Для того, чтобы увеличить диаметр скважины, необходимо осуществить повторный пуск пробойника, предварительно оснастив его специальной насадкой для расширения.

Конструкция для достижения требуемого диаметра состоит из трех элементов: сам расширитель, пневмопробойник и шланг. В зависимости от марки пневмопробойника можно получить скважины диаметром от 70 мм до 245 мм.

Пневматический пробойник при устройстве цилиндрической защитной оболочки из стального изделия присоединяется к заднему торцу трубы и забивает ее в почву. На переднем торце трубы установлен конусный наконечник. Важно правильно подобрать его форму, так как от этого зависит выполнение проектного направления. Для того, чтобы была возможность правильно подобрать или изменить имеющийся наконечник, нужно применять съемные инвентарные головки.

Если уже существует открытая траншея, примыкающая к переходу, то необходимо проложить трубу длиной равной протяженности перехода. После того, как изделие будет уложено в траншею, важно произвести забивку в грунт, не прибегая к технологическим перерывам. В сжатых условиях работы трубопровод укладывается секциями. Каждая секция должна быть на два метра меньше, чем входной приямок. Также обязательно нужно учитывать динамичные нагрузки, поэтому стыки секций следует усиливать дополнительными продольными прокладками.

Забивка трубы в грунт или в лидерную скважину

Лидерную скважину можно использовать только в устойчивых глинистых грунтах. Изначальный ее диаметр не так важен, все зависит от плотности почвы и правильно подобранного оборудования. Если диаметр скважины меньше диаметра трубы, то передний торец трубы закрывается оголовком, предотвращающим осыпание стенок скважины и отклонение трубы от направления согласно проекту.

Перед тем, как забивать трубу в почву, ее необходимо правильно уложить на надежное основание, спланировать дно приямка, установить направляющий швеллер и прокладки, а также трубу нужно тщательно вымереть в проектном направлении. Пневматический пробойник присоединить к заднему торцу трубы посредствам переходной втулки, у которой имеются несколько кинетических поверхностей:

• внутренняя, которую соединяет с пневматическим пробойником;
• внешняя, соединяемая с забиваемой трубой.

Для того, чтобы не допустить разрыв торца трубы во время работы в плотных грунтах или при большой длине перехода, необходимо к нему приварить усиливающее наружное кольцо. А для того, чтобы снизить трение, следует применять оголовок диаметром больше на 10-30 мм, чем у прокладываемой трубы.

После сварки стыки труб в обязательном порядке необходимо усилить при помощи продольных накладок, в зависимости от диаметра по 4-6 штук и длиной 200-300 мм. Располагать их следует равномерно по окружности стыка, особое внимание уделяя соосности секций трубопровода.

Пневмопробойное оборудование используется для замены изношенных трубопроводов из стали на новые с таким же или большим диаметром. Для этого первая секция новой трубы присоединяется к заменяемой и постепенно выталкивает ее через приемный котлован, в котором изделие обрезается и извлекается. Если процесс проводится с трубами разных диаметров, применяется конический переходник.

С помощью пневмопробойника извлекаются стальные коммуникации, диаметр которых не более 300 мм, независимо от характеристик грунта.