«А. И. ПОПОВА, Н. С. ВИШНЕВСКАЯ ОБЕТОНИРОВАННЫЕ ТРУБЫ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ Учебное пособие для самостоятельной работы студентов по дисциплине Строительство ГПН, НС и КС Ухта 2013 УДК ...»

- диаметр наружного слоя проволоки 2,4 мм;

- масса смазанного каната (на 1000 м) 7120 кг.

8.2. Расчёт толщины обетонирования для болот II и III типа Произведём проверочный расчёт бетонного покрытия труб магистрального трубопровода Комсомольское – Сургут – Челябинск, используемых для строительства подводного перехода в пойме р. Обь (болота II и III типа) по методу, предложенному в источнике [24].

Трубопровод сооружался из труб диаметром 1020 и толщиной 16 мм.

Использовались трубы длиной 12 м Погонный вес трубы – 396 кг/м.

Толщина бетонного покрытия для прямолинейного участка трубопровода определяется из условия равенства выталкивающей силы, действующей на обетонированный трубопровод в воде, и веса трубы с бетонным покрытием.

Наружный диаметр обетонированного трубопровода Dб, м;

где DН – наружный диаметр трубы, м, DН = 1020 мм;

jВ – удельный вес воды, кг/м3. Примем для расчёта для болот II типа jВ = 1000 кг/м3 и для болот III типа jВ `= 1040 кг/м3;

jб – объёмный вес бетона, кг/м3, jб = 2400 кг/м3;

gтр – погонный вес трубы, кг/м3, gтр = 396 кг/м;

КНВ – коэффициент надёжности по СНиП 2.05.06–85*, КНВ = 1,05;

КМ – коэффициент безопасности по материалу в соответствии со СНиП 2.05.06–85* КМ = 1, Наружный диаметр обетонированного трубопровода Dб для болот II типа, м:

Толщина бетонного покрытия, б, м:

Вес бетонного покрытия Рб, кг/м:

Vб – объём слоя бетона, м3;

где где – длина слоя бетона, м;

Наружный диаметр обетонированого трубопровода Dб` для болот III типа, м:

Следовательно, толщина бетонного покрытия б` для болот III типа, м:

Вес бетонного покрытия Рб` для болот III типа, кг/м:

8.3. Расчёт толщины бетонного покрытия для морского перехода через Байдарацкую губу Рассчитаем необходимую толщину балластного покрытия для трубы многослойной конструкции используемой для строительства магистрального трубопровода Ухта – Бованенково, изготовленной по технологи ОАО МТЗК.

Для чего используем методику расчёта основных параметров устойчивости балластируемых и закрепляемых трубопроводов, предложенную в СП 107-34- «Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках» [25] (или СНиП 2-0.5-0.6–85*). Зададимся толщинами остальных слоёв исходя из технологии изготовления обетонированных труб на ОАО МТЗК.

- антикоррозионная изоляция 3 мм;

- теплоизоляция 50 мм;

- влагоупорный слой 3 мм;

- защитное покрытие 8 мм.

Требуемая минимальная толщина слоя бетона hб, м:

qб – нормативная интенсивность балластировки, кг/м.

где Величина нормативной интенсивности балластировки определяется из условия:

nб – коэффициент надёжности по нагрузке, nб = 0,9 [25];

где kн.в – коэффициент надёжности устойчивости положения трубопровода против всплытия, согласно [25] kн.в =1,05;

qв – расчётная погонная выталкивающая сила воды, кг/м:

g – ускорение свободного падения, м/с2, g = 9,8 м/с2;

где в – плотность воды с учётом растворённых в ней солей, кг/м3, в = 1029 кг/м3;

Dн.и – наружный диаметр сечения трубопровода без учёта балласта, завершающийся слоем наружной защитной изоляции, м, Dн.и = 1,347 м;

quз – расчётная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода, кг/м.

Расчётная интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода для выпуклых кривых рассчитана по методике [26]:

Е0 – модуль упругости стали МПа, Ео = 2,0 105 МПа;

где I – момент инерции сечения трубопровода, м4;

– угол поворота оси трубопровода, рад, примем = 10° или 0,174 рад;

r – минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода, м, примем r = 1000 м:

qmp – расчётный погонный собственный вес трубопровода, кг/м;

Расчетный погонный собственный вес трубопровода при отсутствии балластировки определится как сумма веса всех остальных слоёв:

qст – расчётный погонный вес слоя металла, кг/м;

где ст – плотность стали, кг/м3, ст = 7850 кг/м3 [22];

где Dн – наружный диаметр сечения слоя стали трубы, м, Dн = 1,219 м;

Dвн – внутренний диаметр сечения слоя стали трубы, м, Dвн = 1,165 м;

qст – расчётный погонный вес слоя антикоррозионной изоляции, кг/м:

а – плотность антикоррозионного слоя, кг/м3, а = 690 кг/м3;

где Dн.а – наружный диаметр сечения антикоррозионного слоя трубы, м, Dн.а = 1,225 м;

Dвн.а – внутренний диаметр сечения антикоррозионного слоя трубы, м, Dвн.а = 1,219 м;

qт – расчётный погонный вес слоя теплоизоляции, кг/м;

т – плотность теплоизолирующего слоя, кг/м3, ст = 40 кг/м3 [22];

где Dн.т – наружный диаметр сечения слоя теплоизоляции трубы, м, Dн.т = 1,325 м;

Dвн.т – внутренний диаметр сечения слоя теплоизоляции трубы, м, Dвн.т = 1,225 м;

qвл – расчётный погонный вес влагоупорного полиэтиленового слоя, Н;

в – плотность влагоупорного слоя, кг/м3, а = 690 кг/м3 [22];

где Dн.в – наружный диаметр сечения влагоупорного слоя трубы, м, Dн.в = 1,331 м;

Dвн.в – внутренний диаметр сечения влагоупорного слоя трубы, м, Dвн.в = 1,325 м;

qз – расчётный погонный вес защитного слоя, кг/м;

з – плотность защитного слоя, кг/м3, а = 941 кг/м3 [22];

где Dн.з – наружный диаметр сечения защитного слоя трубы, м, Dн.з = 1,347 м;

Dвн.з – внутренний диаметр сечения защитного слоя трубы, м, Dвн.з = 1,331 м;

qдоп – расчётный погонный вес продукта, кг/м, для газопроводов не учитывается, qдоп = 0;

Полученную толщину слоя бетона округляем в большую сторону с точностью до 0,005 м, hб = 0,15 м.

Проверим устойчивость положения участка трубопровода по условию:

где Qакт – суммарная расчётная нагрузка на участок трубопровода, действующая вверх, кг/м;

Qпac – суммарная расчётная нагрузка, действующая вниз, кг/м;

qб – расчётный погонный вес бетонного слоя, кг/м;

где б – плотность бетона, кг/м3, б = 2210 кг/м3 [22];

где Dн.б – наружный диаметр сечения слоя бетона, м, Dн.б = 1,631 м;

Dвн.б – внутренний диаметр сечения слоя бетона, м, Dвн.б = 1,331 м;

qз` – расчётный погонный вес защитного слоя покрывающего балласт, кг/м;

Условие выполняется, принимаем толщину бетонного слоя hб = 0,15 м.

Конструкция многослойной трубы с расчётными толщинами слоёв представлена на рисунке 16. Конструкция обетонированных труб для морского и берегового участков магистрального газопровода с предварительной теплоизоляцией и без неё представлена на рисунке 17.

Рассчитать необходимую толщину бетонного слоя, мм, для обеспечения устойчивого высотного положения трубопровода при следующих условиях Рисунок 16 – Конструкция многослойной трубы с расчётными толщинами слоёв Рисунок 17 – Конструкция обетонированных труб для морского и берегового участков магистрального газопровода

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Учебное пособие разработано по новейшим материалам, полученным из бумажных и электронных источников, и дополняет базовые учебники по дисциплинам «Сооружение газонефтепроводов, насосных и компрессорных станций» и «Основы технической диагностики» для специальности 130501 – «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ».

Дисциплина «Сооружение газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

предусматривает изучение технологии ведения и организации строительных работ при сооружении магистральных газонефтепроводов; способов сооружения газонефтепроводов; особенностей и современных методов выполнения основных видов строительных работ в различных условиях сооружения. В учебном пособии рассмотрен вопрос применения для нефтегазопроводных труб одного из наиболее перспективных способов балластировки трубопроводов – обетонирования.

Одним из важнейших этапов при организации строительства магистрального трубопровода является входной контроль качества принимаемых материалов и элементов строящегося сооружения. Этот вид работ подразумевает выполнение операций по неразрушающему контролю и установлению качества продукции, что является одной из учебных тем дисциплины «Основы технической диагностики». Освоение методов распознавания дефектов, изучение методов и средств измерения диагностических параметров показано на примере контроля бетонного слоя обетонированной трубы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Решение НТС Российского Союза Нефтегазостроителей по вопросам освоения газоконденсатных месторождений полуострова Ямал от 19.07.2005 – М. : ООО «ИРЦ Газпром», 2006.

2. Ресурсы и перспективы освоения нетрадиционных источников газа в России / В. С. Якушев [и др.]. – М. : ООО «ИРЦ Газпром», 2007.

3. Рубцова Л. И. В центре притяжения – Байдара / Л. И. Рубцова // Севергазпром, Газета трудового коллектива «Газпром Трансгаз Ухта». – 2008.

№11 (242). – С. 4-5.

4. Геоэкологические последствия строительства и эксплуатации подводного перехода магистрального газопровода через Байдарацкую губу (Карское море) [Электронный ресурс] / С. Г. Миронюк, ООО «Питер Газ». – официальный сайт Ростехнадзора / наши публикации / статьи. – Режим доступа- http://www.safeprom.ru/articles/detail.php?ID=2375.

5. Природные условия Байдарацкой губы. Основные результаты исследований для строительства подводного перехода системы магистральных газопроводов Ямал-Центр. – М. : ГЕОС, 1997. – 432 с.

6. EN 206-1 Европейский стандарт БЕТОН. Ч. 1: Общие технические требования. Производство и контроль качества: пер. с англ. к.т.н.

Ю. С. Волкова. – Одобрен CEN 12.05.2000г – Брюссель, CЕN (европейский комитет по стандартам), 2000. – 69 с.

7. DNV-OS-F101 (Det Norske Veritas) Морской стандарт DNV-OS- F101.

Подводные трубопроводные системы. – [Осло (Норвегия)], 1996 г.

8. Веселкин А. И. Трубы ППУ – новый подход к качеству/ А. И. Веселкин (Компания Современные трубопроводные системы) // Архитектура и строительство России. – 2006. – №9.

9. Свечкопалов А. П. Патент 2257503 Россия МПК7 F16L1/24 Способ нанесения балластного покрытия на поверхность трубы для подводного трубопровода / А. П. Свечкопалов. – № 2003131175/06; заявл. 22.10.2003; опубл.

27.07.2005, бюл. № 21.

10. Свечкопалов А. П. Новое в балластировке подводных нефтегазопроводов / А. П. Свечкопалов // Нефтегаз. – 2006. – №1.

Х. К. Мухаметдинов // Газовая промышленность. – 1999. – №8. – С. 6-7.

12. Рождественский В. В. Формула безопасности / В. В. Рождественский // Потенциал. – 1998. – №3-4.

13. Филатов А. А. Особенности перемещений трубопровода на участках речных подводных переходов МГ под воздействием давления газа / А. А. Филатов, И. И. Велиюлин // Территория Нефтегаз. – 2011. – №5. – С. 9-11.

14. Свечкопалов А. П. Новый способ производства балластных труб [Электронный ресурс] / А. П. Свечкопалов // электронный журнал НефтьГазПромышленность. – №1 (21) – С. 1. – Режим доступа : http://www.oilgasindustry.ru/ ?id=6160;

15. СНиП III-42-80 Транспортировка труб и трубных секций / Госстрой СССР. – М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1982. – 47 с.

16. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах (утв. МПС РФ 27.05.2003 N ЦМ-943). Срок введ. в действие установлен с 01.07.2004. – М. : Юридическая фирма «Юртранс», 2003. – 544 с.

17. Общие правила перевозок грузов автомобильным транспортом с изм.

от 21.05.2007 № ГКПИ 07-257, утв. Минавтотрансом РСФСР 30.07.1971 по согласованию с Госпланом РСФСР и Госарбитражем РСФСР.

18. СП 108-34-97 Свод правил по сооружению магистральных газопроводов. Сооружение подводных переходов; утверждено РАО «Газпром» (Приказ от 8.07.1998 г., № 87), срок введения в действие 08.01.1998. – М., 2000. – 53 с.

19. ВСН 005-88 Строительство промысловых стальных трубопроводов.

Технология и организация; срок введения в действие 01.01.1990. – М. : Миннефтегазстрой, 1990. – 50 с.

20. «Кандалакшский морской торговый порт» завершил отгрузку бетонированных труб для прокладки нефтепровода Варандейского терминала © 2004 – 2006 PortNews 24.10.2006.

21. Дефекты поверхности бетона: причины, предотвращение, ремонт. © 2008 ТемпСтройСистема.

22. Коротеев Д. В. Современные строительные материалы : справочник / Д. В. Коротеев. – М. : Стройиздат, 2001. – 346 с.

23. ВСН 010–88 Строительство магистральных трубопроводов. Подводные переходы: взамен ВСН 2-118-80: срок введения в действие 01.01.1989. – М., 1989. – 54 с.

24. Котов А. П. Обетонированные трубы в трубопроводном строительстве /А. П. Котов. – М., 1982. – 41 с. – (Серия: проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений: научно-технический обзор / Информнефтегазстрой; – Вып. 10).

25. СП 107-34-96 Свод правил по сооружению магистральных газопроводов. Свод правил по сооружению линейной части газопроводов. Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках. Дата введения 1.10.1996. – М., 1996. – 25 с.

26. Кримчеева Г. Г. Сооружение газонефтепроволов, насосных и компрессорных станций : метод. указания: В 2 ч. Ч 1/ Г. Г. Кримчеева, Н. С. Вишневская, Н. В. Лудникова. – Ухта : УГТУ, 2006. – 53 с.

27. Пухонто Л. М. Долговечность железобетонных конструкций инженерных сооружений / Л. М. Пухонто. – М. : АСВ, 2004. – 424 с.

28. Руфферт Г. Н. Дефекты бетонных конструкций / Г. Н. Руфферт; пер. с нем. И. Г. Зеленцова; под ред. к.т.н. В. Б. Семёнова. – М. : Стройиздат, 1987. – 113 с.

Максимальное В/Ц Минимальный по прочности Минимальный цемента, кг/м Минимальное

АЛЁНА ИВАНОВНА ПОПОВА

НАДЕЖДА СЕМЁНОВНА ВИШНЕВСКАЯ

ПРИМЕНЕНИЕ ОБЕТОНИРОВАННЫХ ТРУБ

ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Строительство ГНП, НС и КС»

Технический редактор Л. П. Коровкина План 2012 г., позиция 74. Подписано в печать 31.01.2013 г.

Компьютерный набор. Гарнитура Times New Roman.

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная.

Усл. печ. л. 4,1. Уч.- изд. л. 3,7. Тираж 120 экз. Заказ №271.

Ухтинский государственный технический университет.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.