Ispunjavanje međucijevnih prostora cementnim mortom. Metoda brtvljenja prstenastog prostora cjevovoda cijevi u cijevi
izbor cijevi i materijala za izgradnju i rekonstrukciju vodoopskrbnih cjevovoda
u objektima JSC Mosvodokanal
1. U fazi projektiranja, ovisno o uvjetima polaganja i načinu rada, odabiru se materijal i vrsta cijevi (debljina stijenke cijevi, standardni omjer dimenzija (SDR), krutost prstena (SN), prisutnost vanjskih i unutarnjih zaštitni premaz cijevi), rješava se pitanje ojačanja položene cijevi.cijevi pomoću armiranobetonske obujmice ili čeličnog kućišta. Za sve materijale cijevi potrebno je provesti proračun čvrstoće na utjecaj unutarnjeg tlaka radne okoline, tlaka tla, privremenih opterećenja, vlastite mase cijevi i mase transportirane tekućine, atmosferskog tlaka tijekom formiranja. vakuuma i vanjskog hidrostatskog tlaka podzemne vode, određivanje aksijalne sile povlačenja (probijanje).
2. Prije odabira metode rekonstrukcije provodi se tehnička dijagnostika cjevovoda kako bi se utvrdilo njegovo stanje i preostali vijek trajanja.
3. Izbor materijala cjevovoda mora biti opravdan usporednim tehničkim i ekonomskim proračunima. Izračun se provodi uzimajući u obzir zahtjeve Mosvodokanal JSC. Prilikom križanja s postojećim komunalnim mrežama ili lociranja cjevovoda u njihovu sigurnosnu zonu, uzimaju se u obzir zahtjevi operativnih organizacija trećih strana. Studija izvodljivosti i proračun čvrstoće cjevovoda uključeni su u projektnu i predračunsku dokumentaciju i prezentiraju se prilikom razmatranja projekta.
4. Svi materijali koji se koriste za polaganje vodoopskrbnih mreža (cijevi, obloge tankih stijenki, crijeva i unutarnji premazi za prskanje) moraju proći dodatna ispitivanja na opće toksične učinke sastavnih komponenti koje mogu difundirati u vodu u koncentracijama opasnim po javno zdravlje i dovesti do alergeni, nadražujući kožu, mutageni i drugi negativni učinci na ljude.
5. Pri polaganju polietilenskih cijevi bez armiranobetonskog ili čeličnog omotača u urbaniziranim i industrijskim područjima mora se potvrditi ekološka sigurnost okolnog tla duž projektirane trase. U slučaju neprihvatljive kontaminacije u tlu i podzemne vode(aromatski ugljikovodici, organske kemikalije i dr.) provodi se melioracija tla.
6. Čelične cijevi koje prethodno nisu korištene za cjevovode za opskrbu pitkom vodom nisu dopuštene za ugradnju vodenih premosnica.
7. Restaurirane ranije korištene čelične cijevi nisu dopuštene za novu ugradnju i rekonstrukciju vodovoda (cijevi za radnu okolinu). Mogu se koristiti za izradu kućišta.
8. Čelične spiralno zavarene cijevi (prema GOST 20295-85 s volumetrijskom toplinskom obradom) mogu se koristiti pri izradi kućišta i zaobilaznih vodova.
9. Kod polaganja cijevi u kućištima, međucijevni prostor se zatrpava cementno-pješčanim mortom.
10.Za novogradnju čelične cijevi Za vodoopskrbne cjevovode otvorenog polaganja (bez čeličnih kućišta i armiranobetonskih obujmica) predvidjeti, ako je potrebno, istovremenu zaštitu cijevi od elektrokemijske korozije u skladu s GOST 9.602-2005.
11. Pri rekonstrukciji čeličnih cjevovoda (bez čeličnih omotača i armiranobetonskih kaveza) bez razaranja postojeće cijevi te pri promptnoj obnovi lokalnih i hitnih dijelova cjevovoda metodama koje nemaju nosivost, po potrebi predvidjeti istodobnu zaštitu cijev od elektrokemijske korozije u skladu s GOST 9.602 -2005.
12. Dopušteno je koristiti lijevane oblikovane dijelove od nodularnog željeza s unutarnjim i vanjskim epoksidnim premazom u prahu, odobrene za uporabu u sustavima za opskrbu pitkom vodom (potvrda o državnoj registraciji, stručno mišljenje o sukladnosti proizvoda s Jedinstvenim sanitarno-epidemiološkim i higijenskim zahtjevima za robu koja podliježe sanitarno-epidemiološkom nadzoru).
13. Stručnjaci Mosvodokanal JSC imaju pravo posjetiti tvornice koje isporučuju cijevi i upoznati se s uvjetima za organizaciju proizvodnje i kontrolu kvalitete proizvoda, kao i pregledati isporučene proizvode.
14. Ispitivanja polietilenskih cijevi provode se na uzorcima izrađenim od cijevi.
14.1. Karakteristike materijala cijevi moraju odgovarati sljedećim vrijednostima:
Termička stabilnost na 200°C – najmanje 20 minuta;
Maseni udio čađe (čađe) – 2,0-2,5%;
Raspodjela čađe (čađe) ili pigmenta – tip I-II;
Relativno istezanje pri lomu uzorka cijevi nije manje od 350%.
14.2. Prilikom provjere zavara, kvar uzorka trebao bi se dogoditi kada relativno istezanje dosegne više od 50% i biti karakteriziran visokom duktilnošću. Prelomna linija mora ići duž osnovnog materijala i ne smije presijecati ravninu zavarivanja. Rezultati ispitivanja smatraju se pozitivnima ako tijekom ispitivanja aksijalnim vlačnim vlakom najmanje 80% uzoraka ima plastični lom tipa I. Preostalih 20% uzoraka može imati tip II prijeloma. Kvar tipa III nije dopušten.
2. Tehnički uvjeti za uporabu cijevi i materijala
za izgradnju i rekonstrukciju kanalizacijskih sustava u objektima JSC Mosvodokanal
|
MGSN 6.01-03 |
|||
Za promjere preko 3000 mm | 2.2.3.1.B. Montaža cijevi od stakloplastike, namijenjen za presvlačenje, Cijevi od stakloplastike proizvedene tehnologijom kontinuiranog namotavanja staklenih vlakana na bazi poliesterskih veziva; Hobas “kvaliteta DA”, proizveden centrifugiranjem, ima unutarnju oblogu na bazi vinil esterskog veziva debljine najmanje 1,0 mm na spojnoj vezi s poravnanjem cijevi. Prstenasta krutost cijevi nije manja od SN 5000 N/m2. GOST R 54560-2011, GOST ISO 10467-2013, SP 40-105-2001, MGSN 6.01-03 |
||
2.2.3.2.B Ugradnja spregnutih elemenata od polimerbetona MGSN 6.01-03 |
|||
Tlačni kanalizacijski cjevovodi |
|||
|
Novogradnja tlačnih cjevovoda |
|||
Polaganje rova | Montaža bez iskopa |
||
3.1.T. Polaganje cijevi od nodularnog željeza (duktilnog željeza) s vanjskim premazom od cinka i unutarnjim premazom otpornim na kemikalije GOST R ISO 2531-2012, SP 66.133330.2011 | 3.1.B. Montaža cijevi od nodularnog lijeva visoke čvrstoće (duktilnog lijeva) na trajnom spoju s vanjskom pocinkovanom prevlakom i unutarnjom kemijski otpornom prevlakom u centriranom kućištu. MGSN 6.01-03 |
||
3.2.T. Polaganje čeličnih cijevi s ravnim šavom s unutarnjim cementno-pješčanim premazom i vanjskom izolacijom vrlo ojačanog tipa u skladu s GOST 9.602-2005 uz istovremenu električnu zaštitu ako je potrebno. GOST 20295-85, MGSN 6.01-03 | 3.2.B. Montaža čeličnih cijevi s ravnim šavom s unutarnjim cementno-pješčanim premazom i vanjskom izolacijom vrlo ojačanog tipa u skladu s GOST 9.602-2005 u središnjem kućištu. Promjer do 500 mm – klasa čelika St20 Promjer 500 mm ili više - klasa čelika 17G1S, 17G1SU GOST 10704-91, GOST 10705-80, GOST 10706-76, GOST 20295-85, MGSN 6.01-03 |
||
3.3.T. Stil: Cijevi od stakloplastike proizvedene tehnologijom FLOWTITE kontinuiranim namotavanjem staklenih vlakana pomoću nezasićenih poliesterskih smola. Prstenasta krutost položenih cijevi nije manja od SN 10000 N/m2. Spojna veza. Brtva u armiranobetonskom kavezu ili kućištu. GOST R ISO 10467-2013, SP 40-105-2001 | 3.3.B. Montaža: Hobas cijevi od stakloplastike “kvalitete DA”, proizvedene centrifugiranjem, s unutarnjom oblogom na bazi vinil esterskog veziva debljine najmanje 1,0 mm; Prstenasta krutost položenih cijevi nije manja od SN 10000 N/m2. Spojna veza. Brtva u prethodno obloženom kućištu s centriranjem. |
||
3.4.T. Polaganje jednoslojnih polietilenskih cijevi od PE100 na zavarenom spoju u armiranobetonskom kavezu ili kućištu | 3.4.B. PE100 na zavarenom spoju u prethodno postavljenom slučaju. |
||
3.5.T Za promjere do uključivo 300 mm: Polaganje polietilenskih tlačnih cijevi PE100 u tlima nosivosti najmanje 0,1 MPa (pijesak) i izvedba podloge i zasipa u skladu sa zahtjevima “Pravilnika za uporabu polietilenskih cijevi za rekonstrukciju vodoopskrbnih i kanalizacijskih mreža” (točka 4.) . GOST 18599-2001, SP 40-102-2000 | 3.5.B. Za HDD metodu - PE100-MP GOST 18599-2001, MGSN 6.01-03, SP 40-102-2000 |
||
|
Rekonstrukcija postojećih tlačnih cjevovoda |
|||
Rekonstrukcija uz uništavanje postojeće cijevi | 4.1.1.B. Montaža cijevi od nodularnog lijeva (nodularnog lijeva) visoke čvrstoće na trajnom spoju s vanjskom pocinkovanom oblogom i unutarnjom kemijski otpornom oblogom GOST ISO 2531-2012, SP 66.133330.2011, MGSN 6.01-03 |
||
4.1.2.B. Ugradnja čeličnih cijevi s unutarnjom cementno-pješčanom oblogom i vrlo ojačanom vanjskom izolacijom u skladu s GOST 9.602-2005. Promjer do 500 mm – klasa čelika St20 Promjer 500 mm ili više - klasa čelika 17G1S, 17G1SU GOST 10704-91, GOST 10705-80, GOST 10706-76, GOST 20295-85, MGSN 6.01-03 |
|||
4.1.3.B. Montaža tlačnih cijevi od polietilena PE100-MP s vanjskim zaštitni premaz od mehaničkih oštećenja na bazi polipropilena punjenog mineralima. Priključak je zavaren. GOST 18599-2001, MGSN 6.01-03, SP 40-102-2000 |
|||
4.1.4.B. Montaža: Hobas cijevi od stakloplastike “kvalitete DA”, proizvedene centrifugiranjem, s unutarnjom oblogom na bazi vinil esterskog veziva debljine najmanje 1,0 mm; Cijevi od stakloplastike proizvedene tehnologijom FLOWTITE kontinuiranim namotavanjem staklenih vlakana pomoću nezasićenih poliesterskih smola. Krutost prstena položenih cijevi nije manja od SN 10000 N/m2. Spojna veza. GOST R ISO 10467-2013, MGSN 6.01-03 |
|||
Rekonstrukcija bez uništavanja postojeće cijevi | 4.2.1.B. Montaža cijevi od nodularnog lijeva visoke čvrstoće (duktilnog lijeva) na trajni spoj s vanjskom pocinkovanom prevlakom i unutarnjom kemijski otpornom prevlakom s izravnavanjem cijevi. |
||
4.2.2.B. Montaža čeličnih cijevi s unutarnjim cementno-pješčanim premazom i vanjskom izolacijom vrlo ojačanog tipa u skladu s GOST 9.602-2005 s poravnanjem cijevi. Promjer do 500 mm – klasa čelika St20 Promjer 500 mm ili više - klasa čelika 17G1S, 17G1SU GOST 10704-91, GOST 10705-80, GOST 10706-76, GOST 20295-85, MGSN 6.01-03 |
|||
4.2.3.B. Montaža tlačnih cijevi od polietilena PE100 na zavarenom spoju. Preliminarna priprema unutarnje površine cjevovoda treba spriječiti neprihvatljivo oštećenje cijevi tijekom izvlačenja. GOST 18599-2001, MGSN 6.01-03, SP 40-102-2000 |
|||
4.2.4.B. Montaža: Hobas cijevi od stakloplastike “kvalitete DA”, proizvedene centrifugiranjem, s unutarnjom oblogom na bazi vinil esterskog veziva debljine najmanje 1,0 mm; Cijevi od stakloplastike proizvedene tehnologijom FLOWTITE kontinuiranim namotavanjem staklenih vlakana pomoću nezasićenih poliesterskih smola. Prstenasta krutost položenih cijevi nije manja od SN 10000 N/m2. Priključak je spojni, sa centriranjem cijevi. GOST R ISO 10467-2013, MGSN 6.01-03 |
|||
4.2.5.B. Inverzija polimerno-tkaninskih i kompozitnih crijeva s naknadnom vulkanizacijom rashladnom tekućinom ili ultraljubičastim zračenjem: Polimerno crijevo proizvedeno pomoću tehnologije Aarsleff (Danska); Složeno crijevo proizvedeno tehnologijom Bertos (Rusija) TU 2256-001-59785315-2009; Termoaktivno kompozitno ojačano crijevo, proizvedeno tehnologijom COMBILINER TUBETEX KAWO (Češka Republika). Prstenasta krutost crijeva uzima se proračunom ili pomoću regulatorni dokumenti ovisno o preostalom vijeku trajanja cjevovoda. MGSN 6.01-03 |
|||
Polaganje sifona |
|||
5.1. Polaganje radne cijevi u kućište s centriranjem metodama bez iskopa | 5.1.1. Polietilenske tlačne cijevi PE100 GOST 18599-2001, MGSN 6.01-03, SP 40-102-2000 |
||
5.1.2. Čelične cijevi s ravnim šavovima s unutarnjim cementno-pješčanim premazom i vrlo ojačanom vanjskom izolacijom u skladu s GOST 9.602-2005 Promjer 500 mm ili više - klasa čelika 17G1S, 17G1SU |
|||
5.1.3. Cijevi od nodularnog lijeva visoke čvrstoće (duktilnog lijeva) na trajnom spoju s vanjskom pocinkovanom prevlakom i unutarnjom kemijski otpornom prevlakom s izravnavanjem cijevi. GOST ISO 2531-2012, SP 66.133330.2011, MGSN 6.01-03 |
|||
5.1.4. Montaža: Cijevi od stakloplastike proizvedene tehnologijom kontinuiranog namotavanja staklenih vlakana na bazi poliesterskih veziva; Cijevi od stakloplastike izrađene tehnologijom “Fiberglass Composite” na bazi poliesterskih smola; Hobas cijevi od stakloplastike “kvalitete DA”, proizvedene centrifugiranjem, s unutarnjom oblogom na bazi vinil esterskog veziva debljine najmanje 1,0 mm; Cijevi od stakloplastike proizvedene tehnologijom FLOWTITE kontinuiranim namotavanjem staklenih vlakana pomoću nezasićenih poliesterskih smola. Prstenasta krutost položenih cijevi nije manja od SN 5000 N/m2 (za gravitacijske mreže) i SN 10000 N/m2 (za tlačne cjevovode). Spojna veza. GOST R 54560-2011 (za gravitacijske mreže), GOST R ISO 10467-2013, MGSN 6.01-03, SP 40-105-2001 |
|||
5.2. Polaganje HDD metodom | 5.2.1. Cijevi od nodularnog lijeva visoke čvrstoće (duktilnog lijeva) na trajnoj vezi s vanjskom pocinkovanom oblogom i unutarnjom kemijski otpornom oblogom. GOST ISO 2531-2012, SP 66.133330.2011, MGSN 6.01-03. |
||
5.2.2. Polietilenske tlačne cijevi PE100-MP s vanjskim zaštitnim premazom protiv mehaničkih oštećenja na bazi polipropilena punjenog mineralima. Priključak je zavaren. GOST 18599-2001, MGSN 6.01-03, SP 40-102-2000 |
|||
5.3. Rad se izvodi s površine vode | 5.3.1 . Ravnošavne čelične cijevi s unutarnjim cementno-pješčanim premazom i vanjskom zaštitom od balasta betonski pokrov, proizvedeno u tvornici. Promjer do 500 mm – klasa čelika St20 |
Vlasnici patenta RU 2653277:
Izum se odnosi na cjevovodni transport i može se koristiti pri izgradnji i/ili rekonstrukciji prijelaza magistralnih cjevovoda kroz prirodne i umjetne prepreke izgrađene metodama bez iskopa. U predloženoj metodi punjenje annulusnog prostora otopinom provodi se u fazama. U svakoj fazi, otopina se pumpa u prstenasti prostor i nakon što se otopina skrutne, dovodi se otopina sljedeće faze. Punjenje prstenastog prostora vrši se pomoću dva injekcijska cjevovoda, koji se dovode u prstenasti prostor s jednog od krajeva tunelskog prolaza na udaljenosti L. Za ispunjavanje prstenastog prostora koristi se otopina gustoće od najmanje 1100 kg/m 3, Marshova viskoznost ne veća od 80 s i vrijeme vezivanja od najmanje 98 sati Tehnički rezultat: poboljšanje kvalitete popunjavanja međucijevnih prostora plastičnim materijalom pri organiziranju tunelskih prijelaza glavnog cjevovoda ispod prirodne ili umjetne prepreke, uglavnom ispunjene vodom, stvaranjem kontinuiranog plastičnog prigušivača bez šupljina koji sprječava oštećenje cjevovoda tijekom mogućih mehaničkih ili seizmičkih udara. 5 plaća f-li, 4 ilustr.
Metoda ispunjavanja otopinom međucijevnih prostora tunelskog prijelaza glavnog cjevovoda
Područje tehnike na koje se izum odnosi
Izum se odnosi na cjevovodni transport i može se koristiti pri izgradnji i/ili rekonstrukciji prijelaza magistralnih cjevovoda kroz prirodne i umjetne prepreke izgrađene metodama bez iskopa.
Vrhunac umjetnosti
Iz stanja tehnike poznat je postupak izrade sustava za prijelaz magistralnog cjevovoda preko ceste, koji se sastoji u postavljanju cjevovoda ispod ceste u zaštitnu ovojnicu i osiguravanju nepropusnosti međucijevnih prostora između cjevovoda i zaštitne ovojnice. završne brtve. U ovom slučaju, međucijevni prostor između cjevovoda i zaštitnog omotača ispunjen je tekućom plastičnom masom na bazi sintetskih visokomolekularnih spojeva (patent RU 2426930 C1, datum objave 20.08.2011., IPC F16L 7/00).
Hendikep poznata metoda je njegova usko ciljana uporaba na kratkim prijelazima, uglavnom ispod cesta i željezničkih pruga s ravnim profilom polaganja. Osim toga, navedena metoda nije primjenjiva za izvođenje radova na ispunjavanju međucijevnih prostora u tunelskim prijelazima s mogućnošću istovremenog istiskivanja vode.
Suština izuma
Problem koji se rješava predmetnim izumom je stvaranje plastičnog prigušivača u međucijevnom prostoru koji sprječava oštećenje cjevovoda pod mogućim mehaničkim i seizmičkim utjecajima.
Tehnički rezultat postignut primjenom predmetnog izuma je poboljšanje kvalitete ispunjavanja međucijevnih prostora plastičnim materijalom pri organiziranju tunelskih prijelaza glavnog cjevovoda ispod prirodnih ili umjetnih prepreka, uglavnom ispunjenih vodom, stvaranjem kontinuiranog, bez šupljina, plastični prigušivač koji sprječava oštećenje cjevovoda pri mogućim mehaničkim ili seizmičkim udarima.
Navedeni tehnički rezultat postiže se činjenicom da je postupak punjenja prstenastog prostora tunelskog prijelaza glavnog cjevovoda otopinom karakteriziran činjenicom da se punjenje prstenastog prostora otopinom provodi u fazama, u svakom stupnju otopina se upumpava u prstenasti prostor i nakon stvrdnjavanja otopine dovodi se otopina sljedećeg stupnja, dok se punjenje prstenastog prostora vrši pomoću dva injekcijska cjevovoda, koji se dovode u prstenasti prostor iz jednog krajeva prolaza tunela do udaljenosti L, dok se za punjenje prstena koristi otopina gustoće od najmanje 1100 kg/m 3, viskoznosti po Marshu ne veće od 80 s i vremena vezivanja od najmanje 98 sati.
Osim toga, u konkretnom slučaju izvedbe izuma udaljenost L iznosi 0,5-0,7 duljine prolaza tunela.
Osim toga, u konkretnom slučaju realizacije izuma, dodatno se izvodi pomoćna jama za ugradnju stroja za horizontalno usmjereno bušenje koji dovodi injekcijske cjevovode u prstenasti prostor.
Osim toga, u konkretnom slučaju izvedbe izuma, injekcijski cjevovodi opremljeni su valjkastim ili bezvaljkastim potporno-vodećim prstenovima, koji osiguravaju nesmetano kretanje injekcijskih cjevovoda u međucijevnom prostoru.
Osim toga, u konkretnom slučaju izvedbe izuma, kako se međucijevni prostor popunjava, injekcijski cjevovodi se uklanjaju iz međucijevnih prostora.
Osim toga, u konkretnom slučaju izvedbe izuma, u procesu dovođenja injekcijskih cjevovoda u prstenasti prostor, predviđeno je kontinuirano praćenje njihove dovodne brzine i vizualno praćenje njihovog položaja u odnosu na cjevovod.
Podaci koji potvrđuju provedbu izuma
Na sl. 1 na slici opći oblik prihvatna jama s injekcijskim cjevovodima;
na sl. Slika 2 prikazuje opći prikaz prolaza tunela ispod vodene prepreke s postavljenim injekcijskim cjevovodima;
na sl. 3 prikazuje tunelski prolaz s postavljenim injekcijskim cjevovodima (poprečni presjek);
na sl. Slika 4 prikazuje opći pogled na prsten za vođenje nosača valjka (poprečni presjek).
Pozicije na crtežima imaju sljedeće oznake:
1 - međucijevni prostor;
1 1 - prolaz tunela;
2 - prirodna prepreka;
3 - prihvatna (početna) jama;
4 - pomoćna jama;
5 - stroj za horizontalno usmjereno bušenje;
6 - zid prihvatne (početne) jame;
7 - tehnološka rupa u zidu prihvatne (početne) jame;
8 - ispusni cjevovodi;
9 - potporni stol;
10 - valjkasti ležajevi;
11 - prstenovi za potporu valjka;
12 - cjevovod;
13 - čelična stezaljka prstena za vođenje nosača;
14 - razmakni tarni materijal prstena za vođenje potpore;
15 - valjci prstena za vođenje potpore;
16 - držači valjaka;
17 - obloga tunela;
18 - crpna stanica.
Metoda se provodi na sljedeći način.
Prije izvođenja radova na ispunjavanju međucijevnih prostora 1 tunelskih prolaza 1 1 glavnih cjevovoda kroz prirodne ili umjetne prepreke 2, izgrađene metodama bez iskopa (mikrotuneliranje), provode se pomoćni tehnološki radovi (slika 1). Pored prihvatnih (početnih) jama 3, napravljenih na oba kraja tunelskog prolaza 1 1, izgrađene su pomoćne jame 4 za ugradnju stroja za horizontalno usmjereno bušenje 5 za dovod cjevovoda za ubrizgavanje, na primjer, stroj za horizontalno usmjereno bušenje ( HDD) i drugu pomoćnu opremu (nije prikazano). U zidu 6 prihvatne (početne) jame 3 dijamantnim zidnim rezačem (nije prikazan) izrezuju se tehnološki otvori 7 dimenzija 1,0×1,0 m kroz koje prolaze dva injekcijska cjevovoda 8 namijenjena za dovod punila, pripremljenog u obliku otopine, u prstenasti prostor 1. U prihvatnu (početnu) jamu 3, postavljen je potporni stol 9 s valjkastim nosačima 10, koji osigurava nesmetan dovod injekcijskih cjevovoda 8 u prstenasti prostor 1. U preferiranoj izvedbi Prema ovom izumu, metoda se može koristiti i u organizaciji tunelskih prijelaza 1 1 koji imaju ravni profil brtve, i kada se organiziraju tunelski prolazi 1 1 koji imaju zakrivljeni profil brtve, uključujući uglavnom nagnute krajnje dijelove i uglavnom ravni središnji dio. Ispusni cjevovod 8 je sklopivi cjevovod izrađen, na primjer, od polietilenskih cijevi.
Otopina se dovodi u međucijevni prostor 1 (slika 2) kroz najmanje dva injekcijska cjevovoda 8, čije polaganje počinje s jednog od krajeva tunelskog prolaza 1 1 napunjenog vodom. Polaganje injekcijskih cjevovoda 8 provodi se na udaljenosti L, poželjno u iznosu od 0,5-0,7 duljine tunelskog prijelaza 1 1, što osigurava mogućnost dovoda otopine u potrebnu zonu prstenastog prostora 1 i ravnomjerno punjenje. prstenastog prostora 1 bez stvaranja šupljina s istodobnim istiskivanjem vode u smjeru prihvatne jame 3, koja se nalazi na kraju tunelskog prolaza, od koje počinje punjenje međucijevnih prostora. Dovod injekcijskih cjevovoda 8 u prstenasti prostor 1 provodi se pomoću stroja za horizontalno usmjereno bušenje 5 i nekoliko valjkastih potpornih vodećih prstenova 11 ugrađenih na injekcijske cjevovode 8 (slika 3), ili potpornih vodećih prstenova bez valjaka (nisu prikazani) . Vodeći prsten za potporu valjka 11 (slika 4) uključuje čeličnu stezaljku 13 ugrađenu na ispusni cjevovod 8 kroz tarnu brtvu 14, koja osigurava pouzdanu fiksaciju prstena 11 s cjevovodom 8, najmanje četiri poliuretanska kotača (valjka) 15 ugrađeni u držače 16, poželjno pod kutom od 90° jedan prema drugom. U ovom slučaju najmanje dva valjka 15 leže na površini obloge tunela 17, a najmanje jedan od valjaka 15 se naslanja na površinu cjevovoda 12, što osigurava glatko kretanje injekcijskih cjevovoda 8 duž površine cjevovoda 12 u međucijevni prostor 1 u zadanom smjeru (sl. 3). Korištenje najmanje dva injekcijska cjevovoda 8 omogućuje da se međucijevni prostor 1 ravnomjerno ispuni otopinom s obje strane cjevovoda 12, što omogućuje održavanje projektiranog položaja cjevovoda. Kako bi se spriječilo "isplivanje" cjevovoda 12, međucijevni (tunelski) prostor 1 puni se otopinom u fazama. U svakoj fazi otopina se ubrizgava u prsten 1, gdje se stvrdnjava i poprima svojstva čvrstoće, a tek nakon toga se dovodi otopina sljedeće faze. Tako je osigurano kontinuirano ravnomjerno punjenje međucijevnog prostora 1 otopinom uz istodobno istiskivanje vode u prihvatnu jamu 3 uz njezino naknadno ispumpavanje pomoću crpna stanica 18. Kako se međucijevni prostor 1 puni otopinom, injekcijski cjevovodi 8 uklanjaju se iz međucijevnoga prostora 1. Nakon toga, slične operacije za punjenje preostalog dijela međucijevnoga prostora 1 izvode se s drugog kraja tunelskog prolaza. 1 1 . U ovom slučaju, polaganje injekcijskih cjevovoda 8 izvodi se na udaljenosti od dijela tunelskog prolaza 1 koji nije ispunjen otopinom.
Primjenom predložene metode osigurava se mogućnost kontinuiranog, ravnomjernog ispunjavanja međucijevnih prostora tunelskog prijelaza 1 1 bez stvaranja šupljina. Dodatno, metoda punjenja međucijevnih prostora 1 omogućuje izvođenje radova na prijelazu rada glavnog cjevovoda bez zaustavljanja pumpanja proizvoda.
Kako bi se osiguralo kontinuirano praćenje kretanja i položaja injekcijskih cjevovoda 8 kada se kreću u prstenu 1, kao i procjena općeg stanja prstena 1, mogu se instalirati sredstva za video snimanje, na primjer web kamera (nije prikazana). na utisnim cjevovodima 8. Kada se cjevovodi za ubrizgavanje 8 pomiču u prolazu tunela 1 1, slika s uređaja za video snimanje u stvarnom vremenu šalje se na uređaj za prikaz informacija koji se nalazi u stroju za horizontalno usmjereno bušenje 5 (nije prikazan). Na temelju primljenih informacija, operater može ograničiti protok cijevi za ubrizgavanje 8 ovisno o stvarnom položaju izlaznih otvora cijevi za ubrizgavanje 8, na primjer, ako se otkriju bilo kakve prepreke ili cijevi za ubrizgavanje 8 odstupaju od specificiranih staza.
Za izradu plastičnog prigušivača koji sprječava oštećenje cjevovoda 12 pod seizmičkim utjecajima, kao punilo se koristi otopina dovoljne čvrstoće i elastično-plastičnih svojstava. Međucijevni prostor 1 ispunjava se otopinom pripremljenom na bazi bentonitnog cementnog praha uz dodatak polimera. Kao rezultat skrućivanja otopine nastaje materijal koji ima dovoljnu čvrstoću i elastično-plastična svojstva i omogućuje zaštitu cjevovoda 12 od mogućih mehaničkih i seizmičkih utjecaja. Stanice za miješanje (nisu prikazane) koriste se za pripremu otopine. Da bi se osigurala potrebna svojstva materijala, otopina mora zadovoljavati sljedeće karakteristike: gustoća otopine najmanje 1100 kg/m 3 ; uvjetna viskoznost otopine prema Marshu nije veća od 80 s; Vrijeme stvrdnjavanja (gubitak pokretljivosti) je najmanje 98 sati.
Nakon punjenja međucijevnih prostora 1 provode se pomoćni tehnološki radovi: ugradnja brtvenih premosnica na krajevima tunelskog prolaza (nisu prikazani), demontaža injekcijskih cjevovoda 8 i pomoćne opreme, brtvljenje tehnološkog otvora 7 u zidu 6 prihvatna (polazna) jama 3 i zatrpavanje pomoćne jame 4.
Dakle, inventivna metoda osigurava kontinuirano, bez stvaranja šupljina, punjenje međucijevnih prostora plastičnim materijalom dovođenjem otopine preko injekcijskih cjevovoda uz mogućnost istovremenog istiskivanja vode (po potrebi) na prijelazima magistralnih cjevovoda kroz prirodne i umjetne prepreke, izgrađene metodama bez iskopa (mikrotuneliranje).
1. Metoda punjenja prstenastog prostora tunelskog prijelaza glavnog cjevovoda otopinom, naznačena time što se prstenasti prostor puni otopinom u fazama, u svakoj fazi otopina se pumpa u prstenasti prostor i nakon otopine očvrsnula, dovodi se otopina sljedećeg stupnja, dok se prostor prstena puni pomoću cjevovoda dvije injekcijske pumpe koje se dovode u prostor prstena s jednog kraja prijelaza tunela na udaljenosti L, dok se za punjenje prostora prstena otopina koristi se s gustoćom od najmanje 1100 kg/m 3, viskozitetom po Marshu od najviše 80 s i vremenom stvrdnjavanja od najmanje 98 sati.
2. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time, da udaljenost L iznosi 0,5-0,7 duljine prolaza tunela.
3. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time, da se dodatno izrađuje pomoćna jama za ugradnju stroja za horizontalno usmjereno bušenje koji dovodi cjevovode za injektiranje u prstenasti prostor.
4. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time, da su injekcijski cjevovodi opremljeni potporno-vodećim prstenovima s valjcima ili bez valjaka, koji osiguravaju nesmetano kretanje injekcijskih cjevovoda u međucijevnom prostoru.
5. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time, da se kako se međucijevni prostor puni, cjevovodi za utiskivanje uklanjaju iz međucijevnoga prostora.
6. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time, da se tijekom dovoda injekcijskih cjevovoda u prstenasti prostor osigurava kontinuirano praćenje njihove brzine dovođenja i vizualno praćenje njihovog položaja u odnosu na cjevovod.
Slični patenti:
Izum se odnosi na polaganje cjevovoda ispod cesta i željezničkih pruga korištenjem energije kontrolirane eksplozije. U tijeku je priprema radnih i prihvatnih jama.
Izum se odnosi na konstrukciju cjevovoda i koristi se u izgradnji prolaza ispod cesta, željezničkih pruga i vodenih barijera kao nosači namijenjeni za provlačenje cjevovoda unutar zaštitnog omotača ili u betonskom tunelu.
Izum se odnosi na polaganje cjevovoda ispod cesta i željezničkih pruga. U tijeku je priprema radnih i prihvatnih jama.
Izum se odnosi na sredstva za ugradnju cijevi, točnije na nosače za centriranje za podupiranje unutarnje cijevi unutar vanjske. Nosač za centriranje unutarnje cijevi sadrži plastičnu stezaljku koja pokriva unutarnju cijev sa zateznom bravom zakrivljenom duž površine unutarnje cijevi i radijalnim podupiračima koji su sastavni dio stezaljke u obliku ravnih ploča.
Izum se odnosi na izgradnju cjevovoda i može se koristiti u izgradnji prijelaza cjevovoda kroz vodene barijere. Podvodni cjevovod tipa "cijev u cijevi" za prelazak vodene barijere uključuje cilindrično kućište balastirano na dnu čiji su krajevi izvučeni izvan obalnih vodozaštitnih zona i tlačni produktovod položen unutar njega.
Skupina izuma odnosi se na materijal za oblaganje cjevovoda i metodu oblaganja cjevovoda. Materijal za oblaganje preokrenuti kako bi se okrenuli iznutra prema van za oblaganje P cjevovoda.
Izum se odnosi na uređaje za izgradnju i popravak linearnog dijela cjevovoda, koji se uglavnom nalaze pod vodom. Cilj izuma je olakšati projektiranje i smanjiti rizik od onečišćenja okoliša.
Izum se odnosi na rudarstvo, posebice na uređaje za podvodno rudarenje. Uređaj se također može koristiti za polaganje cijevi za naftu i plin na morskom dnu i kopnu, geološka istraživanja, razradu ležišta treseta, te tijekom izgradnje u teškim geološkim uvjetima.
Izum se odnosi na područje popravaka hitnih dijelova glavnog cjevovoda koji se nalazi na slabo nosivim tlima i može se koristiti za centriranje cijevi prije zavarivanja suprotnih krajeva cjevovoda prilikom zamjene neispravnog dijela cijevi.
Izum se odnosi na uređaj za polaganje cjevovoda bez rova, koji ima bušaću glavu za odvajanje stijene, a bušaća glava ima spojni element za vodilicu bušaće kolone, ima pumpu za usis i ispuštanje bušotine odvojene glava za bušenje i spojni element iza glave za bušenje, koji sadrži najmanje jedan usisni element za primanje i ispuštanje odvojene stijene, i ima spojni dio koji ima spojni element za cjevovod, te metodu bušenja i polaganja za polaganje bez rova cjevovod, u kojem se vodeća bušotina izrađuje duž zadane linije bušenja od početne točke do ciljne točke, pri čemu se vodeća bušotina formira napredovanjem vodeće bušotine s vodećom bušaćom kolonom, u kojoj, nakon dostizanja ciljane točke , na kraj vodeće bušaće kolone pričvršćena je glava za polaganje bušotine koja je spojena na cjevovod i kroz koju se proširuje bušotina i istovremeno skidanjem vodećih bušaćih stupova s jedne strane iz bušotine i/ ili uvođenjem cjevovoda u bušotinu, polaže se cjevovod, a bušotina odvojena bušaćom glavom hidraulički se hvata iza bušaće glave bušoćeg uređaja i pomoću pumpe otprema iz bušotine.
Izum se odnosi na područje izgradnje, rada i popravka cjevovoda za transport plina, nafte i drugih proizvoda i može se koristiti pri polaganju podzemnog cjevovoda u močvarnim područjima u močvarama tipa I. Metoda se sastoji u razvijanju uskog rova s posebnim strojem za rezanje tla okomita ravnina do 2 m dubine, a plugovi u vodoravnoj ravnini širine do 0,5 m. Zatim se balastirani cjevovod vučnim sredstvima i cijevopolagačima uvlači u rov. Balastiranje cjevovoda sprječava njegovo plutanje. Prilikom povlačenja cjevovoda opremljen je čepom i konusnim uređajem za otvaranje rova. Ako tlo bubri prilikom povlačenja cjevovoda, predviđeno je rahljenje tla buldožerom ili bagerom. Tehnički rezultat sastoji se u smanjenju intenziteta rada pri polaganju cjevovoda i povećanju pouzdanosti njegovog rada. 3 ilustr.
Izum se odnosi na cjevovodni transport i može se koristiti pri izgradnji ili rekonstrukciji prijelaza magistralnih cjevovoda kroz prirodne i umjetne prepreke izgrađene metodama bez iskopa. U predloženoj metodi punjenje annulusnog prostora otopinom provodi se u fazama. U svakoj fazi, otopina se pumpa u prstenasti prostor i nakon što se otopina skrutne, dovodi se otopina sljedeće faze. Punjenje prstenastog prostora vrši se pomoću dva injekcijska cjevovoda, koji se dovode u prstenasti prostor s jednog od krajeva tunelskog prolaza na udaljenosti L. Za ispunjavanje prstenastog prostora koristi se otopina gustoće od najmanje 1100 kgm3, Marshova viskoznost ne veća od 80 s i vrijeme vezivanja od najmanje 98 sati Tehnički rezultat: poboljšanje kvalitete popunjavanja međucijevnih prostora plastičnim materijalom pri organiziranju tunelskih prijelaza glavnog cjevovoda ispod prirodnih ili umjetne prepreke, uglavnom ispunjene vodom, stvaranjem kontinuiranog plastičnog prigušivača bez šupljina koji sprječava oštećenje cjevovoda pod mogućim mehaničkim ili seizmičkim utjecajima. 5 plaća f-li, 4 ilustr.
480 rub. | 150 UAH | 7,5 USD ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Disertacija - 480 RUR, dostava 10 minuta 24 sata dnevno, sedam dana u tjednu i praznicima
240 rub. | 75 UAH | 3,75 USD ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Sažetak - 240 rubalja, dostava 1-3 sata, od 10-19 (po moskovskom vremenu), osim nedjelje
Borcov Aleksandar Konstantinovič. Tehnologija konstrukcije i metode za proračun stanja naprezanja podvodnih cjevovoda "cijev u cijevi": IL RSL OD 61:85-5/1785
Uvod
1. Projekt podvodnog cjevovoda “cijev u cijevi” s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom 7
1.1. Dizajn dvocijevnih cjevovoda 7
1.2. Tehničko-ekonomska procjena podvodnog prijelaza cjevovoda od cijevi do cijevi 17
1.3. Analiza obavljenog rada i postavljanje ciljeva istraživanja 22
2. Tehnologija cementiranja međucijevnih prostora cjevovoda cijev u cijevi 25
2.1. Materijali za cementiranje anulusa 25
2.2. Izbor formulacije cementnog morta 26
2.3. Oprema za cementiranje 29
2.4. Punjenje prstena 30
2.5. Proračun cementiranja 32
2.6. Eksperimentalna ispitivanja tehnologije cementiranja 36
2.6.1. montaža i ispitivanje dvocijevnog konja 36
2.6.2. Cementiranje prstena 40
2.6.3. Ispitivanje čvrstoće cjevovoda 45
3. Naponsko-deformacijsko stanje troslojnih cijevi pod unutarnjim tlakom 50
3.1. Svojstva čvrstoće i deformacije cementnog kamena 50
3.2. Naprezanja u troslojnim cijevima kada cementni kamen osjeti tangencijalne vlačne sile 51
4. Eksperimentalna istraživanja stanja naprezanja i deformacije troslojnih cijevi 66
4.1. Metodologija provođenja eksperimentalnih istraživanja 66
4.2. Tehnologija izrade modela 68
4.3. Ispitni stalak 71
4.4. Metodologija mjerenja deformacija i ispitivanja 75
4.5. Utjecaj nadpritiska cementiranja mek-cijevnog prostora na preraspodjelu naprezanja 79
4.6. Provjera prikladnosti teorijskih ovisnosti 85
4.6.1. Metodologija planiranja eksperimenta 85
4.6.2. Statistička obrada rezultata testiranja! . 87
4.7. Ispitivanje troslojnih cijevi u punoj veličini 93
5. Teorijska i eksperimentalna istraživanja krutosti na savijanje cjevovoda tipa "cijev u cijevi". 100
5.1. Proračun krutosti cjevovoda na savijanje 100
5.2. Eksperimentalna istraživanja krutosti na savijanje 108
Zaključci 113
Opći zaključci 114
Književnost 116
Prijave 126
Uvod u rad
U skladu s odlukama 21. kongresa CPSU-a, industrija nafte i plina razvija se ubrzanim tempom u tekućem petogodišnjem razdoblju, osobito u regijama Zapadnog Sibira, u Kazahstanskoj SSR i na sjeveru Europski dio zemlje.
Do kraja petogodišnjeg razdoblja proizvodnja nafte i plina bit će 620-645 milijuna tona, odnosno 600-640 milijardi kubičnih metara. metara.
Za njihov transport potrebno je konstruirati snažne magistralne cjevovode s visokim stupnjem automatizacije i pogonske pouzdanosti.
Jedan od glavnih zadataka u petogodišnjem planu bit će daljnji ubrzani razvoj naftnih i plinskih polja, izgradnja novih i povećanje kapaciteta postojećih plinskih i naftnih transportnih sustava koji idu od regija Zapadnog Sibira do glavnih mjesta potrošnje nafte i plina - u središnjim i zapadnim regijama zemlje. Cjevovodi znatne duljine će se križati veliki broj razne vodene prepreke. Prijelazi preko vodenih barijera su najsloženije i najkritičnije dionice linearnog dijela magistralnih cjevovoda o kojima ovisi pouzdanost njihovog rada. Kvarom podvodnih prijelaza nastaje ogromna materijalna šteta koja se definira kao zbroj šteta za potrošača, prijevoznika i od onečišćenja okoliša.
Popravak i restauracija podvodnih prijelaza složen je zadatak koji zahtijeva značajan napor i sredstva. Ponekad troškovi popravka prijelaza premašuju troškove njegove izgradnje.
Stoga se velika pozornost posvećuje osiguravanju visoke pouzdanosti prijelaza. Moraju raditi bez kvarova ili popravaka tijekom cijelog projektiranog životnog vijeka cjevovoda.
Trenutno se, radi povećanja pouzdanosti, prijelazi glavnih cjevovoda kroz vodene barijere izvode u dvolinijskoj izvedbi, tj. paralelno s glavnom niti, na udaljenosti do 50 m od nje, postavlja se dodatna - rezervna. Takva redundancija zahtijeva dvostruka kapitalna ulaganja, ali kao što iskustvo rada pokazuje, ne osigurava uvijek potrebnu operativnu pouzdanost.
U U zadnje vrijeme Razvijene su nove sheme dizajna koje pružaju povećanu pouzdanost i snagu jednonitnih prijelaza.
Jedno od takvih rješenja je projektiranje podvodnog prijelaza cjevovoda “cijev u cijev” s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom. Brojni prijelazi već su izgrađeni u SSSR-u koristeći projektnu shemu "cijev u cijevi". Uspješno iskustvo u projektiranju i izgradnji takvih prijelaza pokazuje da tinjajuća teoretska i Konstruktivne odluke dovoljno je razvijena tehnologija ugradnje i polaganja, kontrola kvalitete zavarenih spojeva i ispitivanje dvocijevnih cjevovoda. No, budući da je međucijevni prostor izgrađenih prijelaza bio ispunjen tekućinom ili plinom, postavljaju se pitanja vezana uz osobitosti izgradnje podvodnih prijelaza cjevovoda "cijev u cijev" s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom. su u biti novi i slabo shvaćeni.
Stoga je svrha ovog rada znanstveno utemeljenje i razvoj tehnologije izgradnje podvodnih cjevovoda “cijev u cijevi” s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom.
Za postizanje tog cilja proveden je opsežan program
teorijsko i eksperimentalno istraživanje. Prikazana je mogućnost korištenja potcijevi za ispunjavanje annulusnog prostora.
vodovodni cjevovodi "cijev u cijevi" materijali, oprema i tehnološke metode koje se koriste u cementiranju bušotina. Izgrađen je eksperimentalni dio cjevovoda ovog tipa. Izvedene su formule za proračun naprezanja u troslojnim cijevima pod djelovanjem unutarnjeg tlaka. Provedena su eksperimentalna istraživanja stanja naprezanja i deformacije troslojnih cijevi za magistralne cjevovode. Izvedena je formula za izračunavanje krutosti na savijanje troslojnih cijevi. Eksperimentalno je određena krutost savijanja cjevovoda cijev u cijevi.
Na temelju provedenih istraživanja donesene su “Privremene upute za projektiranje i tehnologiju građenja pilot-industrijskih podvodnih plinovodnih prijelaza za tlak od 10 MPa i više tipa “cijev u cijevi” s cementiranjem međucijevnih prostora” i Izrađene su „Upute za projektiranje i izgradnju odobalnih podvodnih cjevovoda prema projektnoj shemi" cijev u cijevi" s cementiranjem međucijevnih prostora", odobrenih od strane Mingazproma 1982. i 1984. godine.
Rezultati disertacije praktično su korišteni u projektiranju podvodnog prolaza plinovoda Urengoj - Uzhgorod kroz rijeku Pravaya Khetta, projektiranju i izgradnji dionica naftovoda i produktovoda Dragobych - Stryi i Kremenchug - Lubny - Kijev, dionice morskih cjevovoda Strelka 5 - Bereg i Golitsyno - Bereg.
Autor zahvaljuje voditelju Moskovske podzemne stanice za skladištenje plina proizvodne udruge Mostransgaz O. M. Korabelnikovu, voditelju laboratorija za čvrstoću plinovoda VNIIGAZ-a, dr. sc. tehn. znanosti N.I. Anenkov, šef odreda za pričvršćivanje bušotina Moskovske ekspedicije dubokog bušenja O.G. Drogalin za pomoć u organizaciji i provođenju eksperimentalnih istraživanja.
Tehničko-ekonomska procjena podvodnog prijelaza cjevovoda od cijevi do cijevi
Prijelazi cjevovoda tipa "cijev u cijev" Prijelazi magistralnih cjevovoda kroz vodene barijere su među najkritičnijim i najsloženijim dionicama trase. Kvarovi takvih prijelaza mogu uzrokovati naglo smanjenje produktivnosti ili potpuni prekid pumpanja transportiranog proizvoda. Popravak i sanacija podmorskih cjevovoda složeni su i skupi. Često su troškovi popravka prijelaza usporedivi s troškovima izgradnje novog prijelaza.
Podvodni prijelazi glavnih cjevovoda u skladu sa zahtjevima SNiP 11-45-75 [70] polažu se u dvije niti na udaljenosti od najmanje 50 m jedna od druge. S takvom redundancijom povećava se vjerojatnost besprijekornog rada prijelaza kao prometnog sustava u cjelini. Troškovi izgradnje pričuvne pruge u pravilu odgovaraju troškovima izgradnje glavne pruge ili ih čak i premašuju. Stoga možemo pretpostaviti da povećanje pouzdanosti kroz redundanciju zahtijeva udvostručenje kapitalnih ulaganja. U međuvremenu, operativno iskustvo pokazuje da ova metoda povećanja operativne pouzdanosti ne daje uvijek pozitivne rezultate.
Rezultati proučavanja deformacija kanalskih procesa pokazali su da zone deformacija kanala znatno premašuju udaljenosti između položenih prolaza. Stoga se erozija glavne i rezervne niti događa gotovo istodobno. Posljedično, povećanje pouzdanosti podvodnih prijelaza treba provoditi u smjeru pažljivog uzimanja u obzir hidrologije akumulacije i razvoja projekata prijelaza s povećanom pouzdanošću, u kojima se kvar podvodnog prijelaza smatra događajem koji dovodi do kršenje nepropusnosti cjevovoda. Tijekom analize razmatrana su sljedeća projektna rješenja: dvostruka jednocijevna izvedba - nizovi cjevovoda položeni su paralelno na udaljenosti od 20-50 m jedna od druge; podvodni cjevovod s kontinuiranim betonskim premazom; izvedba cjevovoda “cijev u cijevi” bez popunjavanja međucijevnih prostora i ispunjena cementnim kamenom; prolaz izgrađen metodom kosog bušenja.
Iz grafikona prikazanih na Sl. 1.10, proizlazi da je najveća očekivana vjerojatnost besprijekornog rada na podvodnom prijelazu cjevovoda "cijev u cijev" s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom, s izuzetkom prijelaza izgrađenog metodom kosog bušenja. .
Trenutno se provode eksperimentalna istraživanja ove metode i razvoj njenih osnovnih tehnoloških rješenja. Zbog složenosti izrade bušilica za usmjereno bušenje, teško je očekivati široko uvođenje ove metode u praksu izgradnje cjevovoda u bliskoj budućnosti. Osim, ovu metodu mogu se koristiti u izgradnji križanja samo kratke duljine.
Za izgradnju prijelaza prema konstrukcijskoj shemi "cijev u cijevi" s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom nije potreban razvoj novih strojeva i mehanizama. Pri montaži i polaganju dvocijevnih cjevovoda koriste se isti strojevi i mehanizmi kao i kod gradnje jednocijevnih cjevovoda, a za pripremu cementne žbuke i popunjavanje međucijevnih prostora koristi se oprema za cementiranje koja se koristi za cementiranje nafte i plina. Trenutno u sustavu Shngazproma i Ministarstva industrije nafte i plina radi nekoliko tisuća jedinica za cementiranje i strojeva za miješanje cementa.
Glavni tehnički i ekonomski pokazatelji podvodnih križanja cjevovoda različitih izvedbi dani su u tablici 1.1 Izračuni su izvršeni za podvodni prijelaz pilot dionice plinovoda pri tlaku od 10 MPa, isključujući troškove zapornih ventila . Duljina prijelaza je 370 m, razmak između paralelnih niti je 50 m. Cijevi su izrađene od čelika X70 s granicom tečenja (et - 470 MPa i vlačnom čvrstoćom Ê6r = 600 MPa. Debljina stijenki cijevi i potrebna dodatna balasta za opcije I, P i Sh izračunavaju se prema SNiP 11-45-75 [70]. Debljina stijenke kućišta u opciji W određena je za cjevovod kategorije 3. Obručna naprezanja u stijenkama cijevi od radni tlak za navedene opcije izračunava se pomoću formule za cijevi s tankim stijenkama.
U izvedbi cjevovoda "cijev u cijevi" s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom, debljina stijenke unutarnje cijevi određena je prema metodi navedenoj u [e], debljina vanjske stijenke uzima se 0,75 od debljine unutrašnjeg. Obručna naprezanja u cijevima izračunavaju se prema formulama 3.21 ovog rada, fizikalne i mehaničke karakteristike cementnog kamena i metala cijevi uzimaju se kao iste kao u proračunu u tablici. 3.1.Najčešći prijelazni dizajn s dvije niti i jednom cijevi s balastiranjem utezima od lijevanog željeza uzet je kao standard za usporedbu (100 USD). Kao što se vidi iz tablice. Í.Í, potrošnja metala dizajna cjevovoda "cijev u cijevi" s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom za čelik i lijevano željezo je više od 4 puta
Oprema za cementiranje
Specifičnosti radova na cementiranju prstenastih cjevovoda tipa "cijev u cijevi" određuju zahtjeve za opremu za cementiranje. Izgradnja prijelaza magistralnih cjevovoda kroz vodene barijere provodi se u različitim područjima zemlje, uključujući udaljena i teško dostupna. Udaljenosti između gradilišta dosežu stotine kilometara, često u nedostatku pouzdanih prometnih komunikacija. Stoga oprema za cementiranje mora imati veliku mobilnost i biti prikladna za prijevoz na velikim udaljenostima u uvjetima izvan ceste.
Količina cementne kaše potrebna za popunjavanje međucijevnih prostora može doseći stotine kubičnih metara, a tlak pri pumpanju kaše može doseći nekoliko megapaskala. Posljedično, oprema za cementiranje mora imati visoku produktivnost i snagu kako bi osigurala pripremu i injektiranje potrebne količine otopine u prstenasti prostor unutar vremena koje ne prelazi vrijeme njegovog zgušnjavanja. Istodobno, oprema mora biti pouzdana u radu i imati dovoljno visoku učinkovitost.
Komplet opreme namijenjen cementiranju bušotina najpotpunije zadovoljava navedene uvjete [72]. U sklopu kompleksa nalaze se: jedinice za cementaciju, strojevi za miješanje cementa, kamioni za prijevoz cementa i autocisterne, stanica za nadzor i kontrolu procesa cementiranja, kao i pomoćna oprema i skladišta.
Za pripremu otopine koriste se strojevi za miješanje. Glavne komponente takvog stroja su bunker, dva horizontalna istovarna puža i jedan kosi utovarni puž te vakuum-hidraulički uređaj za miješanje. Bunker se obično postavlja na šasiju terenskog vozila. Pužnice pokreće vučni motor vozila.
Otopina se pumpa u prstenasti prostor pomoću montirane jedinice za cementiranje. snažna šasija kamion. Jedinica se sastoji od visokotlačne cementne pumpe za pumpanje otopine, pumpe za dovod vode i motora za nju, mjernih spremnika, razdjelnika pumpe i sklopivog metalnog cjevovoda.
Proces cementiranja kontrolira se pomoću stanice SKTs-2m, koja vam omogućuje kontrolu tlaka, protoka, volumena i gustoće ubrizgane otopine.
Za male volumene međucijevnih prostora (do nekoliko desetaka prostornih metara) za cementiranje se mogu koristiti i mort pumpe i mort mješalice koje služe za pripremu i crpljenje mortova.
Cementiranje međucijevnih prostora podvodnih cjevovoda tipa "cijev u cijevi" može se izvesti i nakon polaganja u podvodni rov i prije polaganja na obali. Izbor mjesta za cementiranje ovisi o specifičnim topografskim uvjetima gradnje, duljini i promjeru prijelaza, kao i dostupnosti posebne opreme za cementiranje i polaganje cjevovoda. Ali poželjno je cementirati cjevovode položene u podvodni rov.
Cementiranje prstenastog prostora cjevovoda koji se izvode u naplavnom području (na obali) izvodi se nakon polaganja u rov, a prije zatrpavanja zemljom.Ako je potrebno dodatno balastiranje, prstenasti prostor može se ispuniti vodom prije cementiranja. Dovod otopine u međucijevni prostor počinje od najniže točke dijela cjevovoda. Odvod zraka ili vode provodi se posebnim cijevima s ventilima ugrađenim na vanjski cjevovod na njegovim najvišim točkama.
Nakon što se međucijevni prostor u potpunosti ispuni i otopina počne izlaziti, brzina njenog dovoda se smanjuje i utiskivanje se nastavlja sve dok iz izlaznih cijevi ne počne izlaziti otopina gustoće jednake gustoći ubrizgane. Tada ventili na izlaznim cijevima se zatvaraju i stvara se višak tlaka u prstenastom prostoru. Prethodno se u unutarnjem cjevovodu stvara protutlak, sprječavajući gubitak stabilnosti njegovih zidova. Kada se postigne potreban pretlak u međucijevnom prostoru zatvara se ventil na dovodnoj cijevi. Nepropusnost međucijevnih prostora i tlak u unutarnjem cjevovodu održavaju se za vrijeme potrebno za stvrdnjavanje cementnog morta.
Prilikom punjenja mogu se koristiti sljedeće metode cementiranja prstenastog prostora cjevovoda tipa "cijev u cijevi": izravno; korištenjem posebnih cjevovoda za cementiranje; sekcijsko. Sastoji se od dodavanja cementne otopine u prstenasti prostor cjevovoda, koja istiskuje zrak. ili vode prisutne u njemu. Otopina se dovodi, a zrak ili voda ispuštaju kroz cijevi s ventilima montiranim na vanjskom cjevovodu. Cijeli dio cjevovoda se puni u jednom koraku.
Cementiranje pomoću posebnih cjevovoda za cementiranje Ovom metodom u prstenasti prostor ugrađuju se cjevovodi malog promjera kroz koje se u njega dovodi cementni mort. Cementiranje se provodi nakon polaganja dvocijevnih cjevovoda u podvodni rov. Cementna otopina dovodi se cjevovodima za cementiranje do najniže točke položenog cjevovoda. Ova metoda cementiranja omogućuje najkvalitetnije ispunjavanje međucijevnih prostora cjevovoda položenog u podvodni rov.
Sekcijsko cementiranje može se koristiti ako nedostaje oprema za cementiranje ili veliki hidraulički otpor prilikom pumpanja otopine, što ne dopušta cementiranje cijelog dijela cjevovoda odjednom. U ovom slučaju, cementiranje anulusa provodi se u odvojenim dijelovima. Duljina dionica za cementiranje ovisi o tehničkim karakteristikama opreme za cementiranje. Za svaku dionicu cjevovoda postavljaju se zasebne skupine cijevi za injektiranje cementnog morta i odvod zraka ili vode.
Za popunjavanje međucijevnih prostora cjevovoda cijevi u cijevi cementnim mortom potrebno je znati količinu materijala i opreme potrebne za cementiranje, kao i vrijeme potrebno za njegovo dovršenje Volumen cementnog morta potreban za ispunjavanje između
Naprezanja u troslojnim cijevima kada cementni kamen percipira tangencijalne vlačne sile
Napregnuto stanje troslojne cijevi s međucijevnim prostorom ispunjenim cementnim kamenom (betonom) pod djelovanjem unutarnjeg tlaka razmatrali su u svojim radovima P. P. Borodavkin [9], A. I. Alekseev [5], R. A. Abdullin prilikom izvođenja formula, autori su prihvatili hipotezu da prsten od cementnog kamena osjeća vlačne tangencijalne sile i da ne dolazi do njegovog pucanja pod opterećenjem. Cementni kamen smatran je izotropnim materijalom s istim modulom elastičnosti na napetost i pritisak, te su u skladu s tim naprezanja u prstenu cementnog kamena određena pomoću Lameovih formula.
Analiza čvrstoće i deformacijskih svojstava cementnog kamena pokazala je da mu vlačni i tlačni modul nisu jednaki, a vlačna čvrstoća znatno je manja od tlačne čvrstoće.
Stoga je u disertaciji data matematička formulacija problema za troslojnu cijev s međucijevnim prostorom ispunjenim materijalom različitog modula, a analizirano je stanje naprezanja u troslojnim cijevima magistralnih cjevovoda pod djelovanjem unutarnjeg tlaka. provedeno.
Pri određivanju naprezanja u troslojnoj cijevi uslijed djelovanja unutarnjeg tlaka uzimamo u obzir prsten jedinične duljine izrezan iz troslojne cijevi. Napregnuto stanje u njemu odgovara napregnutom stanju u cijevi kada je (En = 0. Tangencijalna naprezanja između površina cementnog kamena i cijevi uzimaju se jednaka nuli, jer su adhezijske sile između njih beznačajne. Smatramo unutarnje a vanjske cijevi tankostijenim.Prsten od cementnog kamena u međucijevnom prostoru smatramo debelostjenim od različitih modularnih materijala.
Neka je troslojna cijev pod utjecajem unutarnjeg tlaka PQ (slika 3.1), tada je unutarnja cijev podložna unutarnjem tlaku P i vanjski R-g, uzrokovano reakcijom vanjske cijevi i cementnog kamena na kretanje unutarnjeg.
Na vanjska cijev Postoji unutarnji tlak Pg uzrokovan deformacijom cementnog kamena. Prsten od cementnog kamena je pod utjecajem unutarnji R-g a vanjski 2 Tlak.
Tangencijalna naprezanja u unutarnjoj i vanjskoj cijevi pod djelovanjem pritisaka PQ, Pj i Pg određuju se prema: gdje su Ri, &i, l 2, 6Z polumjeri i debljine stijenki unutarnje i vanjske cijevi. Tangencijalna i radijalna naprezanja u prstenu od cementnog kamena određuju se formulama dobivenim za rješavanje osnosimetričnog problema šupljeg cilindra izrađenog od materijala različitog modula pod utjecajem unutarnjih i vanjskih pritisaka [" 6 ]: cementni kamen pod napetostom i kompresije. U danim formulama (3.1) i (3.2) vrijednosti tlaka Pj i P2 su nepoznate. Nalazimo ih iz uvjeta jednakosti radijalnih pomaka dodirnih površina cementnog kamena s površinama unutarnjeg i vanjske cijevi Ovisnost relativnih tangencijalnih deformacija o radijalnim pomacima (i) ima oblik [ 53 ] Ovisnost relativnih deformacija od naprezanja za cijevi G 53 ] određena je formulom
Testna klupa
Poravnavanje cijevi (Sl. 4.2) unutarnjeg I i vanjskog 2 i brtvljenje međucijevnih prostora izvedeno je pomoću dva prstena za centriranje 3 zavarena između cijevi. U vanjsku cijev vva-. Dvije armature 9 su pocijepane - jedna za pumpanje cementne žbuke u prstenasti prostor, druga za izlaz zraka.
Međucijevni prostor modela s volumenom od 2G = 18,7 litara. ispunjen otopinom pripremljenom od cementnog portland cementa za "hladne" bušotine tvornice Zdolbunovsky, s vodocementnim omjerom W/C = 0,40, gustoćom p = 1,93 t/m3, razastljivošću duž AzNII konusa na = 16,5 cm, počevši od stvrdnjavanja t = 6 sati 10 glina, kraj stvrdnjavanja t „_ = 8 sati 50 min”, vlačna čvrstoća dvodnevnih uzoraka cementnog kamena za savijanje & kom = 3,1 Sha. Ove su karakteristike određene metodom standardni testovi Portland cementni cement za "hladne" bunare (_31j.
Granice tlačne i vlačne čvrstoće uzoraka cementnog kamena na početku ispitivanja (30 dana nakon punjenja međucijevnih prostora cementnim mortom) b = 38,5 MPa, b c = 2,85 Sha, modul elastičnosti na tlak EH = 0,137 TO5 Sha, Poissonov koeficijent ft = 0,28. Tlačno ispitivanje cementnog kamena provedeno je na kubičnim uzorcima s rebrima od 2 cm; za napetost - na uzorcima u obliku osmica, s površinom poprečnog presjeka na suženju od 5 cm [31]. Za svaki test pripremljeno je 5 uzoraka. Uzorci su otvrdnjavali u komori sa 100% relativne vlage zraka. Za određivanje modula elastičnosti cementnog kamena i Poissonovog koeficijenta upotrijebili smo metodu koju je predložio millet. K.V. Ruppeneit [_ 59 J . Ispitivanja su provedena na cilindričnim uzorcima promjera 90 mm i duljine 135 mm.
Otopina je dovedena u prstenasti prostor modela pomoću posebno dizajnirane i proizvedene instalacije, čiji je dijagram prikazan na Sl. 4.3.
Cementni mort uliven je u spremnik 8 s uklonjenim poklopcem 7, zatim je poklopac postavljen na mjesto i mort potisnut zrak ugurani su u prsten modela II.
Nakon potpunog popunjavanja međucijevnih prostora zatvarao se ventil 13 na izlaznoj cijevi uzorka i stvarao se višak tlaka cementiranja u prstenastom prostoru koji je praćen manometrom 12. Nakon postizanja projektnog tlaka ventil 10 na ulaznoj cijevi dovodi do zatvaranja tlaka. zatvoren, zatim je otpušten višak tlaka i model je odvojen od instalacije. Tijekom stvrdnjavanja otopine model je bio u okomitom položaju.
Hidraulička ispitivanja troslojnih modela cijevi provedena su na postolju dizajniranom i proizvedenom na Odjelu za metalnu tehnologiju Moskovskog instituta za gospodarstvo i državno poduzeće nazvano po. I.M.iubkina. Dijagram postolja prikazan je na sl. 4.4, opći pogled - na sl. 4.5.
Model cijevi II postavljen je u ispitnu komoru 7 kroz bočni poklopac 10. Model postavljen pod blagim nagibom napunjen je uljem iz spremnika 13 centrifugalna pumpa 12, dok su ventili 5 i 6 bili otvoreni. Nakon što je model napunjen uljem, ovi ventili su zatvoreni, ventil 4 je otvoren i uključena je visokotlačna pumpa I. Višak tlaka je otpušten otvaranjem ventila 6. Kontrola tlaka je izvršena s dva standardna manometra 2, dizajnirana za 39,24 Mia (400 kgf/slg). Za izlaz informacija sa senzora instaliranih na modelu korišteni su višežilni kabeli 9.
Stalak je omogućio izvođenje pokusa pri tlaku do 38 MPa. Visokotlačna pumpa VD-400/0,5 E imala je mali protok od 0,5 l/h, što je omogućilo glatko punjenje uzoraka.
Šupljina unutarnje cijevi modela zapečaćena je posebnim uređajem za brtvljenje, eliminirajući utjecaj aksijalnih vlačnih sila na model (slika 4.2).
Vlačne aksijalne sile koje proizlaze iz djelovanja pritiska na klipove 6 gotovo u potpunosti apsorbira šipka 10. Kao što pokazuju mjerači naprezanja, mali prijenos vlačnih sila (približno 10%) javlja se zbog trenja između gumenih brtvenih prstenova 4 i unutarnja cijev 2.
Pri ispitivanju modela s različitim unutarnjim promjerima unutarnje cijevi korišteni su i klipovi različitih promjera.Za mjerenje deformiranog stanja tijela koriste se razne metode i znači)