Система внутритрубной диагностики

 

 

5.4.2 Расчёт толщины стенки защитного футляра

 

Ширина пролета естественного свода обрушения определяется формуле:

В = Dк [1 +tg(45º - φrp / 2)]

 

где:

Dк = 1220 мм - наружный диаметр защитного кожуха;

φгр. = 30° -  угол внутреннего трения грунта.

Наружный диаметр защитного кожуха, определяется в зависимости от диаметра трубопровода. Для трубопровода диаметром 1020 мм.:

 

В = l,22 [l + tg(45° - 30º / 2)] = 1,92 м

Высота грунта в пределах естественного свода обрушения, действующего на кожух:

hсв = В / 2fkp

где: fkp = 0,8 - коэффициент крепости породы.

 

hсв= 1,92/(2* 0,8)= 1,2м

Расчетное вертикальное давление грунта:

qгр.В = nгрγгрhсв,

где:

nгp = 1,2 - коэффициент перегрузки для грунта;

γгр  = 1600 кгс/м3 - объемный вес грунта в естественном состоянии.

45°- ф/2

qгp.В = 1,2*1600 *1,2 = 2,304тс/м2 =23,04 кгс/см2

 

Рисунок 4 - Схема к расчету кожуха на прочность.

 

 

Боковое давление грунта:

qrp.б.= nгр. γгр. (hсв + Dk / 2) tg2 (45° - φгр. / 2) qrp.б. = l,2*1600*(l,2+l,22/2)*tg2(45° - 30°/2) = 1,147 тс/м2 = 11,47 кгс/см2

Нагрузка от подвижного состава:

qп.с.= nп.с. A q В,

где:

nп.с. = 1,1 - коэффициент перегрузки для а/транспорта;

А = 0,4 - при глубине заложения защитного кожуха в грунт на 2м;

q - вес транспорта на единицу площади;

в = 6м  - ширина дороги.

Поперечное усилие в наиболее напряженном сечении кожуха.

N = Dk / 2(qгp.B+qп.с.)

Так как величина qп.с. не велика по сравнению с qгр.б и qгр.B и так как мы не имеем всех числовых значений величин, входящих в выражение, можно ею пренебречь.

N = 1,22 / 2*2,304 = 1,405 тс/м2= 14,05 кгс/см2

Изгибающий момент, отнесенный к единице длины:

М = с (Dk /2)2 (qгр.В + qп.с. - qгр.б)

где:

с = 0,25 – коэффициент, учитывающий всестороннее сжатие кожуха. М = 0,25*(1,22/2)2*(23,04 - 11,47) = 1,08 кгс

Расчетное сопротивление материала кожуха:

R2 = (R2(н)*m*K2*Kн)

где:

R2(н)  - нормативное сопротивление растяжению (сжатию) материала кожуха;

R2(н) = γт = 47 кгс/мм2  = 47x10-6 кгс / м2 - предел текучести по материалу;

m = 0,9 - коэффициент условий работы, зависит от категории трубопровода;

Кн = 1,1 - коэффициент надежности, зависит от диаметра трубопровода и рабочего давления;

К2 = 1,15 - коэффициент безопасности. Для кожуха будем использовать прямошовные экспандированные трубы из стали марки 14 Г2САФ

 

R2 = 47 *10-6*0,9 *1,15 * 1,1 =0,00005351 кгс/мм2

Толщина стенки кожуха:

δ=(N/2R2) +  2R2 + (6М/ R2) 5К= (14,05 /(2*53,51 * 10-6))+>/( 14,052 /2*53,51 * 10"6 + 6*1,08/53,51 * 10-6)

δк = 14 мм

Так как минимальная допустимая толщина стенки трубы защитного кожуха при бестраншейном способе укладки в глинистых грунтах и Dк = 1220 мм. равна мм, то 5К = 14 мм удовлетворяет требованиям минимальных толщин.

 

5.4.3 Расчет мощности установки горизонтального бурения

 

При бурении мощность расходуется на:

• разрушение грунта;
• транспортировку грунта из забоя;
• продвижение кожуха в скважине.

 

Мощность УГБ рассчитывается по формуле:

N=( Nг + Nш + Nl) / η

где:

Nг  - мощность, необходимая для разрушения грунта;

Nш - мощность, необходимая для работы шнекового транспорта;

Nl  - мощность, необходимая для продвижения кожуха в скважине;

η = 0,8 - коэффициент полезного действия трансмиссии.

Nг=π*Rc2*U*kр

где:

Rc2 = (1220+50) / 2 = 635мм - радиус горизонтальной скважины (обычно диаметр скважины принимается на 40-60 мм больше диаметра кожуха);

U =1,3 м/ час (3,6 *10-4 м/сек) - скорость бурения (механическая);

kр =9,8 *106 - коэффициент удельного сопротивления резанию, зависит от вида грунта, толщины стенки трубы, скорости бурения.

Nг = 3,14*0,6352*3,6* 10-4*9,8* 106 = 4466,89 (Вт) Мощность, необходимая для работы шнекового транспортера

Nш= Мкр *n *m

где:

Мкр= 1600 - крутящий момент на приводном валу шнека;

m    = 0,12 - коэффициент пропорциональности;

n = 16 об/мин - скорость шнека (максимальная производительность УГБ обеспечивается при скорости вращения 10…18 об/мин или 16*2π/ 60 = 1,67 рад/сек

Nш = ((1600 *1,67) / 9,55) *0,12 = 3400 (Вт)

 

Мощность, необходимая для продвижения кожуха в скважине

Nl = kf*g*Lc*V

где:

кf =2,5 - приведенный общий коэффициент сопротивления трения кожуха о грунт, зависящий от грунта, формы режущей головки, скорости бурения;

Lc=32 м, т.е на 8 м меньше длины защитного кожуха (40м);

g - общий вес кожуха на единицу длины, включает в себя:

- вес единичной длины (1 п.м.) шнеков gш=170 кгс/ м, или 170*9,8 = 1666Н/м;

- вес грунта, заполняющего  трубу - кожух при работе машины grp, кгс/м;

- вес кожуха gк, кгс/м.

Вес грунта, кгс/м

gг = 2/3 πRквн2 γгр

где

Rквн- внутренний радиус кожуха, мм

Rkbh = (1220-2*14)/2 = 596mm

γгр = 1600 кгс/м3 - объемный вес грунта в естественных условиях;

 gг=2/3 * 3,14 *0, 5962*1600 *9,8 = 11659,421 (Н/м)

Вес кожуха, кгс/м

где:

γст  = 7850 кг/м3  - удельная плотность стали;

Дк.вн. - внутренний диаметр кожуха, мм.

Дк.вн=Дкн - 2σк =1220 - 2*14 ==1192 мм тогда,

gк = (3,14 * (1,222 - 1,1922) / 4) *7850 * 9,8 = 2283(Н/м)

Общий вес кожуха, Н/м

g= 1666 + 11659 + 4078= 17403,00 (Н/м)

NL=kƒ*g*Lc*V

NL=2,5 * 17403,00 * 32 * 3,6 *10"4 =  501 (Вт)

 

Мощность УГБ

N = (4469 + 3400+ 501) / 0,8= 10 463 Вт = 10,5 кВт

 

5.4.4 Монтаж перехода

 

Способ горизонтального бурения позволяет прокладывать кожух сразу на полную длину. В створе перехода отрывают рабочий котлован в котором размещают кожух. Размеры котлованов определяют в зависимости от грунтовых условий и конструкций машин, установок и оборудования для бестраншейной прокладки, применяемых в каждом конкретном случае. Примерные размеры рабочих котлованов при различной глубине заложения защитного кожуха равны по длине 10-12 м и ширине 3-5 м.

Кожух в котловане укладывают на роликах точно по оси перехода. Внутри кожуха размещают буровой инструмент и шнековый транспортер. Буровой инструмент, с ножами несколько большими диаметра трубы режет грунт впереди кожуха.

Грунт, поступающий в кожух, перемещается по кожуху шнековым транспортером,  приводящим  одновременно  во  вращение режущий  инструмент. Сам транспортер вращается силовой установкой, усилие от которой передается по тросовой передаче. Шнек внутри кожуха вращается без опорных роликов, при работе его винтовые лопасти трутся о внутреннюю поверхность патрона в местах их контакта.

После укладки кожуха в него протаскивается заранее подготовленный рабочий трубопровод. Укладка трубной плети в защитный кожух осуществляется путем протаскивания ее с помощью кранов-трубоукладчиков и трактора (рис. 5.)

 

 

Рисунок 5 - Схема прокладки трубной плети в защитном кожухе

1 - трубная плеть; 2 - краны - трубоукладчики; 3 - защитный кожух; 4 - автомобильная дорога; 5 - канат; 6 - трактор - тягач

 

По окончании работ по прокладке плети в защитном кожухе выполняют монтаж манжет, вытяжной свечи и другие работы, предусмотренные проектом перехода.

 

 

 

 

 

 

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

6.1 Общие положения

 

В настоящее время протяженность трубопроводов, требующих ремонта или замены, уже превышает объемы и протяженность вновь строящихся. Удельные затраты на капитальный ремонт только по ОАО «Газпром» возросли за последние годы в 6-7 раз. Особо следует выделить межпромысловые трубопроводы, подземные и воздушные переходы через автомобильные и железные дороги, ручьи и мелкие реки. Условия их эксплуатации характеризуются режимом малоциклового нагружения в широком диапазоне температур, воздействием коррозионно-активных сред при высоком уровне неконтролируемых упругопластических деформаций.

На участках трубопровода выполняются следующие виды планового ремонта:

• Текущий ремонт выполняется для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования и сооружений МГ и представляет собой замену и (или) восстановление отдельных частей его оборудования;
• Капитальный ремонт выполняется для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса линейной части, оборудования и сооружений МГ с заменой или восстановлением любых составных его частей, включая базовые.

 

 

 

 

 

 

6.2 Обоснование величины капитальных вложений в инвестиционный    проект

 

Сметная документация составлена в ценах и нормах, введенных с 1.01.84 г. в соответствии с «Инструкцией о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений» и пересчитана в цены 1991 г. по индексам согласно письма № 14-Д. Стоимость по сметам исчислена на основании:

1.  Сборников ЕРЕР  с  применением каталогов ЕРЕР и  ценников местных цен на строительные  материалы.

2.  Действующих общероссийских  сборников на монтаж оборудования и прейскурантов основных цен.

Сводные результаты сметной стоимости проекта в текущих ценах 2009 года

Стоимость строительства резервуара определена на основе сводных сметных расчетов . Общая стоимость строительства комплекса с разбивкой по видам затрат приведена в следующей сводной таблице 5.1.

 

Структура сводных сметных  затрат строительства эстакады

Таблица 5.1.

Сметные затраты	Стоимость (тыс. руб.)	%
Строительно-монтажные работы	168 817,9	39,2
Прочие затраты	261836,5	60,8
Итого	430 654,4	100,0

 

Продолжительность строительства определена исходя из нормативной трудоемкости работ по строительству комплекса.

Расчет издержек производства выполнен в соответствии с требованиями следующих документов:

• «Положения о составе затрат по производству и реализации (работ, услуг), включаемых в себестоимость продукции (работ, услуг) и о порядке формирования финансовых результатов, учитываемых при налогообложении прибыли», утвержденного Постановлением Правительства РФ от 05.08.92 г. № 552. Утвержденное положение в определенной степени учитывает особенности рыночной экономики;
• отраслевой «Методики по планированию, учету и калькулированию себестоимости добычи нефти и газа», утвержденной заместителем Министра топлива и энергетики РФ.
• соответствующих Постановлений Правительства РФ о плате за земли, недра, загрязнение окружающей среды и других затратах, относящихся на себестоимость продукции;
• новейших положений и методических указаний по бухгалтерскому учету основных средств .
• Налогового кодекса Российской Федерации, части первая и вторая с изменениями и дополнениями на 1 мая 2007 года.
• Себестоимость годовых эксплуатационных затрат рассчитывается путем составления калькуляции.

 

6.3 Калькуляция  годовых  эксплуатационных расходов

(текущих затрат) лупинга газопровода «Оренбург- Самара» 

(на участке 131 – 156 км.)

 

Основные статьи калькуляции.

 

Калькуляция годовых затрат проводится в следующей последовательности:

 

 

 

 

6.3.1. Материальные затраты

(одорант и реагенты, газ на собственные  нужды и др.)

 

а) Затраты на материалы :

 

Их величина рассчитывается по выражению:

22,25*198900 = 4426,6 тыс. руб

где: ΔЗ - удельные затраты материалов, 22,25 руб/10 м км.

ΣР - годовой грузооборот по транспортировке газа,

ΣР = Q *l   = 7956,0*25 = 198 900,0 млн. м км.

 

Затраты  на потребляемую энергию (электрическую, тепловую и др.) покупную

 

а) Затраты на электрическую энергию :

 

- потребное количество  электрической энергии:

Q =   = 8,16*198900,0 = 1622,7 тыс. кВт-час./год.

где: - удельная расход электрической энергии-15,9 кВт-час./10 м *км.

- затраты на электрическую энергию:

З = Q Т = 1622,7*1,813 = 2942,0 тыс. руб./год

где: Тэт – средняя величина тарифа, в рублях за кВт-час.

 

б) Затраты на тепловую энергию

 

- потребное количество тепловой энергии

Q = Q * ΣР = 0,005*198900,0 = 994,5 Гкал/год

где: - удельная величина потребности в тепловой энергии ,Гкал/ млн. м км.

- затраты на тепловую энергию

З

= Q Т =  994,5*0,38 = 377,9  тыс. руб./год.

Т - средний тариф за Гкал тепловой энергии - 0,38 тыс. руб./Гкал.

 

 

в) Итого затрат на энергию

 

= З +З =  2942,0 +377,9 = 3319,9 тыс.руб./год.

 

6.3.2.  Амортизация объектов основных производственных фондов участка магистрального газопровода

 

Рассчитывается  по выражению :

где: - средняя величина нормы амортизации, %.

 

6.3.3.  Затраты по оплате труда эксплуатационно-обслуживающих  рабочих.

 

Их величина рассчитывается по выражению:

Зфот = Чр*ЗПм*12 = 0,73*15,8*12 = 138,4 тыс. руб./год

где: ЗПм - среднемесячная заработная плата одного эксплуатационного

рабочего, тыс. руб./чел.

 

6.3.4.  Начисления на заработную плату ЕСН

(единый социальный налог)

 

Рассчитывается по выражению :

где: 26% - максимальная величина ставки единого социального налога.

 

6.3.5. Годовые расходы на компенсацию потерь газа при его транспортировки