Система внутритрубной диагностики

 

5.2. Организация строительства  переходов

 

        Главной формой организации строительства ЛЧ МГ, в том числе и переходов их через железные и автомобильные дороги (в дальнейшем переходов), является поточность производства всех видов СМР как по их комплексам, так и по отдельным видам работ.

Основными задачами организации строительства переходов являются:

- определение оптимального числа специализированных бригад для строительства переходов в пределах сроков строительства всего МГ при обязательном обеспечении сплошности нитки газопровода на всех участках работы отдельных комплексных трубопроводостроительных потоков (КТП), исходя из основополагающего принципа организации строительства ЛЧМТ;

- разделения трассы газопровода  на отдельные (расчетные) участки  и организации на каждом из  них КТП;

- установление оптимальной  во времени последовательности (очередности) строительства всех переходов вне привязки работы специализированных бригад к границам отдельного КТП;

- определение объемов  работы (производственной загрузки) каждой специализированной бригады (по числу сооружаемых переходов) на весь срок строительства  МГ, исходя из необходимости предельно возможного равенства этой загрузки для всех специализированных бригад.

Предпосылками организации производства СМР на переходах являются следующие положения:

- каждый переход рассматривается  как сосредоточенный строительный  объект, сокращение сроков строительства которого за счет дополнительной концентрации машин и рабочих не представляется возможным, так как число захваток на объекте ограничено и постоянно;

- специализация бригад  по строительству переходов должна  соответствовать конструкции переходов, протяженности и принятой технологии их сооружения:

а) закрытым способом - методом горизонтального бурения или  продавливания;

б) открытым способом с устройством или без устройства объездов (за исключением переходов через железные дороги);

- до начала работ по  строительству переходов опережающим  методом (до начала работы КТП  на участке расположения этих  переходов) к каждому переходу  должна быть проложена временная  дорога (если она отсутствует) для  доставки машин и технологической  оснастки, труб, материалов, рабочих и др.

 

 

5.3. Конструкции переходов  магистральных газопроводов

 

Переходы магистральных газопроводов под железными и автомобильными дорогами состоят из защитного кожуха, рабочего трубопровода (трубной плети), опор, манжет, отводной трубы и вытяжной свечи.

Строительство переходов под железными и автомобильными дорогами представляет комплекс специальных строительных и монтажных работ, который включает в себя:

- изготовление узлов и  деталей перехода;

- прокладку защитного  кожуха;

- монтаж, сварку, контроль  сварки и испытание трубной  плети;

- очистку, изоляцию, контроль  изоляции и оснастку трубной  плети опорными элементами;

- размещение трубной плети  в кожухе;

- монтаж манжет, отводной  трубы и вытяжной свечи.

Длина участка перехода и защитного кожуха определяется исходя из категории дорог, ширины земляного полотна, высоты насыпи и крутизны откосов.

Для магистральных газопроводов глубина заложения защитного кожуха под железными дорогами должна быть не менее 2 м от подошвы рельса, а при прокладке газопровода методом продольного или горизонтального бурения - не менее 3 м: в выемках и на нулевых местах - от подошвы рельса, на насыпях - от подошвы насыпи. При этом, во всех случаях глубина заложения от дна продольных водоотводов (лотков, кюветов, водоотводных канав, дренажей и т. п.) должна быть не менее 1,5 м. Все расстояния даны до верхней образующей защитного кожуха.

Минимальная глубина заложения верха рабочей трубы газопровода на расстоянии 50 м в обе стороны от земляного полотна должна быть не менее 2,5 м от дневной поверхности.

Расстояние от искусственных сооружений (мостов, путепроводов, водопропускных труб и т. п.) до места пересечения газопроводов всех классов с железной дорогой должно быть не менее 150 м.

Устройство переходов газопроводов в теле насыпей и прокладка их в отверстия железнодорожных искусственных сооружений категорически запрещаются.

Глубина заложения защитных кожухов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должна быть не менее 1,4 м от бровки земляного полотна до верхней образующей защитного кожуха, в выемках и на нулевых отметках - не менее 0,4 м от дна кювета, водоотводных канав или дренажа.

Выбор соответствующего метода для прокладки кожуха определяется классом и категорией дорог, интенсивностью движения транспорта, наличием подземных коммуникаций, геологическими и гидрогеологическими условиями.

 

Защитный кожух

 

Защитный кожух предназначен для защиты газопровода на переходах через железные и автомобильные дороги от воздействия внешних нагрузок, создаваемых движущимся транспортом, а также отвода газа от дороги в случае его утечки из трубопровода.

Защитный кожух также позволяет при необходимости заменить или отремонтировать газопровод без нарушения движения железнодорожного или автомобильного транспорта.

Основными параметрами защитного кожуха являются диаметр, длина и толщина стенки.

Для изготовления защитного кожуха перехода газопровода используют, как правило, стальные трубы диаметром 1720 мм и длиной 6-12 м;

толщина стенки 16 мм - при бестраншейном способе прокладки и 18 мм - при открытом методе.

Наружная поверхность защитного кожуха покрывается изоляцией усиленного типа в заводских, базовых или трассовых условиях.

 

Трубная плеть

 

Газопровод подземного перехода через автомобильную и железную дороги относится к участкам В и I категории магистрального газопровода.

Для изготовления трубной плети перехода используют трубы с соответствующей этой категории утолщенной стенкой. Длина плети перехода и прилегающих участков указывается в проекте.

Сваренная плеть перед нанесением на нее изоляции и размещением в кожухе подвергается контролю.

Испытание плети на прочность и герметичность выполняют гидравлическим способом.

После контроля стыков на наружной поверхности плети наносят изоляцию. Изоляция стыков выполняется термоусаживающимися манжетами. Для предохранения изоляции от механических повреждений ее покрывают оберточным рулонным материалом.

 

Опоры

 

Опоры служат для размещения внутри защитного кожуха трубной плети. Опоры выполняют несколько функций. Они воспринимают нагрузку трубопровода и передают ее защитному кожуху. Служат скользящими элементами при протаскивании плети в кожухе, а при эксплуатации - диэлектрическим изолятором между газопроводом и кожухом. Количество опор и расстояния между ними определяются расчетом и указываются в рабочих чертежах. Опоры бывают роликовые и ползунковые.

Роликовые опоры используют при прокладке плети в защитных кожухах большой длины.

Ползунковая опора (опорно-направляющее кольцо) состоит из сегментов, соединенных болтами, и опорных элементов (подушек), изготавливаемых из диэлектрических материалов (полиэтилен, полиуретан, текстолит и т. п.).

Конструкция опорно-направляющего кольца приведена на рисунке 1. Она состоит из неметаллических опорных элементов - 2, болтовых соединений сегментов - 3 и сегментов опорного кольца - 4.

Рисунок 1 – Опорно-направляющее кольцо:

1 - кожух; 2 - неметаллический опорный  элемент; 3 - болтовое соединение  сегментов; 4 - сегмент опорного кольца

 

Опорно-направляющие кольца могут быть изготовлены полностью из полимерных материалов (полиэтилен, полиуретан).

 

Манжеты

 

Манжеты предназначены для герметизации межтрубного пространства между защитным кожухом и газопроводом. Они предохраняют от проникновения влаги в полость защитного кожуха. Манжеты устанавливаются на обоих концах защитного кожуха.

Манжеты должны выдерживать значительные механические нагрузки от воздействия грунта и подпора грунтовых вод. Кроме того, они должны противостоять осевым и радиальным перемещениям, возникающим в газопроводе от изменения давления и температуры газа.

Конструкция манжеты приведена на рисунке 2. Резиновая манжета надевается сначала на плеть, затем - на кожух с таким условием, чтобы образовалась гофра между плетью и кожухом, которая служит компенсатором при перемещениях газопровода относительно кожуха.

Рисунок 2 – Герметизирующая манжета

1 - трубная плеть; 2 - защитный  кожух; 3 - резиновая манжета; 4 - малый  хомут; 5 - большой хомут

 

При прокладке кабеля внутри кожуха в манжетах делаются отверстия для пропуска защитных трубок, которые зажимаются хомутиками.

Для предохранения манжеты от воздействия грунта засыпки на нее по периметру надевают короб (например, из автопокрышек).

 

 

Вытяжные свечи и отводные трубы

 

Вытяжные свечи предназначены для отвода газа в атмосферу в случае его утечки при разрыве газопровода.

Вытяжные свечи устанавливают на расстоянии:

2,5 м от оси газопровода;

40 м от оси крайнего  пути железной дороги общего  пользования;

25 м от оси крайнего  пути промышленных железных дорог;

25 м от подошвы земляного  полотна автодорог.

Высота вытяжной свечи должна быть не менее 5 м от поверхности земли. Для устройства вытяжной свечи используется стальная труба диаметром 219 мм с толщиной стенки 7 мм.

Вытяжные свечи устанавливают на бетонные фундаменты, которые, как правило, доставляются к месту установки в готовом виде. Глубина заложения основания фундаментов до 2,5 м. На верхнем конце вытяжной свечи укрепляют защитный колпак для предотвращения попадания в защитный кожух дождя и снега.

Вытяжная свеча и защитный кожух соединены между собой отводной трубой. Отводная труба имеет диаметр, равный диаметру свечи.

 

 

5.4. Расчет перехода через автомобильную дорогу

 

В настоящее время основным является метод горизонтального бурения, наиболее эффективный при прокладке кожухов большого диаметра. При использовании этого метода одновременно происходит бурение и протаскивается кожух. Удаление грунта из кожуха осуществляется шнековым транспортёром.

 

Таблица 3 - Данные для расчета

Рн = 55 кг/см	- давление в начале  участка газопровода;
Рк = 55 кг/см	- давление в конце участка  газопровода;
К  = 103,15 Вт/м2*К	- коэффициент, по табл.6.1 [5].
Qcvт = 25460 тыс. м3/сут.	- суточная пропускная  способность газопровода;
Dн = 1020 мм.	- наружный диаметр трубы;
Lт  = 202 км.	- длина газопровода;
∆  = 0,622	- относительная плотность  газа по воздуху;
Z  = 0,998	- коэффициент сжимаемости газа;
λ= 0,0097	- коэффициент гидравлического  сопротивления.

 

• высота насыпи – 2м.;
• количество полос движения – 2;
• грунт – суглинки;
• диаметр трубопровода – 1020 мм.;
• транспортируемый продукт – природный газ.

 

5.4.1 Выбор типа установки горизонтального бурения

 

Переход трубопровода через автомобильную дорогу, в основном, осуществляется методом горизонтального бурения. Для этого нам необходимо выбрать соответствующую установку горизонтального бурения (УГБ).

УГБ выбирается по диаметру прокладываемого трубопровода и следовательно по диаметру защитного кожуха. Для диаметра 1020 мм существует вариант защитного кожуха равный 1220 мм. В результате делаем вывод, что при данных значениях диаметров трубопровода и защитного кожуха при строительстве возможно использование установки горизонтального бурения ГБ-1621 (АО "Газстроймашина") (рис. 3).

Рисунок 3 – Установка горизонтального бурения ГБ-1621

1 - режущая головка; 2 - расширительное  кольцо; 3 - защитный кожух; 4 - вал  режущей головки; 5 - площадки; 6, 13 - редукторы; 7 - виртовая тележка; 8 - коробка передач; 9, 15 - электродвигатели; 10 - винтовой домкрат; 11 - ковшовый элеватор; 12 - тележка; 14 - редуктор механизма подачи; 16 - домкратный агрегат; 17, 18 - вставки; 19 - металлический шпунт; 20 - горизонтальная направляющая рама; 21 - рама для установки; 22, 23 - тележки рамы; 24 - тележка шнекового транспортера; 25 - рама шнекового транспортера; 26 - шнеки.

 

Таблица 4 - Техническая характеристика ГБ - 1621

№ п.п.	Параметры	Показатели
1.	Диаметр прокладываемого кожуха, мм	1220
2.	Длина бестраншейной прокладки, м	40
3.	Мощность двигателя, кВт	49
4.	Скорость бурения, м/час до	1,4
5.	Масса машины (с дополнительным оборудованием), т	44,8