Конструктивные решения магистральных трубопроводов

Основной составляющей магистрального трубопровода является линейная часть, представляющая собой непрерывную нить, сварен­ную из отдельных труб и уложенную по трассе подземно, наземно или надземно. При этом применяются трубы длиной 12,18и24м. Чем длин­нее применяемая труба, тем меньше количество сварных стыков и, следовательно, выше надежность трубопровода. Способ прокладки трубопровода — подземный, наземный или надземный, зависит от топографических, геологических, гидрогеологических и климатиче­ских условий. Наряду с участками, обладающими большой несущей способностью, по трассе встречаются участки с грунтами малой не­сущей способности (болотистые участки, обводненные участки, уча­стки с многолетнемерзлыми грунтами). Кроме того, трубопровод пе­ресекает множество рек, речек, ручьев, озер, железных и автомобиль­ных дорог, каналов. Поэтому применяются различные способы прокладки с целью обеспечения устойчивости трубопровода и уде­шевления строительства (рис. 8.4.1).

298

Часть II. Объекты и сооружения подготовки и транспорта...

■. Рис. 8.4.1. Основные способы прокладки магистральных трубопроводов

Подземный способ прокладки трубопровода является наиболее распространенным. При этом заглубление трубопровода до верха тру­бы принимается 0,6—1,1 м в зависимости от диаметра трубопровода и грунтовых условий. Это диктуется необходимостью исключения

Глава 8. Линейные объекты магистрального трубопроводного транспорта 299

повреждения трубопровода от проезжающей техники и при выполне­нии сельскохозяйственных работ на пахотных землях. Минимальное заглубление 0,6 м разрешается на заболоченных участках, где движе­ние техники или транспортных средств исключается.

Наземный способ прокладки трубопровода предполагает уклад­ку трубопровода на дневной поверхности земли или выше на грунто­вых подушках или сплошной подсыпке с последующей обваловкой привозным или местным грунтом. Высота обваловки от верхней об­разующей трубы должна быть 0,8—1,0 м в зависимости от диаметра трубопровода. Такой способ прокладки применяется в основном на заболоченных участках и многолетнемерзлых грунтах и крайне ред­ко, так как требует выполнения дорогостоящих грунтотранспортных работ, открытия специальных карьеров грунта, закрепления откосов обваловки против эрозии, рекультивации карьеров. Кроме того, об-валовка препятствует естественным потокам поверхностных вод, ми­грации диких животных.

Надземная прокладка трубопровода предусматривает сооруже­ние его над земной поверхностью на опорных устройствах различно­го рода. В качестве опорных устройств используются железобетон­ные или металлические сваи, на которые непосредственно укладыва­ется трубопровод; или на сваи сначала укладываются несущие балки, а затем сверху трубопровод (по типу моста). Используются также ви­сячие на тросах конструкции (по типу висячих мостов). Надземная прокладка в основном применяется на пересечениях рек, озер, глубо­ких оврагов и каньонов с целью снижения объемов земляных работ и исключения повреждения трубопровода водотоками.

Прокладка трубопровода на сваях без дополнительных пролетных строений, когда используется несущая способность трубы (так назы­ваемые «балочные переходы»), широко применяется на многолетне-мерзлых грунтах. Дело в том, что в таких грунтах газопровод, благо­даря наличию высокой температуры, воздействует на мерзлые грун­ты, они начинают таять, в результате чего трубопровод теряет устойчивость, возникают разрывы. А нефтепровод прокладывают на многолетнемерзлых грунтах надземно для того, чтобы избежать осты­вания нефти от воздействия мерзлых грунтов, в результате которого нефть загустевает и ее перекачка затрудняется. При надземной про­кладке нефтепровода трубы покрывают тепловой изоляцией, а иног­да осуществляют попутный подогрев (с помощью электрического ка­беля) для поддержания температуры нефти.

Подробнее о технологиях различных способов прокладки трубопро­водов см. в главе 17.

300 Часть II. Объекты и сооружения подготовки и транспорта...

Подводная прокладка трубопровода производится при эксплуата­ции морских месторождений нефти и газа, все более удаленных от суши. Подводные трубопроводные системы являются эффективны­ми средствами транспорта при освоении нефтегазовых ресурсов кон­тинентального шельфа морей и океанов.

Подробнее о строительстве морских трубопроводных систем см. главы 15 и 16.

На надземных трубопроводах монтируют через определенные рас­стояния компенсаторы (искривленные участки), которые «гасят» про­дольные перемещения трубопровода от воздействия переменной ат­мосферной температуры, что позволяет избежать возникновения опасных напряжений в стенках труб.

При параллельной прокладке нескольких трубопроводов в общем техническом коридоре между нитками выдерживается безопасное рас­стояние, величина которого зависит от способа прокладки трубопровода, назначения трубопровода и диаметра трубопровода и колеблется от 5 м до 100 м. Не допускается прокладка магистральных трубопроводов в тон­нелях железных и автомобильных дорог, совместно в тоннелях с электри­ческими кабелями связи, а также по мостам железных и автомобильных дорог, за исключением газопроводов диаметром до 1000 мм с рабочим дав­лением 2,5 МПа (25 кгс/см²) и нефтепроводов диаметром 500 мм и менее.

Безопасные минимальные расстояния от оси трубопровода до зда­ний и сооружений изменяются в широком диапазоне — от 25 м до 350 м и зависят от назначения трубопровода, его диаметра и вида зда­ния и сооружения.

К конструктивным элементам трубопровода предъявляются сле­дующие требования:

• толщина стенки труб подбирается расчетом; при этом основны-
ми параметрами, определяющими толщину стенки труб, явля­
ются рабочее давление, диаметр трубопровода, прочность стали
труб (нормативное сопротивление растяжению или сжатию);
толщина стенки труб по трассе все время меняется в зависимо­
сти от категории участков;

• минимальный радиус изгиба трубопровода определяется исходя
из условия прохождения очистных и диагностических устройств
и составляет не менее пяти его диаметров;

• длина патрубков («катушек»), ввариваемых в трубопровод при
соединении уложенных плетей в нитку или при ремонте повре­
жденных участков, составляет не менее 250 мм;

• запорная арматура устанавливается на расстоянии, определяе­
мом расчетом, но не более 30 км. Кроме того, запорная арматура