Введение 16
Глава 1. Обзор литературы 18
1.1 Общие сведения о подводном переходе 18
1.1.1 Общие сведения о балластировке при переходе через водные преграды 20
1.1.2 Область применения балластирующих устройств 21
1.1.3 Технология укладки трубопровода с балластирующим устройством.... 25
Глава 2. Объект и методы исследования 34
2.1 Краткая характеристика подводного перехода через реку Ямсовей 34
2.2.1 Программный комплекс Autodesk Inventor 42
2.2.2 Метод конечных элементов 44
Глава 3. Анализ способов балластировки 51
3.1 Использование железобетонных и чугунных пригрузов 52
3.5 Общие сведения о обетонированной трубе 65
3.6 Утяжеление трубопровода с помощью обетонирования 66
3.7 Способы обетонирования трубопроводов 67
3.8 Хранение и транспортировка обетонированных труб к месту
строительства трубопровода. погрузочно-разгрузочные работы 69
3.9 Сравнение способов балластировки магистрального нефтепровода 71
Глава 4. Расчеты и аналитика 75
Глава 5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 88
ресурсосбережение 88
Глава 6. Социальная ответственность 96
Заключение 114
Список использованных источников 116
Магистральный трубопроводный транспорт помимо того, что является важнейшим и неотъемлемым составляющим топливно-энергетического комплекса России, остается единственным видов транспорта добываемой нефти
На территории Российской Федерации создана разветвленная сеть магистральных нефтепроводов, которые пресекают на своем пути естественные и искусственные препятствия.
Наиболее часто встречаемыми на трассах являются переходы магистральных нефтепроводов через водные преграды.
Происходящие отказы и аварийные ситуации на подводных переходах нефтепроводов через водные преграды по своим экономическим и экологическим показателями значительно превосходят аналогичные происшествия на линейной части, в связи с этим, проблемы обеспечения эксплуатационной безопасности и надежности подводных переходов имеют особую значимость для магистрального транспорта нефти.
Одним из условий надежного и безопасного функционирования трубопроводных систем является обеспечение устойчивого положения линейной части нефтепроводов на проектных отметках. В эксплуатации подводных переходов основной проблемой является оголение нефтепровода в связи с размывом траншеи и перемещением труб с проектных отметок. Свыше 22 % ниток подводных переходов нефтепроводов России находится в неисправном состоянии, вызванном изменением их пространственного положения.
В настоящее время во всём мире для сооружения подводных переходов магистральных нефтепроводов и строительства участков в заболоченной местности используются трубы с балластным покрытием.
Во всем мире заслуженно наиболее надежным и безопасным считается использование обетонированных трубопроводов при переходах через водные преграды.
В обетонированных трубопроводах роль балласта выполняет бетонное покрытие, которое предохраняет трубопровод от всплытия и смещения под действием нагрузок и напряжений действующие на подводный трубопровод.
К основным преимуществам использования ОТ перед традиционными способами балластировки нефтепроводов относятся: отсутствие необходимости в защите антикоррозионной изоляции деревянной футеровкой; сокращение трудозатрат на изоляцию труб и монтаж грузов непосредственно на строительстве. Кроме того, балластное покрытие является защитой изоляции от возможного ее повреждения при укладке и эксплуатации подводного трубопровода
Учитывая сложившуюся ситуацию со строительством и эксплуатацией подводных переходов, в данной работе мы предлагаем применение обетонированных труб (ОТ).
Целью работы является оценка эффективности применения обетонированных труб на подводном переходе через реку Ямсовей.
Задачи:
-Рассмотреть научно-техническую документацию в области балластировки МН, проходящего через водные преграды;
-Произвести расчет технологических параметров трубопровода на подводном переходе;
-Смоделировать и исследовать напряженно-деформированное состояние участка подводного перехода магистрального нефтепровода с применением ОТ с помощью программного комплекса Autodesk Inventor.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были получены следующие результаты:
- Изучена нормативно-техническая документация, в области проектирования и строительства подводных переходов.
- Анализ способов балластировки показал, что оптимальной технологией утяжеления магистрального нефтепровода на данном участке является обетонированная труба. Данное балластирующие устройство позволяет надежно и безопасно эксплуатировать подводный переход.
- Расчет технологических параметров выбранного участка подводной части МН показал, что обеспечение надежности объекта может быть достигнуто при условии толщины стенки трубопровода не менее 19 мм и толщины стенки бетонного покрытия не менее 0,0935 м с учетом максимальных нагрузок согласно выбранным параметрам выталкивающей силы водной среды, равной 2481177,1 Н, и рабочего давления в трубопроводе, равным 6,3 Мпа.
- Исследование характеристик НДС выбранного участка с учетом действующих нагрузок свидетельствует, что при использовании обетонированных труб у трубопровода наблюдается повышенная отрицательная плавучесть, то есть обеспечивается более устойчивое положение на проектных отметках тем самым повышается эксплуатационная надежность и безопасность подводных переходов. При использовании обетонированной трубы максимальное напряжение по Мизесу составляет 19,5 Мпа, что в 13,6 раз меньше, чем предел текучести данной стали.
- Оценка экономической эффективности строительства выбранного участка подводного перехода показала, что для подводного нефтепровода с диаметром 1020 мм через реку Ямсовей с использованием балластировки в качестве обетонированных труб стоимость затрат на строительство составит С=50,35 млн рублей. В эту стоимость входят: материальные затраты, оплата труда, страховые взносы, амортизационные отчисления, прочие расходы, накладные расходы и плановые накопления.
