Технология и организация строительства магистральных трубопроводов
Состав магистрального трубопровода и структура строительно-монтажных работ
Магистральный трубопровод предназначен для дальней транспортировки газа, нефти, нефтепродукта от мест их добычи или переработки до мест их потребления.
Линейная часть магистрального трубопровода состоит из следующих сооружений:
запорная арматура (краны на газопроводах и задвижки на нефтепроводах и нефтепродуктопроводах);
переходы через естественные преграды (реки, озера, овраги и т. п.);
переходы через искусственные преграды (автодороги, железная дорога, каналы, подземные инженерные сооружения и др.);
ответвления к потребителям;
лупинги (параллельный трубопровод на коротких участках, предназначенный в качестве резервной нитки или для увеличения пропускной способности);
перемычки (для соединения параллельных трубопроводов);
компенсаторы (П-образные, Z-образные и др.) для компенсации температурных деформаций трубопровода.
Ниже приведена структура строительно-монтажных работ для линейной части магистрального трубопровода. В общем случае строительно-монтажные работы разделяются на:
Она является универсальной, охватывает все сооружения линейной части трубопровода и каждый раз уточняется исходя из конкретного состава сооружений, природных условий и назначения магистрального трубопровода (рис. 13-2).
Подготовка строительного производства
В зависимости от особенностей и специфики строительства трубопроводов подготовительный период включает в себя три этапа:
• общая организационно-техническая подготовка к строительству трубопровода;
• инженерная подготовка к сооружению трубопровода;
• подготовительные работы на объекте.
Общая организационно-техническая подготовка к строительству трубопровода выполняется строительной организацией и состоит из:
• подготовки и заключения с заказчиком генерального договора подряда и договоров субподряда;
• получения от заказчика соответствующей проектно-сметной документации, зарегистрированной в органах Госгортехнадзора;
• анализа проектно-сметной документации;
• оформления финансирования строительства;
• отвода в натуре трассы и площадок для строительства;
• оформления разрешений и допусков на производство работ;
• решения вопросов бытового обслуживания строителей;
• заключения договоров материально-технического обеспечения.
В инженерную подготовку строительно-монтажной организации к сооружению трубопровода входят:
изучение проектно-сметной документации функциональными службами строительной организации;
разработка графика строительства объекта;
разработка проекта производства работ;
составление технической документации по комплектации сооружаемого трубопровода материальными ресурсами;
разработка системы оперативно-диспетчерского управления строительством;
разработка оперативных производственно-экономических квартальных и месячных планов;
выдача задания производственной базе, комплектование строительных бригад соответствующими строительными машинами, оборудованием, оснасткой;
подготовка инженерно-технических кадров и рабочего персонала;
разработка мероприятий по социальному обеспечению строителей на трассе;
подготовка мероприятий по организации строительства вахтовым методом;
подготовка и осуществление программы работ по развитию собственной базы стройиндустрии и транспортного хозяйства;
подготовка мероприятий по обеспечению работ в зимний период;
подготовка службы контроля качества производства работ.
Подготовительные работы на объекте включают в себя трассовые и внетрассовые подготовительные работы.
Внетрассовые подготовительные работы предусматривают разработку карьеров, устройство временных жилых городков, строительство временных дорог, монтаж сварочно-изоляционных баз, баз механизации, создание социальной инфраструктуры, создание текущих страховых и сезонных запасов труб и других материалов, устройство вертолётных площадок, причалов, обустройство пристанционных площадок для разгрузки и складирования труб, балластных грузов и др. Внетрассовые подготовительные работы включают в себя так же работы, выполняемые в базовых условиях:
строительство временных подъездных дорог;
сварку труб в секции на трубосварочных базах и сборку укрупнённых элементов крановых узлов;
гидро- и теплоизоляцию одиночных труб, секций труб, криволинейных вставок, соединительных деталей крановых узлов и т.п.;
холодное гнутьё труб, изготовление укрупнённых конструкций трубных блоков, сварных опор, ригелей, вмораживаемых анкеров, балластных конструкций и т.п.
В трассовые подготовительные работы входят:
• разбивка и закрепление пикетажа, детальная геодезическая разбивка горизонтальных и вертикальных углов поворота и переходов через естественные и искусственные преграды, разметка строительной полосы, выноска пикетов за ее пределы;
• расчистка строительной полосы от леса и кустарника, корчевка пней; снятие и складирование в специально отведенных местах плодородного слоя земли;
• планировка строительной полосы, уборка валунов, нависших камней в горах, устройство полок на косогорах;
• осушение строительной полосы, ее промораживание или защита от промерзания (или таяния) в зависимости от условий строительства;
• строительство вдольтрассовых технологических проездов;
• устройство защитных ограждений, обеспечивающих безопасность производства работ.
Рассмотрим технологии основных трассовых подготовительных работ.
Расчистка полосы строительства трубопровода от леса включает в общем случае следующие операции (рис. 13.3):
• натурная разметка границ ширины строительной полосы и трелевочного волока визирами (затесками на деревьях и вешками);
• уборка опасных деревьев;
• прокладка и устройство трелевочного волока;
• устройство площадок для разделки поваленных деревьев;
• валка деревьев и срезка кустарника;
• обрубка сучьев и раскряжевка хлыстов;
• погрузка, транспортировка, разгрузка и складирование леса;
• корчевка и уборка пней;
• засыпка ям и неровностей;
• разработка траншеи для сжигания порубочных остатков и захоронения пней.
Валку деревьев ведут вдоль древостоя, укладывая деревья «елочкой» в расчищенную сторону в пакеты с комлями вместе с веерообразным расположением верхушек. Объем пакета формируют равным грузоподъемности трелевочного трактора. Пакеты деревьев укладывают в легко доступных для трелевочного трактора местах с таким расчетом, чтобы на подходе к ним не было крупных пней, валежных стволов, резких понижений и т. п.
Вслед за трелевкой хлыстов на строительной полосе выполняют работы по корчевке пней. После корчевки и уборки со строительной полосы и площадки пней и валунов оставшиеся от них ямы засыпают грунтом и сравнивают с поверхностью земли.
Расчистку строительной полосы от кустарника и мелколесья осуществляют двумя способами:
• первый способ — срезка кустарника и мелколесья с их последующим удалением за пределы строительной полосы или их сжиганием непосредственно на строительной полосе; очистка поверхности от корней и пней;
• второй способ — удаление кустарника и мелколесья вместе с корневой системой за пределы строительной полосы или сжигание непосредственно на строительной полосе.
Для расчистки используют бульдозеры или корчеватели-собиратели.
Временные дороги при строительстве линейной части трубопроводов подразделяются на:
• вдольтрассовые дороги, проходящие либо по строительной полосе, либо в непосредственной близости от нее, предназначенные для транспортировки труб, балластных грузов, грунта, технологического оборудования, материалов, горюче-смазочных материалов, техники, людей. Подъездные дороги, являющиеся ответвлениями вдольтрассовой дороги, связывают строящийся трубопровод с пунктами перевалки труб, строительных материалов, оборудования, техники, с жилыми городками, трубозагото-вительными базами, карьерами грунта и др.;
• технологические проезды, проходящие по строительной полосе рядом с осью трубопровода и служащие для прохождения механизированных колонн и бригад при выполнении ими технологических операций.
Временные дороги эксплуатируются в течение всех этапов строительства трубопровода — подготовки к строительству, строительства и пуска и наладки трубопроводного объекта. Конструкция и параметры дорог и проездов определяются рабочей проектной документацией или проектом производства работ (ППР).
Перед началом строительства дорог проводят обследование трассы и прилегающей местности визуально и инструментальными способами с целью определения гидрогеологических характеристик грунтов, типа и протяженности болот и заболоченных участков, участков, имеющих льдонасыщенные грунты и ледяные линзы, глубины оттаивания грунтов, размеров ореола оттаивания грунта, ширины зеркала воды на переходах через малые водные преграды и др. Результаты обследования сравнивают с данными проекта. Если имеются отклонения, то корректируют объемы работ и технические решения проекта, а при необходимости разрабатывают дополнительные мероприятия по выполнению неучтенных видов строительно-монтажных работ.
Могут быть использованы следующие конструкции дорог и проездов:
• сборно-разборные, используемые в качестве транспортных подъездных путей, сооружаемых на болотах I и II типов, на многолетнемерзлых и мелкодисперсных, сильно увлажненных грунтах. Основным элементом дороги со сборно-разборным покрытием являются деревянные щиты или железобетонные плиты. В процессе эксплуатации дорог со сборно-разборным покрытием необходимо: выравнивать просевший настил; устранять перекосы; заменять разрушенные щиты и плиты; проверять крепежные и соединительные узлы;
• лежневые, которые устраивают в виде сплошного бревенчатого настила шириной 4, 6 и 8 м в зависимости от веса используемой техники для монтажа трубопровода и укладки самого трубопровода (рис. 13.4);
• дерево-грунтовые, которые устраивают в виде сплошного бревенчатого настила, засыпаемого сверху каменным материалом или грунтовой смесью;
• грунтовые с основанием, которые сооружают в условиях, когда несущая способность грунтов низкая, т. е. когда давление земляной массы и транспортной нагрузки выше. Тогда устраивают искусственное основание, выполненное из деревянного настила, хворостяной выстилки, рулонных синтетических материалов и др.;
• грунтовые без основания, которые устраивают на слабонесущих минеральных грунтах; многолетнемерзлых грунтах; болотах 1-готипа и обводненных участках трассы. Грунтовые дороги без покрытия представляют собой отсыпанное из грунта земляное полотно с профилированной проезжей частью. При этом несущая способность грунтов должна быть выше, чем давление от массы насыпи и транспортной нагрузки;
• снежно-ледовые (зимники), которые могут быть снежно-уплотненными, образованными по мере выпадения снега в процессе движения автотранспорта и строительных машин; снежно-ледяными, образуемыми на сильно обводненных болотах, водных переправах путем естественного промерзания или путем постепенной поливки и послойного промораживания небольших участков дороги;
• переезды через действующий трубопровод, для устройства которых выбирают сухие участки трассы, где трубопровод находится на нормативной глубине и не имеет поворотов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Они устраиваются путем отсыпки минерального грунта и укладки дорожных железобетонных плит.
Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
«Институт проблем транспорта энергоресурсов»
А С П И Р А Н Т У Р А
Цели и задачи: получение слушателями комплекса фундаментальных знаний и практических представлений в области строительства и эксплуатации нефтегазопроводов, баз и хранилищ как объектов нефтегазовой отрасли.
В основу рабочей программы положены следующие дисциплины:
— транспортировка и хранение нефти и газа,
— сооружение и ремонт нефтегазопроводов и хранилищ,
— прочность, надежность и безопасность магистральных нефтегазопроводов.
Требования к знаниям и умениям
По итогам изучения дисциплины «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ» специалист обязан:
· понимать место и роль системы трубопроводного транспорта в нефтегазовой отрасли;
· иметь основополагающие знания и навыки в области исследований, направленных на разработку научных основ, совершенствование теории и практики строительства и эксплуатации нефтегазопроводов, продуктопроводов, баз и хранилищ;
· владеть комплексом научно-методологических знаний, необходимых для организации эффективной научно-исследовательской деятельности по решению научных и технических проблем сооружения и эксплуатации объектов нефтяной и газовой промышленности, разработки технологических процессов и технических средств систем трубопроводного транспорта, подготовки и хранения нефти и газа с целью повышения эффективности и надежности магистральных нефтепроводов, газопроводов, продуктопроводов, баз и хранилищ.
Первый год обучения – 144 ч.
Раздел 1. Назначение и устройство трубопроводов, технология перекачки нефти и газа по магистральным трубопроводам – 36 ч.
Раздел 3. Технология строительства и ремонта линейной части магистральных трубопроводов – 36 ч.
Второй год обучения – 144 ч.
Раздел 5. Сооружение и ремонт нефтеперекачивающих и компрессорных станций – 36 ч.
Раздел 7. Надежность и безопасность магистральных трубопроводов – 36 ч.
По итогам освоения дисциплины проводится кандидатский экзамен, включающий в себя сдачу экзамена по тематике 1-8 разделов курса, а также дополнительный вопрос по тематике диссертационной работы.
Контроль за усвоением учебного материала осуществляется в форме:
— собеседования преподавателя с соискателями ученой степени по принципиальным вопросам программы обучения во время проведения аудиторных семинарских занятий.
Эти действия взаимосвязаны с изучением иностранного языка, специальности, а также других дисциплин в соответствии с индивидуальными планами.
Учебный план дисциплины
Наименование разделов и тем
Назначение и устройство трубопроводов, технология перекачки нефти и газа по магистральным трубопроводам
Подготовка нефти и газа к дальней транспортировке
Технологический расчет магистральных нефтепроводов
Технологический расчет магистральных газопроводов
Специальные методы перекачки нефти и газа
Способы перекачки вязких и застывающих нефтей
Расчет прочности, устойчивости и перемещений подземных трубопроводов
Методы проектирования трасс магистральных трубопроводов.
Методы расчета на прочность стальных магистральных трубопроводов
Технология строительства и ремонта линейной части магистральных трубопроводов
Работы подготовительного периода
Земляные работы при сооружении магистральных трубопроводов
Очистка внутренней полости и испытание трубопроводов
Организация строительства линейной части магистральных трубопроводов
Аварийно-восстановительный ремонт на магистральных трубопроводах
Капитальный ремонт газонефтепроводов
Строительство трубопроводов в горных условиях
Строительство трубопроводов в условиях болот
Строительство магистральных трубопроводов в условиях вечномерзлых грунтов
Строительство и эксплуатация морских трубопроводов
Специальные технические решения при проектировании и строительстве магистральных трубопроводов
Сооружение подводных переходов
Надземная прокладка магистральных трубопроводов
Защита магистральных трубопроводов от коррозии
Коррозионная активность грунтов
Схемы катодной защиты
Принципиальная схема протекторной защиты
Механизм возникновения в грунте блуждающих токов и процесс электрокоррозии трубопровода
Сооружение и ремонт нефтеперекачивающих и компрессорных станций
Сооружение нефтеперекачивающих и компрессорных станций
Ремонт основного оборудования НПС и КС
Нефтебазы и газонефтехранилища
Прогнозирование потребности в нефтепродуктах и газовом топливе
Подземное хранение природного газа
Хранение сжиженных углеводородных газов
Системы снабжения природным газом
Системы снабжения сжиженными углеводородными газами
Надежность и безопасность магистральных трубопроводов
Выбор проектных решений с учетом надежности трубопроводов
Оценка и обеспечение надежности трубопроводов
Оценка ресурса магистрального трубопровода при проектировании
Способы повышения надежности участков магистральных трубопроводов
Обеспечение безопасности при эксплуатации магистральных трубопроводов
Техническая диагностика трубопроводных конструкций и резервуаров
Виды технического обслуживания и ремонта сложных систем
Дефекты трубопроводных конструкций и резервуаров
Техническая диагностика оборудования НПС и КС
Техническая диагностика линейной части магистрального трубопровода: цель, задачи, методы решения.
Раздел 1. Назначение и устройство трубопроводов, технология перекачки нефти и газа по магистральным трубопроводам
Тема 1.1. Магистральные трубопроводы
Назначение магистральных трубопроводов и их классификация. Устройство магистральных трубопроводов: головные сооружения, линейная часть, нефтеперекачивающие и компрессорные станции, конечный пункт трубопровода.
Основные конструктивные схемы магистральных трубопроводов: подземная, наземная, надземная. Разделение трассы магистральных трубопроводов на участки различных категорий.
Тема 1.2. Подготовка нефти и газа к дальней транспортировке
Основные требования к товарной нефти. Способы и технологические схемы установок подготовки нефти к транспортировке по трубопроводам. Способы обезвоживания нефти. Стабилизация нефти. Очистка нефти от механических примесей на нефтеперекачивающих станциях.
Основные требования к товарному газу. Методы извлечения из добываемого газа тяжелых углеводородов, сероводорода и углекислого газа. Способы осушки природного газа. Технологические схемы и конструкции установок для осушки газа. Гидраты газа, условия их образования и способы борьбы с гидратообразованием. Очистка природного газа от механических примесей на компрессорных станциях. Конструкции пылеуловителей. Одоризация газа. Типы одоризационных установок.
Тема 1.3. Технологический расчет магистральных нефтепроводов
Основные физические свойства нефти и нефтепродуктов. Уравнения, описывающие течение нефти и нефтепродуктов в трубопроводах. Основные расчетные формулы для определения потери напора в трубопроводах с лупингами, вставками, перемычками. Гидравлический уклон. Гидравлический уклон трубопровода с лупингом и вставкой. Характеристика трубопровода.
Нефтеперекачивающие станции (НПС) магистральных трубопроводов. Основное и вспомогательное оборудование НПС.
Совмещенная характеристика НПС и трубопровода. Уравнение баланса напоров. Перевальная точка и расчетная длина трубопровода. Определение числа НПС и расстановка их по профилю трассы магистрального трубопровода. Оптимальные параметры нефтепроводов и нефтепро-дуктопроводов.
Тема 1.4. Технологический расчет магистральных газопроводов
Основные физические и термодинамические свойства газов. Основные газовые законы, уравнения состояния. Уравнения, описывающие движение газа в трубопроводе. Неустановившееся движение газа в магистральных трубопроводах. Основные формулы для гидравлического расчета магистральных газопроводов. Гидравлический расчет газопроводов с учетом рельефа трассы. Распределение давления по длине газопровода. Среднее давление газа в газопроводе. Увеличение производительности газопровода.
Компрессорные станции (КС) магистральных газопроводов: головные и линейные. Типы газоперекачивающих агрегатов. Технологические схемы КС, оборудованных газоперекачивающими агрегатами с газотурбинным, электрическим и газомоторным приводом.
Регулирование режима работы КС. Изменение производительности газопровода при подключении и отключении отдельных газоперекачивающих агрегатов или компрессорных станций. Изменение режима работы газопровода при отборах и подкачках.
Влияние климатических факторов и технического состояния газоперекачивающих агрегатов на располагаемую мощность и энергозатраты транспортировку газа.
Очистка внутренней полости газопровода в целях повышения его гидравлической эффективности. Коэффициент эффективности. Конструкция очистных устройств.
Принципы оптимизации газотранспортных систем. Оптимальные параметры магистральных газопроводов.
Температурный режим магистрального газопровода. Охлаждение газа на компрессорных станциях. Холодильные установки в системах магистрального транспорта газа. Оптимальные уровни охлаждения газа.
Тема 1.5. Специальные методы перекачки нефти и газа
Сущность трубопроводного транспорта нефтепродуктов и нефтей методом последовательной перекачки. Механизм образования смеси. Основные уравнения для расчета количества смеси. Влияние различных факторов на объем смеси. Мероприятия по уменьшению количества смеси при последовательной перекачке. Расчет числа циклов последовательной перекачки. Оптимальное число циклов. Расчет необходимой емкости резервуарных парков. Гидравлический расчет и режимы работы насосных станций при последовательной перекачке.
Трубопроводный транспорт нестабильного конденсата. Особенности гидравлического и теплового расчетов трубопроводов, транспортирующих нестабильные жидкости в однофазном состоянии. Отличительные особенности насосных станций для перекачки нестабильных жидкостей.
Совместная транспортировка нефти и газа, конденсата и газа. Основные уравнения, описывающие движение газожидкостных смесей в трубах. Приложения методов теории подобия и размерности к исследованию двухфазных потоков в трубах. Характеристики газожидкостных течений, структуры потоков, пульсации давления, истинное газосодержание и гидравлическое сопротивление. Гидравлический расчет трубопроводов, транспортирующих газожидкостные смеси.
Тема 1.6. Способы перекачки вязких и застывающих нефтей
Реологические свойства вязких и застывающих нефтей. Методы улучшения свойств текучести высокозастывающих нефтей. Структуро-образование в застывающих нефтях и нефтепродуктах при понижении температуры. Реологические модели застывающих и высоковязких нефтей и нефтепродуктов. Перекачка нефтей, являющихся неныотоновскими жидкостями. Уравнение Букингема и его упрощения. Способы перекачки застывающих и высоковязких нефтей и нефтепродуктов и их классификация. Перекачка парафинсодержащих нефтей с углеводородными разбавителями. Перекачка газонасыщенной нефти. Перекачка термообработанной нефти. Применение депрессорных присадок. Гидротранспорт. Перекачка подогретых нефтей и нефтепродуктов. Состав сооружений и оборудование «горячего» нефтепровода. Тепловой режим «горячего» нефтепровода. Гидравлический режим «горячего» нефтепровода. Напорная характеристика «горячего» нефтепровода и ее особенности. Выбор температуры нагрева нефти. Расстановка насосных и тепловых станции на «горячем» нефтепроводе. Особые режимы работы «горячего» нефтепровода. Теплоизоляция «горячего» нефтепровода. Электроподогрев. Химические способы улучшения текучести застывающих нефтей.
Раздел 2. Расчет прочности, устойчивости и перемещений подземных трубопроводов
Тема 2.1. Методы проектирования трасс магистральных трубопроводов
Критерии оптимальности. Выбор оптимальной конфигурации трубопроводной системы (трубопровод с разветвлениями). Совмещение задачи выбора трассы с расстановкой насосных и компрессорных станций. Общие сведения о профиле трубопровода, элементы профиля. Методы профилирования. Критерии оптимальности и ограничения. Математические методы профилирования для трубопроводов без кривых вставок и с кривыми вставками.
Тема 2.2. Методы расчета на прочность стальных магистральных трубопроводов
Нагрузки и воздействия. Требования к трубам для магистральных газопроводов и нефтепроводов. Напряженное состояние трубопровода под действием внутреннего давления. Устойчивость подземных магистральных трубопроводов. Расчеты продольных перемещений подземных трубопроводов при изменении внутреннего давления и температуры. Распределение продольных усилий в трубопроводе на участках, допускающих продольное перемещение труб.
Раздел 3. Технология строительства и ремонта линейной части магистральных трубопроводов
Тема 3.1. Работы подготовительного периода
Подготовка строительного производства. Проект производства работ. Взаимоотношения заказчика, генерального подрядчика и субподрядных организаций. Внеплощадочные подготовительные работы.
Тема 3.2. Земляные работы при сооружении магистральных трубопроводов
Виды грунтов и их характеристика. Способы устройства траншей в мягких грунтах. Технология производства земляных работ в трубопроводном строительстве. Рекультивация земель.
Тема 3.3. Изоляционно-укладочные работы
Типы изоляционных материалов и покрытий. Технология производства изоляционных работ в трассовых условиях и на базах. Сооружение трубопроводов из труб с заводской изоляцией. Совмещенный и раздельный способы производства изоляционно-укладочных работ. Напряженное состояние трубопровода при изоляционно-укладочных работах.
Тема 3.4. Очистка внутренней полости и испытание трубопроводов
Способы и схемы очистки полости трубопроводов. Технические средства очистки. Испытание трубопроводов на прочность и герметичность. Гидравлические и пневматические испытания, область их применения. Технологический процесс испытания. Оценка результатов испытаний.
Тема 3.5. Организация строительства линейной части магистральных трубопроводов
Структура системы организации строительства. Функционирование системы организации строительства. Единая классификация технологических схем строительства линейной части магистральных трубопроводов.
Схемы организации линейных объектных потоков. Структура потока при строительстве подземного трубопровода. Метод приведенной протяженности трассы. Метод сопоставимых трасс. Организация скоростных потоков. Структура потока при сооружении комбинированного трубопровода. Управление запасами труб и материалов. Организация строительства из труб с заводской изоляцией. Синхронизация поточного производства работ при строительстве магистрального трубопровода.
Принципы нормирования продолжительности строительства трубопроводов. Организация одновременного строительства нескольких трубопроводов. Операционная модель системы организации строительства линейной части трубопроводов.
Тема 3.6. Аварийно-восстановительный ремонт на магистральных трубопроводах
Виды аварий на газонефтепроводах. Ликвидация аварий на нефтепроводах. Способы вырезки поврежденных участков трубопровода. Ликвидация аварий на газопроводах. Организация и производство работ по аварийно-восстановительному ремонту подводных трубопроводов.
Тема 3.7. Капитальный ремонт газонефтепроводов
Износ и повреждения газонефтепроводов. Виды работ при капитальном ремонте. Технологическая схема ведения капитального ремонта газонефтепроводов. Ремонт подводных переходов. Ремонт надземных переходов.
Тема 3.8. Строительство трубопроводов в горных условиях
Характеристика горных условий. Особенности организации строительства в условиях горной местности. Разработка траншей на продольных уклонах без применения буровзрывных работ. Конструкции полок и траншей, буровзрывной комплекс. Разработка фунтов на полках. Расчет устойчивости полок. Монтажные и изоляционно-укладочные работы. Напряженное состояние трубопроводов, подверженных воздействию оползающих грунтов. Методы закрепления оползающих грунтов.
Тема 3.9. Строительство трубопроводов в условиях болот
Классификация болот применительно к трубопроводному строительству. Разработка водонасыщенных фунтов. Способы укладки трубопроводов на болотах. Устойчивость трубопроводов, сооружаемых на болотах. Способы усиления несущей способности болотистого фунта.
Тема 3.10. Строительство магистральных трубопроводов в условиях вечномерзлых грунтов
Характеристика вечномерзлых грунтов. Влияние трубопровода на изменение свойств вечномерзлых грунтов. Особенности технологии строительства трубопроводов в условиях вечномерзлых грунтов. Способы прокладки трубопроводов. Производство земляных и изоляционно-укладочных работ. Тепловые расчеты при оценке устойчивости положения трубопровода.
Тема 3.11. Строительство и эксплуатация морских трубопроводов
Проектирование морских трубопроводов. Глубоководные участки морских трубопроводов. Тепловой и гидравлический расчет морских участков трубопроводов. Расчет напряженно-деформированного состояния на стадии строительства и эксплуатации. Предельные состояния морских трубопроводов (усталость, смятие, коррозионный износ). Способы строительства, обслуживания и ремонта морских трубопроводов. Защита от коррозии. Особенности эксплуатации в береговой, шельфовой и глубоководной (абиссальной) зоне. Защита от оползневых явлений и мутьевых потоков. Обеспечение устойчивости глубоководных участков с помощью стопперов.
Тема 3.12. Специальные технические решения при проектировании и строительстве магистральных трубопроводов
Проектирование, строительство и эксплуатация компенсирующих устройств. Способы обеспечения надежности и безопасности при проектировании и строительстве переходов через автомобильные и железные дороги (коллекторы, труба в трубе и т. д.).
Проектирование и применение многослойных, полиэтиленовых и композитных труб. Способы ремонта стальных трубопроводов с помощью композитных материалов, муфтовых катушек и т. д.
Проектирование, эксплуатация и ремонт трубопроводных обвязок КС, ДКС, ГРС. Оценка напряженно-деформированного состояния. Отстройка от резонанса, возбуждаемого циклическими и динамическими пульсациями газового потока. Обеспечение прочности и устойчивости проектного положения путем расстановки опор, применения сильфонных компенсаторов и т. п.
Расчет на прочность сосудов, работающих при высоком давлении на трубопроводных обвязках КС, ДКС, ГРС. Нормативные требования к техническому обслуживанию и обеспечению безопасности сосудов давления.
Проектирование, расчет напряженно-деформированного состояния тройниковых соединений на обвязках КС и магистральных трубопроводах. Обеспечение прочности и надежности камер приема-запуска внутритрубных снарядов-дефектоскопов.
Тема 3.13. Сооружение подводных переходов
Классификация подводных трубопроводов. Выбор створа подводного перехода. Расчет устойчивости подводных трубопроводов на гидродинамическое воздействие потока, на волновое воздействие, расчет тягового усилия и тяговых средств для протаскивания трубопроводов, расчет напряженного состояния трубопровода при укладке его в подводную траншею способом свободного погружения.
Тема 3.14. Надземная прокладка магистральных трубопроводов
Системы прокладки, применяемые для надземных трубопроводов. Надземные трубопроводы с компенсаторами. Прямолинейная прокладка без компенсаторов. Расчет напряженного состояния надземных трубопроводов, работающих при неизотермическом режиме эксплуатации. Надземная прокладка трубопроводов по самокомпенсирующим контурам. Висячие системы, применяемые для надземных переходов трубопроводов, через препятствия. Арочные системы, применяемые для надземных переходов. Расчет арок с учетом прилегающих подземных участков труб. Проектирование опор надземных трубопроводов и их механическое поведение при эксплуатации.
Раздел 4. Защита магистральных трубопроводов от коррозии
Тема 4.1. Коррозионная активность грунтов
Факторы, влияющие на скорость процесса почвенной коррозии. Построение поляризационной кривой и определение защитного эффекта. Электрохимические способы защиты трубопровода от коррозии. Методы определения защищенности трубопроводов.
Тема 4.2. Схемы катодной защиты
Закономерности распределения потенциала и тока вдоль трубопровода при катодной защите. Электрические параметры трубопровода. Расчет катодной защиты. Расчет анодного заземления.
Тема 4.3. Принципиальная схема протекторной защиты
Расчет протекторной защиты.
Тема 4.4. Механизм возникновения в грунте блуждающих токов и процесс электрокоррозии трубопровода
Защита трубопроводов от блуждающих токов. Принцип, электрическая схема, конструктивное устройство электродренажной защиты. Типы электрических дренажей, их назначение и применение. Расчет электродренажной защиты.
Раздел 5. Сооружение и ремонт нефтеперекачивающих и компрессорных станций
Тема 5.1. Сооружение нефтеперекачивающих и компрессорных станций
Генеральные планы блочных НПС и КС. Блок-боксы и блок-контейнеры для размещения основного и вспомогательного оборудования. Основное оборудование (нефтеперекачивающие и газоперекачивающие агрегаты) в блочном исполнении. Вспомогательное оборудование НПС и КС в блочном исполнении. Технико-экономические преимущества комплектно-блочного метода строительства НПС и КС. Транспортировка блочно-комплектного оборудования, блок-боксов и блок-контейнеров.
Фундаменты под основное и вспомогательное оборудование. Земляные работы. Монтаж фундаментов. Общие приемы монтажа блочно-комплектного основного оборудования НПС и КС. Монтаж блок-боксов и блок-контейнеров. Пусконаладочные работы.
Технологические трубопроводы. Индустриализация монтажа технологических трубопроводов.
Тема 5.2. Ремонт основного оборудования НПС и КС
Износ оборудования НПС и КС. Система планово-предупредительного ремонта. Организация ремонтных работ. Сетевые графики. Методы проверки оборудования и деталей. Организация парка запасных частей. Ремонт поршневых насосов. Ремонт газомотокомпрессоров. Ремонт центробежных насосов. Ремонт газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. Методы восстановления деталей основного оборудования НПС и КС.
Раздел 6. Нефтебазы и газонефтехранилища
Тема 6.1. Прогнозирование потребности в нефтепродуктах и газовом топливе
Способы хранения нефти и газа. Расчет необходимого объема емкости хранилищ для регулирования неравномерности нефтегазоснабжения. Расчет емкости нефтебаз.
Тема 6.2. Резервуары нефтебаз
Цилиндрические стальные резервуары. Расчет стальных резервуаров на прочность. Конструкция плавающих крыш и понтонов и их расчет. Конструкции и расчет оболочек сферических и каплевидных резервуаров. Индустриальные методы монтажа стальных резервуаров.
Конструкции железобетонных резервуаров и их расчет па прочность. Монтаж железобетонных резервуаров.
Расчет пропускной способности и давления дыхательной и предохранительной арматуры резервуаров. Расчет и методы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения.
Тема 6.3. Подземное хранение природного газа
Методы компенсации неравномерности потребления газа. Определение вместимости подземного газохранилища. Подземное хранение природного газа в водоносных пластах, выработанных нефтяных и газовых месторождениях, в отложениях каменной соли. Технологическая схема и оборудование подземного газохранилища. Аккумулирующая способность магистрального газопровода.
Тема 6.4. Хранение сжиженных углеводородных газов (СУГ)
Способы хранения СУГ. Емкости для хранения СУГ. Степень заполнения емкости. Шахтные хранилища СУГ. Хранение СУГ в отложениях каменной сопи. Изотермическое хранение СУГ. Технология сооружения подземных емкостей. Технологические схемы эксплуатации подземных хранилищ. Кустовые базы СУГ и газонаполнительные станции.
Тема 6.5. Нефтегрунтовые операции
Общие сведения о железнодорожных и автомобильных цистернах и наливных судах для перевозки нефтей, нефтепродуктов и сжиженных газов. Технологические расчеты сливных и наливных коммуникаций. Особенности слива застывающих нефтяных грузов и расчеты устройств для их подогрева.
Отбор проб нефтей и нефтепродуктов. Приборы для замера уровня и температуры нефти и нефтепродуктов. Автоматические и дистанционные методы определения количества нефти и нефтепродуктов в емкостях.
Тема 6.6. Системы снабжения природным газом
Классификация газопроводов систем газоснабжения в зависимости от максимального рабочего давления. Гидравлический расчет газопровода высокого (среднего) давления газа. Гидравлический расчет газопровода низкого давления. Особенности гидравлического расчета вертикального (внутридомового) газопровода.
Технологические схемы и оборудование газораспределительных станций, газорегуляторных пунктов и газорегуляторных установок.
Технология подготовки сжатого природного газа на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС). Технологическая схема и оборудование АГНКС.
Тема 6.7. Системы снабжения сжиженными углеводородными газами
Перевозка СУГ в железнодорожных и автомобильных цистернах. Баллоны для СУГ. Перевозка СУГ танкерами. Трубопроводный транспорт СУГ. Технологические схемы и оборудование для перемещения СУГ на кустовых базах и газонаполнительных станциях. Особенности гидравлического расчета сливоналивных операций СУГ.
Регазификация сжиженных углеводородных газов. Резервуарные и баллонные установки с естественным и искусственным испарением.
Технологическая схема и оборудование автомобильных газозаправочных станций (АГЗС) для использования СУГ в качестве моторного топлива на транспорте.
Раздел 7. Надежность и безопасность магистральных трубопроводов
Тема 7.1. Выбор проектных решений с учетом надежности трубопроводов
Определение надежности трубопроводных систем нефтегазоснабжения. Влияние надежности оборудования и труб на основные показатели транспорта нефти и газа. Повышение надежности нефтепроводов и нефтепродуктопроводов за счет использования резервуарных парков. Эффективность повышения надежности трубопроводов резервированием агрегатов на нефтеперекачивающих и компрессорных станциях. Определение расчетной подачи магистральных трубопроводов с учетом показателей надежности оборудования. Методы оптимального секционирования трубопроводов. Повышение надежности системы трубопроводов устройством перемычек.
Тема 7.2. Оценка и обеспечение надежности трубопроводов
Сбор и обработка данных о надежности трубопровода. Условия возникновения повреждений линейной части трубопроводов. Характер отказов магистральных насосов. Определение показателей надежности линейной части магистральных трубопроводов. Показатели надежности перекачивающих станций.
Профилактическое обслуживание линейной части. Специфика капитального ремонта линейной части трубопровода. Аварийно-восстановительное обслуживание линейной части как элемент системы обеспечения надежности трубопровода.
Тема 7.3. Оценка ресурса магистрального трубопровода при проектировании
Оценка остаточного ресурса действующего магистрального трубопровода по результатам диагностического контроля. Продление ресурса с учетом системы технического обслуживания и ремонта магистральных трубопроводов.
Тема 7.4. Способы повышения надежности участков магистральных трубопроводов
Сравнительный анализ проектов с точки зрения надежности. Экономический фактор обеспечения требуемой надежности магистральных трубопроводов.
Тема 7.5. Обеспечение безопасности при эксплуатации магистральных трубопроводов
Оценка последствии аварий для жизни и здоровья людей. Оценка материального (экономического) ущерба. Оценка экологических последствии аварий. Прогнозирование рисков аварий с учетом особенностей региона, территории.
Профилактика возникновения и развития аварий на магистральных трубопроводах. Методы и средства раннего предупреждения и оперативной ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Требования к персоналу по обеспечению безопасности и охране труда на объектах трубопроводного транспорта, базах и хранилищах.
Раздел 8. Техническая диагностика
Тема 8.1. Виды технического обслуживания и ремонта сложных систем
Энтропия и информативность диагностических систем. Статистическая оценка технического состояния по методу Байеса.
Тема 8.2. Дефекты трубопроводных конструкций и резервуаров
Оценка степени опасности дефектов. Методы неразрушающего контроля в диагностике трубопроводов и резервуарных конструкций: акустические, вихревых токов, магнитные, комбинированные. Математические методы технической диагностики. Контроль напряженного состояния трубопроводов и резервуаров.
Тема 8.3. Техническая диагностика оборудования НПС и КС
Вибрационная диагностика машин. Модели диагностических сигналов. Выделение скрытой периодичности в диагностических сигналах. Математическая модель дефекта роторной системы (на примере дисбаланса). Параметрическая диагностика газоперекачивающих агрегатов: цель, задачи, методы решения.
Тема 8.4. Техническая диагностика линейной части магистрального трубопровода: цель, задачи, методы решения
Развитие внутритрубной диагностики трубопроводов. Первые отечественные разработки. Техническое оснащение магистральных нефтепроводов для проведения диагностики. Создание нормативно-методической базы диагностирования, в том числе внутритрубными приборами.
4. Безопасность России. Безопасность трубопроводного транспорта, М.: МГФ Знание, 2002.
12. Иванцов строительных конструкций магистральных газопроводов. М.: Недра, 1985
16. Сапунов 11.H. Устройство и эксплуатация складов сжиженных газов. М.: Недра, 1979.
17. Скугорова для сооружения Газонефтепроводов и хранилищ. 3-е изд. М.: Нефть и газ, 1996.
18. Харионовский прочности газопроводов в сложных условиях. М.: Недра, 1990.
19. Харионовский и ресурс конструкций газопроводов. М.: Недра, 2000.
22. Яковлев сети и газохранилища. М.: Недра, 1991.