Аварийный ремонт нефтепроводов в сложных условиях
Аварийный ремонт нефтепроводов в сложных условиях
6.1 Особенности ремонта
нефтепроводов в сложных
Под сложными условиями подразумевается
прохождение трассы нефтепроводов
по болотистой местности, в горах, песках,
районах вечной мерзлоты и с глубоким
снежным покровом. Наиболее распространены
болотистые и горные участки. Особые
трудности возникают при
В связи с освоением нефтяных
месторождений Сибири и Севера европейской
части страны значительное количество
нефтепроводов больших
В настоящее время существует большое число всевозможных классификаций болот.
В соответствии со СНиП Ш-42-80 “Правила производства и приемки работ. Магистральные трубопроводы" болота по характеру передвижения по ним строительной техники делятся три типа:
I тип — болота, целиком заполненные
торфом, допускающие работу и
неоднократное передвижение
обычной техники при использовании щитов, еланей или дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхности залежи до 0,02 МПа;
II тип — болота, целиком заполненные
торфом, допускающие работу и
передвижение строительной
III тип — болота, заполненные
растекающимся торфом и водой
с плавающей торфяной коркой,
допускающие работу только
На трассах магистральных
Анализ профилей нефтепроводов
Западной и Северо-Западной Сибири
показывает, что на указанных нефтепроводах
средний сток нефти в 2-3 раза больше,
чем на нефтепроводах, пролегающих
в средней полосе европейской
части России. В силу этого процесс
опорожнения поврежденного
При возникновении аварий на болоте
одним из наиболее сложных обстоятельств
является загрязнение нефтью большого
пространства и невозможность по
этой причине подойти
Таким образом, специфика ремонта нефтепроводов на болотах связана со следующими характерными особенностями:
ухудшением несущей
обводненностью грунтов поверхностными и грунтовыми водами;
невозможностью создания ремонтного котлована и котлована для сбора нефти обычным способом из-за неустойчивости грунтов;
большой продолжительностью подготовительного
периода аварийно-
ограничением возможности
необходимостью использования в большом количестве стройматериалов для настилов на поверхности болота;
большой трудоемкостью доставки ремонтной техники в район аварии.
Анализ работ по ремонту нефтепроводов на болотах показывает, что основная часть работ по трудоемкости приходится на выполнение подготовительных операций, обеспечение подъезда к месту аварии и доступа к поврежденному участку нефтепровода.
Для этих целей разработан комплекс технических средств для ремонта нефтепроводов, проложенных на болотах. Комплекс включает технические средства, обеспечивающие сооружение подъездных путей и ремонтных площадок; создание ремонтного котлована вокруг поврежденного участка; выполнение вскрышных земляных работ; откачку нефти из поврежденного участка нефтепровода и закачку собранной нефти в отремонтированный нефтепровод; безогневую резку труб; замену дефектного участка без опорожнения трубы от нефти. Применение комплекса технических средств позволяет повысить производительность труда ремонтных работ, сократить сроки на ликвидацию аварии.
Выполнение ремонтно-
быстрое растекание разлитой нефти по склонам и водостокам и сложность ее задержания и сбора;
повышенная пожарная опасность
в связи с размещением
необходимость заблаговременного (либо в период аварии) оборудования рабочих площадок для крепления лебедок и якорей на труднодоступных участках;
сложность подъезда транспортной и ремонтной техники к месту аварии;
сложность работы ремонтной техники на косогорных участках и наличие скальных пород;
необходимость выполнения подготовительных работ по расчистке проездов и площадок для ремонта при осыпях, обвалах, укреплению склонов при оползнях, подсыпке при размывах;
многообразие конструктивных элементов нефтепровода (повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Байтовые, арочные, балочные, подземные переходы через естественные и искусственные препятствия, трубопроводы на полках и в тоннелях).
Земляные работы на горных участках нефтепроводов проводятся с той же целью, что и в обычных условиях, и в условиях болотистой местности, т.е. в случае аварийной ситуации, для создания ремонтного котлована, сооружения запруд и амбаров для улавливания и сбора разлитой нефти, сооружения нефте- и водоотводных канав, засыпки трубопровода после окончания ремонтных работ, устройства проездов, переездов и т.п. Но производство земляных работ в горах имеет свою специфику из-за наличия как продольных, так и поперечных уклонов и необходимости в связи с этим устройства площадок, полок для размещения аварийной техники. Земляные работы должны выполняться механизированным способом с помощью бульдозера и экскаватора. Земляные работы на участках с поперечным уклоном не более 8 град, и с продольным уклоном до 15 град, выполняются механизмами на колесном и гусеничном ходу обычными методами. На косогорах с поперечным уклоном более 8 град, работа землеройных машин запрещается. В этих условиях необходимо обеспечить устойчивость работающих механизмов путем устройства полок или заанкериванием. Площадки и полки в зависимости от рельефа местности и характеристики грунтов устраивают в виде выемки или полунасыпи-полувыемки.
На косогорах с поперечным уклоном от 8 до 12 град. площадки устраивают в виде полунасыпи-полувыемки, от 12 до 18 град — с уступами для насыпи, более 18 град. — в виде чистой выемки. Устройство полок и площадок на участках с поперечным уклоном до 15 град, и продольным уклоном до 30 град, необходимо производить бульдозерами, поперечными или продольными ходами. Доработка полки (площадки) и ее планировка выполняются продольными проходами бульдозера с послойной разработкой грунта и перемещением его в полунасыпь. На крутых косогорах с поперечным уклоном более 12-15 град, для устройства площадок и полок следует применять одноковшовый экскаватор. При работе на косогорах и полках большой крутизны следует принимать меры для обеспечения устойчивости и безопасности работающих механизмов путем анкеровки. С этой целью необходимо закреплять работающий механизм стальным канатом за находящиеся на верху склона лебедки, тракторы или другие механизмы, выполняющие роль якоря. Целесообразность применения тех или иных технических средств в горных условиях должна определяться не только их производительностью или мощностью, но и транспортабельностью, небольшой массой, что обеспечивает быстроту доставки к месту аварии и простоту удерживания рабочего механизма на уклонах. Опыт эксплуатации свидетельствует о том, что в качестве экскаваторов лучше всего использовать колесные с обратной лопатой, а из бульдозеров - легкие гусеничные. На полках и участках трассы с продольными уклонами до 15 град, работы по сооружению ремонтного котлована выполняются обычными методами с помощью экскаватора, оборудованного обратной лопатой, в направлении сверху вниз по склону. При уклонах более 15 град, необходимо закреплять экскаватор тросами за расположенные выше по склону тракторы, бульдозеры, лебедки и т.д. Способ закрепления, количество и марки удерживающих механизмов, выбор каната (троса) должны определяться расчетом. На продольных уклонах 36 град, и более работа экскаватора, даже при его надежном закреплении, недопустима.
На продольных уклонах свыше 36 град, разработку грунта ведут лотковым способом (с помощью бульдозера) сверху вниз последовательными слоями толщиной 0,2 — 0,6 м. При этом обязательно анкеровка бульдозера одним или двумя тракторами (бульдозерами), которые находятся наверху на склоне и вытаскивают бульдозер на исходную позицию (см. рис. 4.7).
Разработка ремонтного котлована на уклонах более 45 град, производится вручную с применением средств малой механизации, отбойных молотков и т.п.
Работы по засыпке траншей и ремонтных котлованов на уклонах могут выполняться бульдозерами (рис. 6.1) или экскаватором при обеспечении их устойчивости.
В районах распространения
Особенностью песчаных грунтов являются их низкая несущая способность и высокие инфильтрационные свойства для жидкостей, в том числе для нефтей. Выполнение аварийного ремонта проводится с использованием транспортной техники высокой проходимости. Большая часть вытекшей нефти уходит в песчаный грунт, и, как следствие, теряется много нефти. Требуется очистка значительного объема грунта, загрязненного нефтью.
В зимнее время под слоем глубокого снега часто трудно обнаружить и найти точное место выхода нефти из трубопровода. Перед тем как начать вскрытие трубопровода и другие работы, место проведения ремонта и размещения техники очищают от снега. Разработку мерзлого грунта проводят отбойными молотками, пилами и другими приспособлениями. Принимают срочные меры по созданию нормальных условий работы и отдыха для персонала с учетом зимних холодов.
6.2 Повышение несущей способности поверхности болот
Эксплуатация магистральных нефтепроводов на заболоченных участках — сложная инженерная задача, поскольку она осуществляется в условиях избыточного увлажнения грунтов при их очень низкой несущей способности. Эта задача еще больше усложняется ввиду того, что болото по своей структуре является сложной системой, которая может изменять свои физико-механические характеристики по глубине, протяженности и в зависимости от погодных условий. Поэтому основной проблемой ремонта нефтепроводов на заболоченных участках является обеспечение проходимости используемой техники.
Решение этих проблем возможно только
при наличии подробной
Существующие нормативные
В целях эффективного и безопасного
проведения АВР на нефтепроводах
необходимо разработать метод ускоренного
определения несущей
Анализ литературы по исследованию грунтов в полевых условиях показал, что в настоящее время наиболее оперативными способами определения прочности характеристик слабых грунтов являются методы статического зондирования и вращательного среза. Для этих целей используются портативные приборы.
Для статического зондирования, которое
позволяет выделить границу распределения
слабых грунтов, определить глубину
залегания более прочных
При зондировании очень слабых грунтов
до глубины 4...5 м трение по боковой
поверхности зонда можно не учитывать.
Размеры конусных наконечников существенного
влияния на результаты зондирования
не оказывают. Основной характеристикой
конусного наконечника 5 является площадь
наибольшего поперечного
Неплохие результаты при испытании
слабых грунтов дает метод вращательного
среза. Сущность метода заключается
в измерении крутящих моментов, затрачиваемых
на преодоление сопротивления
Методом вращательного среза определяют сопротивление грунтов сдвигу в нарушенном и ненарушенном состоянии, показатель структурной прочности, однородность грунтов по площади и глубине. Размеры крыльчатки подбирают в зависимости от прочности грунтов, но при больших размерах наконечников достигается более высокая стабильность результатов измерения.
Процесс испытания грунтов заключается
в следующем. Подготовленную колонну
штанг с крыльчаткой погружают
на заданную глубину плавным вдавливанием.
Затем вращают крыльчатку за рукоятку
измерительной головки с
Приведенные выше методы испытания
грунтов предназначены для
Временные подъездные дороги позволяют соединить место размещения ремонтных технических средств с местом производства аварийных работ (рабочими площадками); сооружают их по кратчайшей прямой при благоприятных грунтово-геологических условиях. Подъездные дороги и рабочие площадки могут быть неразборными, сооруженными из насыпных грунтов или по принципу лежневых и сланевых дорог — из подручных материалов, а также разборными, сооруженными из инвентарных конструкций дорожных покрытий.
Устройство временных дорог из насыпных грунтов трудоемко, связано с большими затратами средств и времени. Строительство неразборных лежневых и сланевых подъездных дорог и рабочих площадок при ликвидации аварий на магистральных нефтепроводах - наиболее распространенный способ повышения несущей способности болот I и II типов в лесной зоне. Однако данный способ очень трудоемкий и требует больших затрат времени и значительных материальных ресурсов, в том числе древесины (от 1,3 до 3 тыс. м7км). Поэтому при АВР на болотах рационально использовать высокопроходимую технику или сборно-разборные дорожные покрытия и рабочие площадки, имеющие достаточную несущую способность и высокие темпы сборки.
Применение современных
В настоящее время существует множество
конструкций временных дорог. Главными
критериями их выбора являются скорость
строительства и обеспечение
несущей способности при
Один из важнейших путей повышения
несущей способности слабых грунтов
— химическое закрепление. Основными
преимуществами этого метода являются
быстрота его выполнения и высокая
скорость отверждения закрепляющих
растворов. В зависимости от используемых
реагентов химическое закрепление
позволяет достичь необходимой
прочности грунтов в
В качестве вяжущих веществ могут быть использованы цементы, битумы, эмульсии, нефти, смолы и т.д. К преимуществам этого метода относятся хорошие прочностные показатели, возможность использования местных грунтов и минимальные материальные затраты.
Выполнялись исследования по химическому закреплению болотных грунтов в Тюменской области. Закрепление грунтов проводилось путем их перемешивания с закрепляющими смесями, которые готовились с использованием в определенном соотношении следующих компонентов: портландцемента М-400, извести II сорта, нефти, сланцевого креозота, силиката натрия (жидкого стекла), бихромата натрия, кремнефто-ристого натрия и пиролизной смолы. Исследования показали, что прочность закрепленных торфяных грунтов достаточна для создания устойчивого несжимаемого основания земляного полотна.
Были также проведены
Особый интерес представляет химическое закрепление слабых грунтов в естественном залегании методом инъекции. В настоящее время накоплен большой опыт по закреплению переувлажненных песков и посадочных лессовых грунтов данным способом. Сущность его заключается в том, что через вдавленные в грунт на определенную глубину инъекторы под давлением подаются маловязкие химические растворы, которые способны проникать в поровое пространство и твердеть в нем в строго установленное время. Необходимое условие — достаточная пористость закрепляемого грунта.
И все лее химические методы закрепления грунтов являются дорогостоящими для создания временных подъездных дорог при ликвидации аварий на нефтепроводах, пролегающих в болотистой местности.
Анализ существующих (как в России, так и за рубежом) сборно-разборных дорожных покрытий показал, что в основном это конструкции колейного и сплошного типа с шарнирно- или свободно объединенными элементами. Поэтому их применение ограничивается болотами I типа.
С учетом условий и специфики
проведения аварийно-восстановительных
работ на магистральных нефтепроводах,
проложенных на болотах, было разработано
несколько типов сборно-
Сборно-разборные покрытия СРДП-1 и СРНП-1 наиболее перспективны для устройства временных подъездных путей, необходимых для проезда аварийной техники при ликвидации аварий на болотах I и II типов.
Сборно-разборное дорожное покрытие СРДП-1 (рис. 6.3) представляет собой решетчатый щит, состоящий из 9 основных и 24 закладных брусьев, стянутых между собой болтами. Соединение щитов осуществляется с помощью замков, выполненных из парных отрезков труб разной длины и диаметра с вырезанными секторами. Отрезки труб прикреплены к торцам посредством приваренных закладных пластин таким образом, чтобы в рабочем положении замковое соединение было неразъемным.
техническая характеристика СРДП-1
Ширина проезжей части, м.............................
Общая ширина покрытия, м.............................
Высота покрытия, м.............................
Размеры монтажных элементов, м:
длина и ширина щитов колейного
покрытия......................
длина бруса:
колесоотбойного...............
межколейного..................
Максимальная масса монтажных элементов покрытия, кг. 150
Масса 1 м покрытия, кг............................
Расход древесины на 1 пог. м покрытия,
м3............................
Расчетная колесная нагрузка, кН............................
Время сборки 1 м покрытия, мин...........................
Сборно-разборное несущее
Проезд строительной техники осуществляется по колейному дощатому настилу, выполненному из досок длиной 5,0 м и сечением 15x6 см, сбитых попарно в щиты и уложенных на поперечные брусья. На каждую колею проезда предусмотрено два щита.
Техническая характеристика СРНП-1
Ширина проезжей части, м.............................
Габариты секции несущего покрытия,
м.............................
Размеры монтажных элементов, м: длина брусьев:
нижних продольных (металлические обоймы)...........
верхних продольных....................
поперечных....................
щит колейного дощатого настила:
длина.........................
ширина........................
147
4,0 5,4x4,4x0,6
5,4 5,0 4,4
5,0 0,35
Сборно-разборная рабочая
В зависимости от вида повреждений, способов их устранения, грунтовых условий и используемой ремонтной техники из состава монтажных элементов СРРП-2 можно создать площадку любой формы (по обеим сторонам ремонтируемого трубопровода) с "окном” в середине Г-образной или П-образной формы).
Техническая характеристика СРРП-2
Строительная высота м 0 47
Длина, м:
пволольных элементов 5 0
поперечных элементов:::::::::::::::::::::
149
щита дощатого настила.......................
обоймы........................
Максимальная масса монтажного
элемента, кг............................
Расход материала на 1 м2:
древесины, м3............................
металла, кг............................
Расчетная нагрузка, кН:
автомобильная.................
гусеничная....................
Время монтажа 100 м2 площадки бригадой из 8 чел., мин........... 88
Сборно-разборное несущее
СРНП-3 дополнительно содержит выдвижные
опорные стойки, закрепленные в направляющей
трубе между спаренными верхними
и нижними продольными
СРНП-3 может применяться на болотах любого типа, при этом на болотах I и II типов не требуется вводить подплавы и опорные стойки.
Рис 6 6 Сборно-разборное несущее покрытие СРНП-3*
1 - верхний швеллер- 2 - поперечина- 3 - верхний продольный брус 4 -
дощатый настил; 5 - подплавы; 6 - выдвижная стойка '
6.3 Укрепление стенок ремонтного котлована на болотах
Как показывают статистические данные,
продолжительность аварийно-
Для вскрытия таких участков требуются специальные технология и технические средства.
Большинство болот, по которым проходят нефтепроводы, имеют мощность торфяного горизонта от 0,5 до 3,5 м. В этих условиях проведение ремонтно-восстановительных работ с созданием ремонтного котлована по обычной технологии в весенне-летний период, а иногда круглый год, не представляется возможным. Значительная водонасыщенность торфов, наличие поверхностных вод приводят к обрушению стенок ремонтного котлована и заполнению его болотной массой, трудно поддающейся откачке насосами. Поэтому специфической особенностью разработки котлованов в заболоченных и переувлажненных грунтах является необходимость укрепления их стенок. Укрепление стенок ремонтного котлована и создание герметичности — наиболее трудоемкие и длительные операции. Для укрепления стенок котлованов иногда используют деревянные сваи. После уточнения места аварии производят разметку границ ремонтного котлована и разработку его одноковшовым экскаватором. Затем по периметру ремонтного котлована в два ряда выполняют забивку свай. Сваи забивают вплотную друг к другу, а расстояние между рядами составляет 15 —20 см. После забивки между рядами свай подсыпают глину и утрамбовывают ручными трамбовками. Данный способ имеет низкую производительность из-за применения в большом объеме ручного труда. Так, ава-рийно-воссстановительная бригада из 6 человек затрачивает следующее время на ограждение котлована размером 6x6 м: на забивку ограждающих элементов 42 — 44 ч, на подсыпку и утрамбовку глины 40-44 ч.

- Авария в Мексиканском заливе
- Авария в Черноболе
- Авария в энергосистеме. Нью-Йорк 1977 год.
- Авария компрессора: "заклинивание поршня"
- Авария на АЭС в Фукусиме
- Авария на АЭС в Фукусиме
- Авария на АЭС в Японии
- Аварийные разливы нефти: средства локализации и методы ликвидации
- Аварийные ситуации
- Аварийные ситуации в современной авиации
- Аварийные ситуации в современной авиации
- Аварийные ситуйации в современной авиации
- Аварийные химически опасные вещества (АХОВ)
- Аварийный комиссар