Классификация капитального ремонта магистральных трубопроводов

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Транспортировка сырой нефти осуществляется по сети трубопроводов, которые поставляют нефть от скважин к хранилищам на промысле или к магистральным терминалам. По магистральным трубопроводам нефть перекачивают к нефтеперерабатывающим заводам или терминалам танкеров. Переработка нефти осуществляется либо в районах ее добычи, либо на значительных расстояниях от нее вблизи главных потребителей и рынков сбыта.

Линии газопроводов подразделяются на газосборные, магистральные и распределительные. Транспортирующие, или магистральные, трубопроводы поставляют газ местным службам, которые распределяют его для промышленного и коммунального использования, а также для других нужд.

Использование цельнотянутых бесшовных, тонкостенных и упроченных труб, введение компьютерного контроля, дистанционное обслуживание с помощью мониторов, улучшение технологии сварки – главные составляющие прогресса в строительстве и эксплуатации трубопроводов. Трубопроводы приходится строить через неровности рельефа, леса, болота, в экстремальных климатических условиях. Нефть и продукты ее переработки перекачиваются насосными станциями, расстояние между которыми определяется рельефом, скоростью транспортировки и другими факторами. Различные виды сырой нефти или, в случае продуктопроводов, продукты ее переработки, обычно транспортируются с минимальным смешением. Компрессорные станции поддерживают давление, необходимое для постоянного движения природного газа. Диаметр трубопровода, число и мощность насосных и компрессорных станций определяют производительность трубопровода.

В настоящее время условия работы трубопроводного транспорта  характеризуются с одной стороны естественным старением магистральных трубопроводов, а с другой повышением требований к их экологической безопасности и необходимостью поддержания линейной части магистральных трубопроводов в работоспособном состоянии для бесперебойного оказания транспортных услуг нефтегазовым компаниям с целью поставки запланированных объемов нефти и газа отечественным и зарубежным потребителям. Вместе с тем, в условиях жесткой ценовой политики государства в отношении транспортных тарифов, постоянно существует дефицит средств на выполнение требуемых объемов капитального ремонта и реконструкции магистральных нефтепроводов. 
Главная задача в транспортировке - обеспечение надежного функционирования системы магистральных трубопроводов за счет комплекса плановых мероприятий, в том числе капитального ремонта.

Анализ технического состояния трубопроводов России показывает следующее: средний возраст магистральных газопроводов равняется 27-ми годам,  нефтепроводов свыше 33-ти лет; из 150 000 км газопровода всей страны около 36 000 км, из 50 000 км нефтепроводов всей страны около       20 000 км, нуждаются в переизоляции и ремонте.

Старение трубопроводов объективно связано с увеличением рисков при эксплуатации. Это объясняется снижением защитных свойств изоляционных покрытий, накоплением и развитием дефектов в трубах и сварных соединениях, изменением напряженно-деформированного состояния, процессами старения самого трубного металла.

Неотъемлемой частью рациональной системы обслуживания трубопроводов является их своевременный ремонт. Эффективность ремонта зависит от получения достоверных данных о дефектах и местах их расположения на трубопроводе (это позволяет определять объемы ремонта, сроки и средства на его проведение) и от используемой технологии работ.

 

 

 

 

1. Классификация капитального ремонта магистральных трубопроводов

 

Капитальный ремонт — наибольший по объему и содержанию плановый ремонт, который проводят при достижении предельных значений износа в линейных сооружениях, и связанный с полной разработкой, восстановлением или заменой изношенных или неисправных составных частей сооружений.

К капитальному ремонту линейной части относят:

• все работы, выполняемые при текущем ремонте;
• вскрытие траншей, подземных трубопроводов, осмотр и частичную замену изоляции;
• ремонт или замену дефектных участков трубопровода и запорной арматуры, их переиспытание и электрификацию арматуры;
• замену фланцевых соединений, кронштейнов, опор и хомутов с последующим креплением трубопроводов к ним;
• просвечивание сварных швов;
• очистку полости и испытание трубопроводов на прочность и герметичность;
• окраску надземных трубопроводов, арматуры, металлических и ограждающих конструкций;
• ремонт колодцев и ограждений;
• берегоукрепительные и дноукрепительные работы на переходах трубопроводов через водные преграды;
• сооружение защитных кожухов на пересечениях с железными и шоссейными дорогами;
• ремонт и сооружение новых защитных противопожарных сооружений. [2].

Технологический набор работ при капитальном ремонте трубопроводов примерно соответствует набору работ по их сооружению. Однако с точки зрения технологии, организации и управления значительно сложнее, имеет свои специфические особенности. В организации проведения работ эти особенности заключаются в следующем: операции по вскрытию, подъему, очистке от старой изоляции, сварочно-восстановительные, изоляционно-укладочные работы и работы по засыпке трубопровода не могут быть совмещены в специализированном потоке, но должны быть выполнены в строгой технологической последовательности.

Особенности в технике и технологии проведения работ следующие:

• специфичность подготовительных работ, заключающаяся в определении положения трубопровода;
• наличие комплекса демонтажных работ, предшествующих выполнению всех остальных ремонтно-строительных операций;
• меньший удельный вес монтажных работ и больший — подъемно-укладочных операций;
• наличие специфических операций при ремонте стенки трубы, усилении стыков при частичной или полной замене трубы, секции или плети на отдельных участках трубопровода;
• сложность и трудоемкость производства вскрышных работ там, где требуется высокая квалификация машиниста для предотвращения повреждения стенки трубы ковшом (или ротором) экскаватора, а также значительная доля ручного труда;
• сложность и трудоемкость предварительной очистки трубопровода от старой изоляции и продуктов коррозии, существенное конструктивное отличие специальных ремонтно-строительных машин от тех же машин, применяемых при строительстве трубопроводов.

При производстве капитального ремонта линейной части трубопроводов выполняют следующие основные технологические работы: подготовительные, погрузочно-разгрузочные, транспортные, земляные, подъемно-очистные, сварочно-восстановительные, изоляционно-укладочные и контроль качества работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Структура ремонта магистральных трубопроводов

2.1 Подготовительные работы

Подготовительные работы при капитальном ремонте магистральных трубопроводов включают уточнение положения (в горизонтальной и вертикальной плоскости) трубопровода, планировку полосы отвода со срезкой валика и при необходимости расчистку ремонтно-строительной полосы от кустарника, деревьев и валунов.

Правильное определение положения трубопровода до начала земляных работ позволяет значительно облегчить условия работы по вскрытию и обеспечивает сохранность тела трубы. Обычно положение трубопровода по трассе ремонтируемого участка определяют с применением специальных трассоискателей или шурфованием.

Работы по планировке участка ремонтируемого трубопровода начинают после отвода земельных участков, получения разрешения на производство работ от заказчика и определения действительной глубины залегания трубопровода.

Планировочные работы в основном заключаются в срезке (обычно бульдозером) валика, бугров, неровностей, подсыпке низинных мест и др.

Ширину полосы планировки на период ремонта линейной части магистрального трубопровода определяют проектом производства работ, она должна быть согласована с землепользователями и лесничествами заблаговременно.

До начала земляных работ необходимо произвести отсоединение всех устройств электрохимзащиты и контрольно-измерительных колонок, уточнить места пересечения трубопровода по трассе с подземными коммуникациями, которые могут быть повреждены во время вскрышных работ. Работы по вскрытию трубопровода в местах прохождения подземных коммуникаций разрешается производить только после официального (письменного) согласования с организациями, в ведении которых эти коммуникации находятся.

2.2 Земляные работы

Земляные работы при капитальном ремонте линейной части магистральных трубопроводов выполняют в строгом соответствии с проектной документацией, основываясь на следующих положениях:

• применение наиболее рациональных средств механизации;

• своевременное выполнение подготовительных работ и мероприятий, обеспечивающих эффективное проведение земляных работ в течение всего периода;

• организация поточного выполнения вскрышных работ и максимальное совмещение их по времени с подъемно-очистными и изоляционно-укладочными работами;

• соблюдение правил техники безопасности, производственной санитарии, пожарной и экологической безопасности.

Тип и марки землеройной техники для вскрытия трубопровода различных диаметров следует выбирать в зависимости от местных геологических и топографических условий. Земляные работы наиболее целесообразно производить с применением специального вскрышного экскаватора с укороченной средней секцией, позволяющего вскрывать трубопровод ниже нижней образующей за один проход рабочего органа.

При отсутствии специальных экскаваторов вскрытие трубопровода следует осуществлять только одноковшовыми экскаваторами с обратной лопатой.

При производстве вскрышных работ одноковшовым экскаватором снимается слой грунта над трубой и с правой стороны на глубину, превышающую первоначальную глубину заложения трубопровода на 80-100 мм, который при последующей планировке дна траншеи выполняет роль мягкой подушки.

Методы вскрытия трубопровода (рис.1) в основном зависят от принятой технологии ремонта трубопровода и выполняются в соответствии с ППР (проект производства работ). При этом одним из основных требований к габаритам траншеи является возможность свободного выполнения отдельных операций в траншее.

Рис.1 Схемы вскрытия магистрального трубопровода:

а - одноковшовым экскаватором с двух сторон; б - одноковшовым экскаватором с одной стороны; в - строительным роторным экскаватором; г - специальным вскрышным экскаватором

 

Важным требованием к разработке траншей при капитальном ремонте линейной части является вскрытие трубопровода до его нижней образующей без повреждения поверхности трубы, а также уменьшение доли ручного труда. Для этих целей используют роторный вскрышной экскаватор, который вскрывает трубопровод до его нижней образующей за один проход. В настоящее время вскрышные работы на трубопроводах большого диаметра в основном производят одноковшовыми экскаваторами.

Следующей технологической операцией является подкоп под вскрытым трубопроводом. Разработку грунта в этом случае необходимо производить специальной подкапывающей машиной типа МПР НИТЦ «Ротор», МПТ-1020 (720), ПТ-НН П и МПР.

Самоходная подкапывающая машина устанавливается на вскрытый трубопровод и разрабатывает грунт под ним, создавая технологический просвет для нормальной работы очистных, грунтовочных и изоляционных машин. Ротор, разрабатывая грунт под трубопроводом, перемещает его в боковые приямки.

Отремонтированный участок трубопровода (после проверки качества изоляции и составления акта на скрытые работы) в целях предохранения от механических повреждений и температурных влияний засыпают. Засыпку трубопровода с образованием валика при необходимости, обычно выполняют бульдозерами, роторными траншеезасыпателями или одноковшовыми экскаваторами.

 

2.3 Подъем трубопровода и очистка от старой изоляции

Подъемно-очистные работы включают:

• подъем вскрытого участка трубопровода и монтаж очистной машины;

• очистку от старой изоляции и визуальный осмотр трубы;

• укладку на лежки.

Поверхность трубопровода при ремонте очищают в два этапа:

1. предварительно - при подъеме трубопровода;

2. окончательно - после выполнения сварочно-восстановительных работ.

К подъемно-очистным работам приступают сразу после вскрытия трубопровода. С помощью подъемных механизмов (трубоукладчиков) его приподнимают и на него насаживают очистную машину для снятия с поверхности трубопровода старой изоляции и продуктов коррозии. После очистки приподнятый трубопровод укладывают на бровке траншеи на лежки, расстояние между которыми определяется расчетом. Высота лежек должна быть достаточной для осмотра трубопровода со всех сторон.