Способ прокладки трубопровода, проходящего в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемёрзлых грунтах

Авторы патента:

F16L1/026 - Трубы и шланги; соединения или фитинги для труб и шлангов;опоры для закрепления труб, шлангов, кабелей или защитных кожухов; средства для теплоизоляции

Владельцы патента RU 2622681:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при прокладке магистральных и промысловых трубопроводов, проходящих в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемерзлых (ММГ) грунтах. Обеспечение высотного положения трубопровода на проектных отметках осуществляется путем установки опор, выполненных в виде усеченных правильных четырехгранных пирамид, составленных из мешков из полиэфирных нитей, заполненных с мелким щебнем. Расчет минимально допустимой высоты опоры по предлагаемой зависимости позволит уменьшить объемы земляных работ по устройству выемок для установки опор. Составление опоры из мешков с щебнем в виде правильной четырехгранной усеченной пирамиды обеспечит устойчивость самой опоры и позволит воспринимать большую нагрузку от трубопровода и вышележащих слоев грунта. По сравнению с подземной прокладкой трубопровода на свайных опора применение такого способа прокладки значительно снижает металлоемкость, трудоемкость, не требует применения специализированной техники. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Известен метод подземной прокладки трубопроводов в талых с островной мерзлотой просадочных ММГ при абсолютной тепловой осадке 1,5 км и более и длине участка ММГ не более 1,5 км с применением свайных металлических опор (см. статью Горяинова Ю.А. Перспективные технологии строительства трубопровода на слабонесущих грунтах // Труды РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. - 2014. - №4. - С. 48-59).

Недостатками данного технического решения являются: большая металлоемкость и дороговизна свайных опор, трудоемкость процесса установки опор, необходимость применения специализированной техники.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является метод прокладки трубопроводов, пересекающих непротяженные участки распространения островной мерзлоты, с применением опор из контейнеров с грунтом (см. статью Ахметова А.Х. Применение грунтовых модулей и контейнеров с грунтом для уменьшения осадки трубопровода, проходящего в просадочных многолетнемерзлых грунтах // Межотраслевой институт «Наука и образование». - 2015. - №9 - С. 5-8). По данному методу при пересечении островной мерзлоты закрепление высотного положения на проектных отметках и уменьшение осадки трубопровода осуществляют путем создания опор из контейнеров с грунтом, расставляемых с определенным шагом.

Недостатком указанного технического решения является укладка контейнеров с грунтом на глубину, превышающую ореол оттаивания мерзлого грунта, что приводит к увеличению затрат на разработку ММГ для устройства выемок под опоры. Другим недостатком является то, что плоскость верхнего основания опоры находится выше верхней образующей трубопровода, что также приводит к увеличению затрат. Длина стороны верней плоскости опоры необоснованно принята 1 м, так как нет необходимости устраивать опору выше по отметкам дна траншеи.

Задачей изобретения является уменьшение затрат при закреплении высотного положения трубопровода, проходящего в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемерзлых грунтах, путем применения пирамидальных опор из мешков с мелким щебнем.

Указанная задача решается тем, что в известном способе прокладки трубопровода на дне траншеи в условиях распространения островной мерзлоты, включающем разработку траншеи, на участках распространения мерзлых просадочных грунтов с определенным расчетным шагом разработку выемок для установки опор, установку опор, укладку трубной плети на опоры, засыпку траншеи, глубину выемок под установку опор выполняют меньше ореола оттаивания мерзлого грунта и определяют расчетным путем исходя из условия прочности трубопровода по зависимости:

где - минимально допустимая высота пирамидальной опоры, м;

h_n - глубина ореола оттаивания многолетнемерзлого грунта под трубопроводом, м;

h_доп - допускаемая деформация трубопровода, м;

S - суммарная просадка многолетнемерзлого грунта, обусловленная тепловым воздействием перекачиваемого продукта, м.

Опора имеет форму правильной четырехгранной усеченной пирамиды, составленной из мешков с мелким щебнем.

Для создания опор, имеющих форму правильной четырехгранной усеченной пирамиды, применяют мешки из полиэфирной ткани.

Плоскость верхнего основания пирамиды находится выше по отметкам дна основной траншеи на величину подсыпки, например, 0,1-0,2 м.

Сторона верхнего основания пирамидальной опоры составляет не менее 1,5 величины наружного диаметра укладываемого трубопровода.

Засыпка выемок для установки пирамидальных опор производится с послойным уплотнением средствами малой механизации.

На фиг. 1 представлен продольный разрез участка трубопровода, пересекающего талые с островной мерзлотой просадочные многолетнемерзлые грунты с применением пирамидальных опор из мешков, заполненных мелким щебнем.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез траншеи трубопровода в месте устройства выемки под опору.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез основной траншеи трубопровода.

Позициями обозначено следующее: 1 - трубопровод; 2 - пирамидальные опоры из мешков с мелким щебнем; 3 - минеральный грунт засыпки; 4 - подсыпка мягкого грунта под трубопровод; 5 - выемки для установки пирамидальных опор; 6 – мешки, заполненные мелким щебнем; 7 - основная траншея для трубопровода.

Способ осуществляется следующей последовательностью операций:

- разрабатывается основная траншея 7 для трубопровода 1;

- на участках распространения мерзлых просадочных грунтов с определенным расчетным шагом отрываются выемки 5 для установки опор из мешков 6 с мелким щебнем;

- в разработанные выемки 5 укладываются опоры 2 из мешков 6 с мелким щебнем в форме усеченной правильной четырехгранной пирамиды. Установку опор необходимо выполнять так, чтобы плоскость верхнего основания пирамидальной опоры 2 находилась выше по отметкам дна основной траншеи 7 на величину подсыпки 4, а сторона верхнего основания пирамидальной опоры 2 составляет не менее 1,5 величины наружного диаметра укладываемого трубопровода 1;

- после установки пирамидальных опор 2 производится засыпка выемок 5 с послойным уплотнением средствами малой механизации;

- для исключения повреждения изоляционного покрытия трубопровода 1 производится подсыпка 4 под трубопровод из мягкого грунта;

- на подготовленные опоры 2 укладывается трубопровод 1;

- выполняется присыпка 8 мягким грунтом не менее 0,2 м над верхней образующей трубопровода 1, после чего выполняется засыпка траншеи 7 и выемок 5 минеральным грунтом 3 с образованием валика.

Заявленный способ обеспечивает положение трубопровода на проектных отметках при прокладке в талых с островной мерзлотой просадочных многолетнемерзлых грунтах и снижает тепловую осадку трубопровода до допускаемых значений. При сравнении заявленного способа с прототипом можно отметить следующее:

- при расчете высоты пирамидальной опоры по формуле (1) позволит сократить объемы земляных работ при разработке выемок под установку пирамидальных опор;

- составление опоры из мешков с щебнем в виде правильной четырехгранной усеченной пирамиды обеспечит устойчивость самой опоры и позволит воспринимать большую нагрузку от трубопровода и вышележащих слоев грунта;

- установка пирамидальной опоры таким образом, что плоскость верхнего основания будет находиться выше по отметкам дна основной траншеи на величину подсыпки, позволит исключить установку мешков с щебнем над трубопроводом и тем самым уменьшить объем щебня и затрат на установку опоры;

- выполнение стороны верхнего основания не 1,5 величины наружного диаметра трубопровода обеспечит высотное положение трубы на проектных отметках при возникновении температурных перемещений трубопровода в горизонтальной плоскости.

1. Способ прокладки трубопровода на дне траншеи в условиях распространения островной мерзлоты, включающий разработку траншеи, на участках распространения мерзлых просадочных грунтов с определенным расчетным шагом разработку выемок для установки опор, установку опор, укладку трубной плети на опоры, засыпку траншеи, отличающийся тем, что глубину выемок под установку опор выполняют меньше ореола оттаивания мерзлого грунта и определяют расчетным путем исходя из условия прочности трубопровода по зависимости:

где - минимально допустимая высота пирамидальной опоры;

h_n - глубина ореола оттаивания мерзлого грунта под трубопроводом;

h_доп - допускаемая деформация трубопровода;

S - суммарная просадка многолетнемерзлого грунта, обусловленная тепловым воздействием перекачиваемого продукта.

2. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что опора имеет форму четырехгранной усеченной пирамиды, составленной из мешков с мелким щебнем.

3. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что для создания опор, имеющих форму четырехгранной усеченной пирамиды, применяют мешки из полиэфирной ткани.

4. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что плоскость верхнего основания пирамиды находится выше по отметкам дна основной траншеи на величину подсыпки, например, 0,1-0,2 м.

5. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что сторона верхнего основания пирамидальной опоры составляет не менее 1,5 величины наружного диаметра укладываемого трубопровода.

6. Способ прокладки трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что засыпку выемок для установки пирамидальных опор производят с послойным уплотнением средствами малой механизации.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии изготовления и монтажа труб различного назначения, например судовых. Способ компенсации отклонений при изготовлении труб с соединениями включает установку соединений с использованием сборочного стенда, имитирующего плоскости координат для ориентации присоединительных поверхностей соединений.

Мобильное средство для монтажа трубопроводных модулей // 2620185

Изобретение относится к строительству трубопроводов и может найти применение при сооружении сборно-разборных трубопроводов. На самоходной подвижной базовой платформе установлены боковая стрела, механизм регулирования угла наклона стрелы, грузоподъемный агрегат с тяговым механизмом, на подвеске которого прикреплено сборочное устройство 7.

Способ ремонта обетонированного участка подводного трубопровода и устройство для его осуществления // 2619954

Изобретение относится к области ремонта подводных трубопроводов. Способ ремонта обетонированного участка подводного трубопровода заключается в наложении муфты на поврежденный участок трубопровода и заполнении ее полости композиционным герметизирующим полимеризующимся составом.

Сегмент для восстановительной трубы и способ восстановления труб // 2618023

Изобретение относится к области ремонта и восстановления трубопроводов, в частности к ремонту без выкапывания трубопровода из земли с обеспечением на его внутренней кольцевой поверхности облицовки с помощью сегмента.

Способ ремонта дефектного участка трубопровода надземной прокладки // 2616735

Изобретение относится к способу ремонта магистральных трубопроводов надземной прокладки методом вырезки/врезки катушки. Перед вырезкой дефектного участка трубопровода осуществляют подъем корпуса-ложемента с трубопроводом посредством грузоподъемного механизма, установку антифрикционного прокладочного материала между опорной поверхностью корпуса-ложемента и верхней поверхностью стола-ростверка.

Магистральная труба нефтепроводов, газопроводов и нефтепродуктопроводов // 2616680

Изобретение относится к средствам для транспортирования нефти, газа и нефтепродуктов, в частности к магистральным трубам нефтепроводов, газопроводов и нефтепродуктопроводов.

Способ маркировки трубных изделий, трубное изделие с маркировкой и система идентификации трубных изделий // 2615329

Изобретение относится к области маркировки и последующей идентификации трубных изделий. Технический результат - обеспечение возможности идентификации завода-изготовителя трубных секций как во время строительства и реконструкции трубопровода, так и в процессе эксплуатации трубопровода подземной прокладки при проведении плановой и внеплановой инспекции с использованием внутритрубного инспекционного прибора.

Устройство и способ для уплотнения трубы и способ изготовления указанного устройства // 2613361

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для ремонта подводных трубопроводов. Устройство (10) для уплотнения трубы содержит уплотнительную мембрану (12), имеющую первую и вторую части (14, 16) для соединения с наружной поверхностью трубы.

Способ прокладки подземного трубопровода // 2613151

Изобретение относится к подземной прокладке трубопроводов в многолетнемерзлых грунтах (ММГ) преимущественно островного типа. Перед укладкой трубопровода готовят многослойное основание, для чего поперек траншеи раскатывают силовые пояса, концы которых крепятся на берме траншеи временными штырями, и на дно траншеи укладываются пустотелые плиты-перекрытия.

Способ ремонта трубопроводов // 2610798

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется для выполнения специальных сварочных работ при ремонте трубопроводов. Для осуществления ремонта трубопровода вырезают дефектный элемент, центрируют концы трубопровода и вваривают катушку трубы.

Электронная система, способ и программа для управления спусковой аппарелью с изменяемой конфигурацией судна-трубоукладчика для укладки трубопровода на дно водоема // 2623325

Группа изобретений относится к строительству подводных трубопроводов. Электронная система для управления спусковой аппарелью судна-трубоукладчика при укладке трубопровода на дно водоема выполнена с возможностью сбора данных, относящихся к конфигурации спусковой аппарели, к судну-трубоукладчику, и данных, относящихся к силам, передаваемых спусковой аппарелью и судном-трубоукладчиком трубопроводу. На основании полученных данных выполняется генерация множества последовательностей шагов для изменения конфигурации спусковой аппарели судна-трубоукладчика от первой ко второй рабочей конфигурации. Затем для минимизации напряжения, вызванного в трубопроводе в каждой промежуточной конфигурации между первой и второй рабочими конфигурациями, осуществляется выбор наилучшей последовательности шагов как функции множества последовательностей шагов и собранных данных. 6 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ строительства наземного трубопровода на болотах // 2624937

Изобретение относится к строительству наземного трубопровода. Строительство реализуется с понтонного основания модульного типа, выполненного из полимерных материалов. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности строительства трубопровода при снижении материально-технических затрат и сохранении экологического равновесия внутри болота и на его дневной поверхности. В способе осуществляют монтаж стартовой площадки, устанавливают железобетонный пирамидальный якорь и натягивают между якорем и стартовой площадкой грузофиксирующие композитные тросы. Производят доставку первого и последующего понтонного модуля, укладывают их на дневную поверхность земли или зеркала болота и закрепляют на грузофиксирующих тросах. Затем производят монтаж колеюобразующих швеллеров и осуществляют с помощью монтажно-укладочного комплекса доставку первой и последующих секций трубопровода методом «на себя». Трубопровод сваривают в линию и производят гидроизоляцию стыков секций. На понтонном основании закрепляют кожух для защиты гидроизоляционного покрытия трубопровода от солнечной радиации. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Сегмент для восстановительной трубы и способ восстановления труб // 2625411

Группа изобретений относится к ремонту трубопроводов. Сегмент для восстановительной трубы содержит внутреннюю поверхностную пластину, образующую внутреннюю окружную поверхность, боковые пластины и торцевые пластины, обеспеченные вертикально на периферийном крае внутренней поверхностной пластины. Внутренняя поверхностная пластина, боковые пластины и торцевые пластины выполнены как одно целое из пластмассы. Для установки сегментной восстановительной трубы внутрь существующей трубы сегменты соединяют в окружном направлении и вдоль трубы. У каждой из боковых пластин на конце, около торцевой пластины, выполнен проем, используемый для процесса соединения сегментов в окружном направлении. Через проем возможно вставлять соединяющий элемент и без труда соединять сегменты в окружном направлении. Проем, сформированный в боковой пластине, выполнен таким образом, что заполняющий материал, вводимый в пространство между существующей трубой и сегментной восстановительной трубой, втекает или вытекает через этот проем. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

Способ обеспечения устойчивости положения трубопровода против всплытия // 2630367

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обеспечения устойчивости положения трубопровода против всплытия от действия продольных сил. Способ заключается в определении по продольному профилю стремящихся нарушить устойчивость трубопровода нагрузок и воздействий и их уравновешивании балластными грузами. На выпуклых участках профиля определяют максимальные продольные сжимающие, а на вогнутых - максимальные продольные растягивающие осевые усилия и осуществляют добалластировку трубопровода распределенной нагрузкой, равной где S - на выпуклом участке максимальное продольное сжимающее, а на вогнутом - максимальное продольное растягивающее осевое усилие, Н; β - угол поворота продольного профиля трубопровода на кривом участке, рад; ρ - радиус изгиба продольного профиля по круговой кривой, м. Технический результат - обеспечение устойчивости положения трубопровода против всплытия от действия продольных сил.

Способ стабилизации проектного положения трубопровода // 2630624

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обеспечения стабильности проектного положения от гидродинамического или газодинамического воздействия потока перекачиваемого продукта на трубопровод. В способе стабилизации проектного положения трубопровода, заключающемся в определении по продольному профилю стремящихся вывести из стабильного положения трубопровод нагрузок и воздействий и их уравновешивании балластными грузами, на выпуклом участке профиля определяют гидродинамическое или газодинамическое воздействие потока перекачиваемого продукта и осуществляют добалластировку трубопровода с учетом интенсивности гидродинамического или газодинамического воздействия. Технический результат - обеспечение стабильности проектного положения трубопровода от гидродинамического или газодинамического воздействия потока перекачиваемого продукта. 1 ил.

Способ ремонта трубопровода в обводненной местности и кессон для его осуществления // 2631473

Группа изобретений относится к ремонту магистральных трубопроводов на болотах или в обводненной местности. По меньшей мере четыре кессона доставляют на место выборочного ремонта и последовательно монтируют на трубу вверх дном посредством опорных роликов, фиксируют их на трубе ремнем, затем устанавливают кессоны в рабочее положение поворотом их на 180°. Из шлюзов кессонов и рабочего пространства камер насосом откачивают воду. В первом кессоне производят очистку участка трубы от старой изоляции. Во втором кессоне с очищенного от старой изоляции участка удаляют очаги коррозии, производят мелкий ремонт поверхности трубы и производят дефектоскопию. В третьем кессоне производят обдувку и сушку участка трубопровода, наносят на него защитное покрытие. В четвертом кессоне осуществляют выходной контроль качества покрытия, производят двойную обдувку и сушку обработанного участка трубы. Колонну кессонов перемещают вдоль трубы и повторяют описанный цикл работ на следующем участке трубы в первом, втором, третьем и четвертом кессонах до устранения дефектов по всему трубопроводу, после чего производят демонтаж кессонов. Причем на начальном этапе производят работы только в первом кессоне и перемещают колонну, затем производят работы в первом и во втором кессонах, затем в первом, втором и третьем кессонах, а затем в каждом кессоне. Также предложена конструкция кессона. Технический результат: качественный и экологичный ремонт без подъема трубы над зеркалом воды за счет последовательного выполнения работ в нескольких кессонах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Внутритрубный снаряд с измерительным диском (варианты) // 2632064

Группа изобретений относится к устройствам для обследования проходного сечения линейной части трубопроводов и может быть использовано для определения местонахождения недопустимой для пропуска снаряда-профилемера аномалии. В состав конструкции внутритрубного снаряда вводится не менее одного калибровочного элемента из пластичного материала, на котором устанавливается не менее одного резистора изгиба. В другом варианте изобретения не менее одного резистора изгиба устанавливается в упругий элемент, который прикреплен к калибровочному элементу со стороны подачи напора в трубопроводе. Также во внутритрубный снаряд вводится блок регистрирующей аппаратуры, производящей измерение и запись показаний установленных резисторов. При прохождении сужения калибровочный элемент изгибается, также изгибаются резистор(ы) изгиба. В результате изгиба резистор(ы) изгиба изменяют свое сопротивление, что регистрируется аппаратурой. После извлечения снаряда полученные данные анализируются. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства, повышение надежности его работы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Устройство и способ для заглубления удлиненного элемента // 2632359

Группа изобретений относится к укладке подводных трубопроводов или кабелей. Устройство для прокладки удлиненного элемента в траншее содержит основной корпус, контактирующее с грунтом устройство, на которое установлен основной корпус и посредством которого устройство может при эксплуатации перемещаться по грунту, устройство перемещения удлиненного элемента, выполненное с возможностью перемещения удлиненного элемента из исходного положения в положение прокладки удлиненного элемента, и заглубитель, прикрепленный к основному корпусу и сконфигурированный для направления удлиненного элемента из его положения прокладки удлиненного элемента в его положение в траншее. Заглубитель имеет криволинейную конфигурацию и характеризуется наличием участка входа удлиненного элемента и участка выхода удлиненного элемента, причем заглубитель выполнен с возможностью поворота при эксплуатации вокруг оси, по существу, параллельной продольной оси удлиненного элемента. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Многофункциональное трубоукладочное судно // 2637257

Изобретение используется при прокладке подводных трубопроводов. Предложено трубоукладочное судно, которое имеет носовую часть, кормовую часть и верхнюю палубу с буровой шахтой, проходящей через верхнюю палубу. Судно содержит устройство для размещения трубы при S-образной укладке труб, расположенное под верхней палубой, имеющее основную монтажную линию, проходящую по осевой линии судна, и производственный участок по сборке труб для сборки одинарных отрезков труб для образования узлов трубы и подачи их на монтажную линию для размещения с судна. Судно дополнительно содержит устройство для размещения трубы при J-образной укладке труб для размещения трубы через буровую шахту, причем устройство для размещения трубы при J-образной укладке труб содержит вышку, расположенную над буровой шахтой, и спускоподъемное оборудование для труб для подачи узлов труб с монтажной линии на вышку. Буровая шахта расположена на одной стороне монтажной линии. На основании заявленной конфигурации может быть достигнута относительно компактная конструкция, в результате чего достигнуты минимальные длина и ширина судна. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ ремонта аварийного участка газопровода // 2638895

Изобретение относится к эксплуатации наружных газопроводов и может быть использовано при ремонте газопроводов с минимальным по времени отключением потребителей от системы газоснабжения. Для ремонта аварийного участка газопровода собирают в стационарных условиях временное обводное устройство, включающее последовательное соединение эластичного резинового с нитяным усилением рукава, на концах которого герметично укрепляются фланцы с каркасом и два комплексных запорно-регулирующих устройства. Аварийный участок отключают с присоединением временного обводного устройства к действующему газопроводу и подают газ потребителю. Затем на отключенном аварийном участке выполняют намеченные ремонтные работы, по окончании которых производят отключение подачи газа с продувкой через сбросные свечи на соответствующих газораспределительных пунктах, снимают обводную линию. После присоединения отремонтированного участка газопровода взамен аварийного путем проведения огневых работ с испытанием швов на прочность и герметичность возобновляют подачу природного газа потребителю. Технический результат: сокращение времени отключения подачи природного газа потребителям. 2 ил.