Технологія морського трубопровідного будівництва

Історія розвитку морського трубоукладання. Класифікація суден-трубоукладальників, основні параметри та технічні дані. Технологія нарощування трубопроводу і змотування з барабану; тенсіонери, стінгери. Система радіонавігації, визначення місцезнаходження.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ЗМІСТ

Вступ

1. Технологія трубопровідного будівництва

1.1 Історія розвитку морської трубоукладання

1.2 Технологія нарощування трубопроводу

1.3 Технологія змотування з барабану

1.4 Напружено-деформований стан трубопроводу

1.5 Технологічне устаткування

1.5.1 Система утримання судів на плаву

1.5.2 Системи визначення місцезнаходження

1.5.3 Визначення основних параметрів трубоукладального судна

2. Класифікація суден-трубоукладальників

2.1 Основні показники та технічні дані

2.2 Трубоукладальні баржі барабанного типу

2.3 Найбільші в світі трубоукладачі

Висновки

Список посилань на джерела



ВСТУП

Оцінка достовірних і перспективних запасів морської нафти і газу безперервно росте. За станом на 1978 р. досліджені запаси нафти на морському шельфі складали 23% від світових. З 1985 р. на морських родовищах проводиться близько 40% від світової здобичі нафти.

У зв'язку з цим виникає завдання транспорту продукції морських родовищ, яке вирішується в основному за допомогою трубопровідного транспорту, що володіє в порівнянні з іншими методами, наступними перевагами: велика пропускна спроможність при найменших енерговитратах; практично повна незалежність від гідрометеорологічних умов; вищий ступінь захисту навколишнього середовища, що досягається заходами щодо забезпечення будівельної до експлуатаційної надійності.



1. ТЕХНОЛОГІЯ МОРСЬКОЇ ТРУБОУКЛАДКИ

Технологія морської трубоукладання лінійно екстраполювала методи, вживані на суші. Далі ми детально розглянемо основні переваги морського прокладання.

1.1 Історія розвитку морської трубоукладання

Перші трубоукладальні судна з'явились в кінці 40-х років. З невеликих барж в мілководних районах трубопроводи діаметром 100-200 мм, зібрані на муфтах,погружалися на дно без наступного заглиблення. Потім появилися великі плоскодонні баржі з якірною системою утримання, на яких проводились всі необхідні операції, зварювання окремих секцій в загальну нитку, ізоляцію і рентгеноскопію стиків, проте можливість роботи з цих барж обмежувалася глибиною до 30 м. На початку 60-х років на трубоукладальних баржах з'явилися спеціальні підтримуючі рами-понтони для спуску трубопроводу з борту стінгера, спочатку прямолінійного (у вигляді гнучкої нитки з рівномірно розподіленою плавучістю, а потім жорсткого криволінійного (у вигляді рами, прикріпленої к кормі судна) типів. Стінгер, а особливо натяжний пристрій для труб, що з'явилося пізніше, дозволили вирішити проблему збільшення глибини. До кінця 60-х років габаритні розміри трубоукладальних барж збільшилися до 120/30/9 м. Вони мали могутню 10--12-точкову якірну систему, що дозволяла укладати трубопроводи на глибинах до 150 м. Освоєння нафтових і газових родовищ Північного моря і інших районів шельфу з суворими гідрометеорологічними умовами на початку 70-х років привело до необхідності корінного у покращення морехідних якостей трубоукладачів для забезпечення їх стійкої роботи. З'явились судна другого покоління - потужні плоскодонні баржі довжиною 195 м, судна-трубоукладачі водотоннажністю 25 000 т і, нарешті, судна-трубоукладачі напівзанурювального типу, що дозволило збільшити час роботи за суворих погодних умов і проводити роботи по укладанню трубопроводів на глибині моря до 180 м. Третє покоління судів, що з'явилися в 70-х роках (наприклад, могутня напівзанурювальна установка «Вікинг Пайпер» водотоннажністю 50 000 т, трубоукладальне самохідне судно ЕТРМ-1600 водотоннажністю 60 000 т), дозволяє прокладати трубопроводи практично в будь-якому районі миру при глибинах до 360 м. На цих судах застосований ряд технічних удосконалень (збірка на двох паралельних стапелях труб завдовжки по 24 м, використання додаткове до якірної системи динамічної стабілізації за допомогою рушіїв, автоматична зварка, управління процесом укладання за допомогою ЕОМ.

1.2 Технологія нарощування трубопроводу

При нарощуванні трубопроводу на горизонтальній або похилій робочій площадці застосовується наступна технологія трубоукладання: з складу труба подається на допоміжну монтажну лінію за допомогою пересувного крана малої вантажопідйомності; на допоміжній монтажній лінії труби піддаються обробленню кромок, центруються і зварюються в секції з двох або трьох труб, причому якість зварки перевіряється засобами рентгенографічного контролю;

секції труб переміщаються на основну монтажну лінію за допомогою поперечного конвеєра; на 1-му робочому посту монтажної лінії секція труб стикується з трубопроводом, центрується, і зазвичай там же накладається корінний шов, трубоукладальне судно переміщається по трасі на довжину секції труб, стик секції і трубопроводу переміщається на 2-ий зварювальний пост, де накладають подальші шари зварного шва, потім на 3-ій, на 4-ий і так далі.

Залежно від прийнятої технології зварки кількість зварювальних постів на монтажній лінії коливається від 3 до 6-ти;

стик секції і трубопроводу в результаті переміщення судна по трасі потрапляє на пост рентгенографічного контролю шва, потім на пост очищення і ізоляції стику і на пост обетонювання стику (якщо цей пост передбачений технологією) трубопровід спускається у воду.

При проведенні трубоукладальних операцій запас труб, як стаття запасів, що найбільш витрачається, обумовлює автономність трубоукладального судна. Тому на більшості трубоукладальних суден склад труб займає близько 70% площі верхньої палуби і значної частини вантажопідйомності. На трубоукладальній баржі "BAR-347", наприклад, запас труб складає 20000 т, на судах «Uiking piper», «Соstoro YI», "ЕТРМ-1601" «Sеа Тгоll» склад труб вміщує 7000 т, що забезпечує 5-10-добову автономність по трубах. Звичайно склад труб є майданчиком на верхній палубі, захищеним вертикальними опорами, що запобігають розкочуванню труб під час хвилювання.

До складу допоміжної монтажної лінії входять пристрої переміщення труб до секцій труб, верстат підготовки кромок під зварку, зовнішній або внутрішній центратор, зварювальне устаткування, засіб контролю якості зварки, пристрої ізоляції стику і засобу вирубки і заварки дефектного, ділянки шва.

Окрім перерахованого устаткування, до складу основної монтажної лінії входить натягач і засоби обетонювання стику. Останнім часом обетонювання не проводиться, а стик ізолюється шаром бітуму або просто поліетиленовою стрічкою.

Спеціальний спусковий пристрій, найчастіше виконаний у вигляді похилої кормової рами фермової конструкції, стінгер служить для підтримки і формування радіусу кривизни верхньої частини трубопроводу. Більшість судів-трубоукладачів П до Ш поколінь обладналися криволінійними стінгерами, по довжині якого вага підтримуваної ділянки трубопроводу розподіляється рівномірно.

Довжина стінгера призначається в залежності від глибини укладання і діаметру трубопроводу. На судах-трубоукладачах, призначених для спорудження трубопроводів діаметром до 1400 мм на глибинах до 300 м, довжина стінгера досягає 120 м. Зазвичай стінгер виконується дво--трисекційним з регульованими кутами між секціями. Остання секція входить у воду на глибині до 8 м з кутом нахилу до 40° до горизонталі.

Технологія і технологічне устаткування при нарощуванні трубопроводу на похилому або вертикальному майданчику в принципі подібні устаткуванню при нарощуванні трубопроводу на горизонтальному майданчику. Основні відмінності полягають в тому, що для стиковки і центровки секцій труб з трубопроводом необхідний підйомник для подачі секції на похилу площадку (спускову раму); з'єднання трубопроводу з секцією здійснюється на одному робочому посту за допомогою зварного, муфтового або конекторного з'єднання; спуск трубопроводу здійснюється прямо з борта або корми судна без застосування стінгера, оскільки при цьому способі укладання у звисаючого трубопроводу відсутня верхня випукла ділянка.

1.3 Технологія змотування з барабану

При змотуванні трубопроводу з горизонтально або вертикально розміщеного на палубі барабана застосовують наступну технологію - на береговій базі труби зварюються за традиційною технологією;

Рис.1.3.1

По мірі нарощування трубопровід навивається на барабан з швидкістю до 1,0 км/ч. Навівання здійснюється через механізм, що вигинає і додає попередню кривизну трубопроводу. Напруга, що виникає при цьому, не перевищує напруги в трубопроводі при укладанні;

барабан з трубопроводом встановлюється на палубі трубоукладального судна, якщо барабан знімний. Якщо барабан на судні встановлений стаціонарно, то навивка трубопроводу здійснюється на судні, пришвартованому у берегової бази, де нарощується трубопровід;

трубоукладальне судно йде в район трубоукладання. Під час переходу проводиться контроль навивки трубопроводу, що полягає в продуванні і опресовуванні трубопроводу водою;

кінець трубопроводу кріпиться до стояка платформи або зварюється з кінцем вже прокладеної ділянки трубопроводу;

трубоукладальне судно переміщається по трасі і укладає трубопровід. Розвиваючись з барабана, трубопровід проходить через спрямляючий пристрій і по роликовій доріжці спускається через кормовий сліп у воду.

Розтягуюче зусилля, необхідне, при укладанні створюється сумісною роботою тенсіонера і механізму приводу барабана.

У основне технологіч...