image
energas.ru

Газовая промышленность Спецвыпуск № 3 2018

Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов

01.09.2018 11:00 О НЕОБХОДИМОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОБУСТРОЙСТВУ ВРЕМЕННЫХ ДОРОГ И ПЛОЩАДОК ДЛЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА УЧАСТКАХ ГАЗОПРОВОДОВ СО СТРУКТУРНО-НЕУСТОЙЧИВЫМИ ГРУНТАМИ
Обеспечение надежного и безопасного функционирования магистральных газопроводов, проходящих по малоосвоенным территориям, не имеющим объектов транспортной инфраструктуры, зависит от наличия и качества вдольтрассовых дорог. По этим дорогам осуществляется доступ на участки диагностирования, сервисного обслуживания, планового и аварийного ремонта газопроводов. Наличие и качество вдольтрассовой дороги необходимы для обеспечения оперативного доступа техники, материалов и персонала к участку магистрального газопровода, на котором должны проводиться аварийно-восстановительные работы по возобновлению подачи газа потребителям. В статье основные особенности трасс северных газопроводов рассмотрены на примере головного участка магистрального газопровода «Бованенково – Ухта» протяженностью 148 км, расположенного на п-ове Ямал. На этом участке трасса пересекает множество мелких озер, рек и ручьев, а также обширные заболоченные территории. Особенности ландшафта выступают дополнительными препятствиями для передвижения техники и персонала вдоль трассы газопровода. На отдельных участках трассы на глубине 1,0–1,5 м залегают пластовые льды, для предотвращения таяния которых применена наземная прокладка газопровода. Для проведения ремонтно-восстановительных работ сооружают временные дороги и площадки, а после окончания ремонта средства для сооружения временных дорог и площадок демонтируют и доставляют на хранение. На будущее поставлена задача определения технических требований к средствам для сооружения временных дорог и площадок и области их применения, а также к этапам и составу данных работ и определению правил эксплуатации этих сооружений.
Ключевые слова: ВДОЛЬТРАССОВАЯ ДОРОГА, МАГИСТРАЛЬНЫЙ ГАЗОПРОВОД, ПЛАНОВЫЙ РЕМОНТ, АВАРИЙНЫЙ РЕМОНТ, ДИАГНОСТИРОВАНИЕ.
Открыть PDF


Одна из основных задач организаций, осуществляющих эксплуатацию магистральных газопроводов (МГ), – обеспечение надежного и безопасного функцио-нирования объектов транспорта газа [1]. Решение этой задачи на линейной части (ЛЧ) газопроводов обеспечивается следующими мерами: постоянным контролем за состоянием ЛЧ газопроводов – обходами, объездами, облетом трассы с применением технических средств; выполнением работ по внутритрубной дефектоскопии; поддержанием в исправном состоянии ЛЧ газопроводов за счет своевременного выполнения ремонтно-профилактических работ, реконструкции; своевременной модернизацией и реновацией морально устаревшего и изношенного оборудования; прогнозированием, своевременным предупреждением и ликвидацией аварийных ситуаций и аварий.

Магистральные газопроводы обладают большой протяженностью, при этом значительная часть трасс проходит по малоосвоенным территориям, не имеющим объектов транспортной инфраструктуры. Доступ на участки диагностирования, сервисного обслуживания, планового и аварийного ремонта газопроводов возможен только по вдольтрассовым дорогам (проездам), со-оружаемым в непосредственной близости от трассы газопровода на стадии его строительства. Требуется, чтобы вдольтрассовые дороги располагали необходимым количеством съездов к трассе газопровода и стояли на балансе газотранспортного предприятия, осуществляющего их содержание и ремонт.

Именно по вдольтрассовым дорогам осуществляется передвижение транспортных, транспортно-технических средств и всех видов механизмов и установок, применяемых при строительно-монтажных работах и ремонте трубопроводов, перевозка грузов и персонала. Наличие и качество вдольтрассовой дороги приобретают особую значимость в тех случаях, когда требуется обеспечить оперативный доступ техники, материалов и персонала к участку МГ, на котором должны проводиться аварийно-восстановительные работы по возобновлению подачи газа потребителям.

 

ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНЫХ ТРАСС

Трассы северных газопроводов, примером которых является МГ «Бованенково – Ухта», как правило, проложены в зонах распространения структурно-неустойчивых грунтов (многолетнемерзлых, лессовых, засоленных, заторфованных и т. п.), обладающих способностью изменять свои свойства под влиянием внешних воздействий (вода, мороз, оттаивание и т. п.), что вызывает развитие значительных деформаций в конструкциях. На отдельных участках трассы таких газопроводов вдольтрассовые дороги мо-гут располагаться на значительном расстоянии (от нескольких сотен метров до нескольких километров) от трассы МГ или отсутствовать (рис. 1). В этих случаях возникают проблемы доставки техники, грузов и персонала от вдольтрассовой дороги или имеющихся съездов непосредственно к месту выполнения работ, а также появляется потребность в обустройстве временных площадок в зоне проводимых работ.

Основные особенности трасс северных газопроводов рассмотрим на примере головного участка МГ «Бованенково – Ухта» протяженностью 148 км, расположенного на п-ове Ямал. Данный участок характеризуется сплошным распространением многолетнемерзлых грунтов мощностью 200–400 м. Мерзлота сливающегося типа, несквозные талики и талые грунты развиты, как правило, под руслами средних и крупных рек и под крупными озерами.

Грунты по составу представлены всеми литологическими разностями (песками различной крупности, супесями, суглинками и глинами), с поверхности перекрытыми торфом мощностью 0,1–0,5 м. Иногда встречаются торфяники с мощностью торфа от дневной поверхности 1,5–3,0 м. Водонасыщенность грунтов доходит до 80 %, льдистость составляет 15–40 %. Пластовые залежи льда на отдельных участках располагаются вблизи дневной поверхности, а их толщина может достигать нескольких десятков метров, встречаются криопэги.

Температура мерзлых грунтов на глубине нулевых амплитуд изменяется от –3 до –5 °С. Глубина сезонного оттаивания грунтов на участках с торфами составляет 0,3–0,5 м, на сложенных на поверхности песками и суглинками участках – 0,5–1,2 м. В мерзлом состоянии грунты обладают высокой прочностью и несущей способностью. При оттаивании грунты переходят в жидкотекучее состояние и практически полностью теряют свойства несущего основания.

Передвигаться по оттаявшим грунтам может только вездеходная техника, в связи с чем строительство МГ осуществлялось только в период, характеризующийся устойчивыми отрицательными температурами, с передвижением строительной техники по зимникам. Следует отметить, что использование зимних дорог не исключает нарушений почвенно-растительного тундрового покрова (рис. 2а), а результатом таких нарушений впоследствии является значительное увеличение глубины оттаивания мерзлого грунта и активное обводнение территории.

Трасса головного участка МГ «Бованенково – Ухта» характеризуется наличием большого числа мелких озер, рек и ручьев (см. рис. 2б, в), а также значительными площадями заболоченных территорий (см. рис. 2г). Все эти особенности ландшафта становятся дополнительными препятствиями для передвижения техники и персонала вдоль трассы газопровода. Кроме того, на отдельных участках трассы на глубине 1,0–1,5 м от дневной поверхности залегают значительные по объему залежи пластовых льдов. Для предотвращения таяния подземных льдов на таких участках трассы МГ «Бованенково – Ухта» применена наземная прокладка газопровода в обваловке из привозного грунта (см. рис. 2д), т. е. при выполнении ремонтных работ на этих участках МГ многократно повышается значимость задачи по обеспечению сохранности почвенно-растительного покрова, являющегося своеобразной защитой от внешнего теплового воздействия подстилающих грунтов.

Следует отметить, что основная часть трассы МГ «Бованенково – Ухта» проложена подземно, только на 10 участках с залеганием подземного льда применена наземная прокладка, а на пяти переходах через водотоки, имеющие, как правило, крутые склоны, – надземная прокладка в виде однопролетных или многопролетных балочных переходов (см. рис. 2е).

Из конструктивных особенностей головного участка МГ «Бованенково – Ухта» следует отметить, что на ЛЧ есть восемь крановых узлов, два узла запуска и узел приема внутритрубных устройств, а также компрессорная станция. При этом возможность оперативной доставки техники, оборудования, материалов и др. имеется только к узлам запуска и приема внутритрубных устройств (в том числе к узлу запуска, смонтированному в начале участка на 3-м км газопровода подключения 1-й нитки) и к крановым узлам, находящимся непосредственно у компрессорной станции (Северный крановый узел на 119-м км и Южный крановый узел на 123-м км).

У других линейных крановых узлов существует возможность доставки на объект необходимого оборудования и персонала только по воздуху. Вблизи площадок крановых узлов обустроены вертолетные площадки и дороги, связывающие эти объекты (рис. 3). Такой метод доставки персонала и оборудования на объект осуществ-ляется, как правило, в целях проведения оценки его технического состояния, выполнения комплекса плановых профилактических и ремонтно-восстановительных работ.

В зимний период на стадии эксплуатации МГ зимник вдоль трассы газопровода не устраивается, но обустройство зимника возможно после возникновения необходимости проведения работ на газопроводе. В это время года площадки крановых узлов, в том числе и имеющиеся вертолетные площадки, подвержены снегозаносам, т. е. доставка персонала и оборудования по воздуху в этом случае возможна только после расчистки вертолетной площадки от снега.

Таким образом, на головном участке МГ «Бованенково – Ухта» осуществимо проведение плановых профилактических или ремонтно-восстановительных работ на всем его протяжении при условии задействования авиационной техники (вертолета). Без использования вертолета (при условии нахождения персонала и оборудования на КС или газовом промысле) возможно проведение работ только на крановых узлах у компрессорной станции, а также на узлах запуска и приема внутри-трубных устройств.

 

ВРЕМЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ

Выполнение аварийно-восстановительных работ возможно только после обустройства временных дорог и заездов к ремонтируемому участку газопровода от имеющейся вдольтрассовой дороги и от базовых мест расположения техники. Обустройство временных площадок для размещения техники, оборудования, материалов, объектов жилого и хозяйственного назначения непосредственно вблизи места проведения работ также способствует уменьшению затрат времени на проведение ремонтных мероприятий.

Обеспечить доступ к месту проведения работ по устранению аварий и инцидентов, произошедших на труднодоступных участках трассы МГ, позволяют сборно-разборные дорожные конструкции [2–6] и готовность эксплуатирующей организации к их применению для сооружения временных вдольтрассовых дорог (проездов) и временных площадок. Средства для сооружения временных дорог и площадок, как правило, состоят из плиты, выполняемой из деревянного бруса, полимерных или стеклопластиковых материалов и замкового устройства, обеспечивающего скрепление плит между собой. Для обеспечения необходимой прочности плит и увеличения срока их службы применяют специальные конструктивные решения, например деревянный брус помещают в металлическую оправу.

Используются также конструктивные решения, позволяющие сворачивать средства для сооружения временных дорог в рулон и обеспечивающие их автоматизированную укладку, что заметно сокращает время на устройство дороги, но требует применения специальной дорогостоящей техники. Временные дороги и площадки сооружают на время проведения ремонтно-восстановительных работ, а после их окончания средства для сооружения временных дорог и площадок подлежат демонтажу и доставке к месту хранения.

Дороги со сборно-разборным покрытием способны не только обеспечить проезд транспортных средств, но и минимизировать повреждения почвы и растительного покрова. Этот аспект особенно важен для регионов с особыми экологическими или технологическими условиями, такими как многолетнемерзлые грунты, тунд-ра, заповедники, плодородные грунты.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вопросы использования временных дорог на объектах транспорта газа в настоящее время требуют всесторонней научно-технической проработки. В частности, должны быть определены технические требования к средствам для сооружения временных дорог и площадок и область их применения, этапы и состав работ по сооружению временных дорог и площадок, разработаны технические решения по конструкции временных дорог и площадок в зависимости от грунтовых особенностей места проведения работ, определены правила эксплуатации временных дорог и площадок, а также порядок проведения демонтажных работ и последующего хранения сборно-разборных покрытий. Весь вышеназванный комплекс исследований позволит определить конкретные сборно-разборные дорожные конструкции, пригодные для сооружения временных дорог и площадок на трассах МГ, а также порядок их применения, что в условиях отсутствия вдольтрассовых дорог или их значительной удаленности от трассы газопровода обеспечит готовность газотранспортных предприятий к оперативному проведению ремонтных работ, в том числе к устранению аварий и инцидентов на ЛЧ газопроводов.



← Назад к списку