Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики оптимизации работ по преодолению полиэтиленовыми газопроводами водных преград

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кочнев, Владимир Васильевич

Введение

Глава 1. Анализ зарубежного и отечественного применения полиэтиленовых труб в системе газоснабжения

1.1. Зарубежный опыт использования полиэтиленовых труб для газораспределительных систем

1.2. Опыт применения и перспектива использования полиэтиленовых труб в России

1.3. Особенности развития систем газораспределения крупных городов России

Глава 2. Особенности изготовления, . применения полиэтиленовых труб и лабораторные исследование полимеров

2.1. Производство и маркировка полиэтиленовых труб

2.2. Исследование современных технологий изготовления полиэтиленовых труб

2.3. Изготовление фасонных частей

2.4. Основные характеристики полиэтиленовых труб

2.5. Сравнительная характеристика полимеров

2.6. Определение усилий протаскивания трубопровода в траншее

2.7. Модели старения полиэтиленов

2.8. Укладка, хранение и транспортировка полиэтиленовых труб

2.9 Сварка полиэтиленовых труб

Глава 3. Разработка организационно-технологических схем производства монтажно-транспортных работ

3.1 Анализ форм организации монтажно-транспортных работ при строительстве линейной части газораспределительных трубопроводов

3.2. Формирование организационно-технологических схем производства монтажных работ

3.3. Исследование эффективности схем монтажа трубопровода

3.4. Оптимизация организационно-технологических схем производства монтажно-транспортных работ

3.5. Определение надежности газовых сетей

Глава 4. Разработка технических рекомендаций по созданию и внедрению комплекса для бестраншейной прокладки трубопроводов под водными преградами

4.1. Методы бестраншейной прокладки трубопроводов

4.2. Формализация требований для создания технологии и комплексов наклонно-направленного бурения

4.3. Технико-экономические показатели эффективности строительства переходов методом направленного бурения

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики оптимизации работ по преодолению полиэтиленовыми газопроводами водных преград"

Развитие газораспределительных систем в последнее время основано на применении полимерных материалов, в том числе полиэтиленовых труб. Реализация процесса строительства низконапорных газопроводов малого диаметра из полиэтиленовых труб потребовала создания иных подходов к организации строительного процесса, и, что особенно важно, разработку и создание практически новой технологии. Это бестраншейные технологии, позволяющие преодолевать естественные преграды методом протаскивания участков газопровода длиной до 400 метров. Прохождение участка газопровода под преградой можно разделить на два этапа: преодоление пойменной и русловой части. Пойменную часть разрабатывают с помощью специального оборудования, работающего с поверхности грунта. Прохождение оборудования приводит к формированию траншеи диаметром больше, чем диаметр трубопровода, с одновременным укреплением стенок траншеи бентонитом. За счет первого прохода убираются (или сдвигаются) препятствия, такие как корни деревьев, включения крупнообломочных грунтов и т.д. При повторном прохождении трассы участок газопровода протаскивается в траншее и для уменьшения сил трения наносится бентонит на поверхность трубопровода. Для преодоления преград в русловой части применяется метод горизонтального бурения или метод наклонно-направленного бурения. С помощью специального оборудования (буровой головки) формируется скважина, которая затем расширяется и осуществляется протаскивание трубы.

В Западной Сибири доля водных преград по трассе может составлять от 20 до 40%, а сооружение подводных переходов требует больших капитальных затрат на специальное оборудование. До недавнего времени, несмотря на внедрение новых материалов в процессе строительства газопроводов, переходы под водными преградами выполнялись с обязательным наличием металлического кожуха, а пойменная часть разрабатывалась традиционно, с рытьем траншеи, то есть применялась традиционная технология, 6 принятая и для металлических труб. Особенности полимерных труб, такие как гибкость, длина от 100 до 200 метров и поставка в бухтах, малый вес, значительное относительное удлинение и прочность, позволяют сократить время строительства и позволяют преодолевать водные преграды любой протяженности, глубины и донного рельефа.

Создание новых способов преодоления преград, сокращающих время за счет новых технологий, является особенно перспективным для юга Тюменской области, так как газификация сельскохозяйственных районов, с развитием собственного производства труб ОАО «ЗапСибГазпром», происходит достаточно интенсивно.

В связи с этим, необходима разработка технологии и организации строительства полиэтиленовых низконапорных газопроводов, особенно при пересечении с водными преградами. Таким образом, проблемы оптимизации работ при строительстве низконапорных газопроводов являются актуальными, а решение их позволит значительно сократить срок сооружения подводных переходов.

Цель диссертационной работы оптимизация монтажно-транспортных работ при прокладке газопроводов через пойменную и русловую часть рек. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: выявить особенности технологии преодоления подводных переходов из полиэтиленовых труб; экспериментально исследовать свойства полиэтиленов и оценить возможность их использования при протаскивании; определить темпы строительства газопроводов низкого давления и выбрать оптимальный вариант для подводных переходов и пойменных участков; оценить эффективность использования капвложений при формировании технологических комплексов для преодоления водных преград. 7

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кочнев, Владимир Васильевич, Тюмень

1. Брюер Д., Диксон К. Влияние перемещений баржи-трубоукладчика на укладку глубоководного трубопровода с натяжением. М.: Мир, 1970, № 3 с.72-82.

2. Васьков Б.С., Коваленко Л.П. Влияние температуры на механические характеристики трубчатых образцов из полиэтилена высокого давления. — Ж Пластические массы, М: 1962, №2. С.23-24.

3. Вернер В. Трубопроводы из термопластических материалов. — Ж Пластические массы, М: 1961, № 9.С. 18-20.

4. Временные указания по проектированию, строительству и эксплуатации полиэтиленовых газопроводов с применением зарубежных материалов и технологии. М.: ВНИИСТ, 1986. с.89.

5. ВСН 1-55-74.Указания по инженерным изысканиям сооружений подводных переходов трубопроводов. М.: ЦНТИ ВНИИСТ, 1975. с.64.

6. ВСН2-105-78. Инструкция по строительству временных дорог для трубопроводного строительства в сложных условиях (на обводненной и заболоченной местности). М.: ВНИИСТ, 1978. с.86.

7. ВСН 2-118-80.Инструкция по строительству подводных переходов магистральных трубопроводов. М.: Миннефтегазстрой, 1980. с.87.

8. ВСН 163-83.Учет деформаций русел и берегов в зоне подводных переходов трубопроводов. М.: Миннефтегазстрой, 1983.с.64.

9. Гатовский В.JI. Управление эффективностью научно-технического прогресса. Ж Вопросы экономики, № 1, 1980, с.35-37.

10. Испытания способа укладки трубопроводов в глубоких водах протягиванием по дну. Экспресс информация ВИНИТИ «Подводно-технические, водолазные и судоподъемные работы», 1977, №1,с. 17-19.

11. Забела К.А. Ликвидация аварий и ремонт подводных переходов. Экспресс-информация Механизация строительства.- М.: ВНИИПКтехоргнефтегазстрой, №6, 1985. С.7-11.

12. Зайцев К.И. Соединение труб из полимерных материалов.- Ж Строительство трубопроводов, М: 1965, № 9. С.24-26.

13. Захаров Д.Б., Капустин К.Я. Технология строительства подводных трубопроводов методом бурения. Экспресс-информация. М.: ВНИИПКтехоргнефтегазстрой, 1985, № 11.С.17-18.

14. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. -М: Машиностроение, 1984.С.224.

15. Зоненко В.И., Ким Б.И., Березин JI.B. Анализ отказов морских трубопроводов и мероприятия по повышению их надежности. М.: ВНИИЭГазпром, 1986.с.116.

16. Иогансен К.В. Спутник буровика. М.: Недра, 1990.С.327.

17. Каган Д.Ф. Исследование свойств и расчет полиэтиленовых труб, применяемых в водоснабжении. М: Стройиздат, 1964. с.49.

18. Канторович JI.B., Горстко А.В. Оптимальные решения в экономике. -М.: Мир, 1973. С.230.

19. Карнаухов Н.Н., Кочнев В.В., Кочурова В.В. Полимерные материалы и их применение в нефтегазовой промышленности. Учебно-методическое пособие для студентов спец. ПСТ. Тюмень: ТюмГНГУ, 2001 г. с.70.

20. Карпенко М.П, Шакиров P.M. Совершенствоавание организации строительства магистральных трубопроводов. -Уфа,Книжное изд-во, 1986. с. 138.

21. Кац Г.Б., Ковалев А.П. технико-экономический анализ и оптимизация конструкций машин. -М.: Машиностроение, 1981, С.281.

22. Клейн Т.К. Строительная механика сыпучих грунтов. -М.: Стройиздат, 1979.С.359.

23. Керимов В.А. Техника бурения скважин большого диаметра. М.: Недра, 1983. с.318.

24. Ковалев Е.В., Соллогуб В.А. Повышение эффективности капстроительства в газовой промышленности. -М.: Ин-формнефтегазстрой, 1984. С.23-26.

25. Кочнев В.В Изготовление труб и деталей из полимерных материалов. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. На-уч.техн.сб. Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация и ремонт, 1998, №4, с.35 - 38

26. Кочнев В.В. Зарубежный и отечественный опыт строительства газопроводов из полиэтиленовых труб. Тюмень: Изв.ВУЗов, Нефть и газ, №1, 2001.С.60-63.

27. Кочнев В.В., Кочурова В.В. Определение темпов строительства газораспределительных сетей. Тюмень: Изв.ВУЗов, Нефть и газ, № 2, 2001 .С.83-86.

28. Критерии и показатели социально-экономической эффективности новой техники. М.: Наука, 1985. С.248.

29. Кукин Ю.С., Березин JI.B., Дроздов М.В. и др. Сооружение переходов трубопроводов через естественные и искусственные преграды бестраншейным способом. Обз.информация Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИО-ЭНГ, 1989.С.78.

30. Кукушкин Б.М., Башаратьян П.П. Охрана окружающей среды при сооружении подводных трубопроводов. Ж Строительство трубопроводов, - М: 1985, № 12.

31. Кукушкин Б.М., Канаев В.Я, Строительство подводных трубопроводов. М.: Недра, 1982. с.265.117

32. Лавров Г.Е., Саттаров Т.Х. Механизация строительства переходов магистральных трубопроводов под автомобильными и железными дорогами. М.: Недра, 1980.С.228.

33. Логинов B.C., Хитрова М.И. Полиэтиленовый газопровод среднего давления. Ж Газовая промышленность, - М: 1965, № 9. С.24-26.

34. Малере Л.Я. Влияние наполнителя на процесс адгезионного взаимодействия полиэтилена со сталью. Автореф. канд.дисс. Рига: РГУ, 1977. с.22.

35. Методика определения экономической эффективности капвложений. Экономика газа, № 2,3, 1982.

36. Методы исследования и управления системами энергетики. /Под ред. А.П. Меренкова, Ю.Н. Руденко. Новосибирск: Наука, 1987. - 374с.

37. Микаэлян Э.А. Технические исследования газопроводов. -Ж Газовая промышленность, М: №1, 1997.С.33-35.

38. Миролюбов И.Н., Сухарев М.Г. Механические свойства труб из полиэтилена низкого давления с наполнителями. -Ж Пластические массы, М: 1963, № 3. С.14-17.118

39. Моисеев С.В. Экономические критерии выбора радиоэлектронных комплексов. -М.: Машиностроение, 1982. С.223.

40. Надежность и эффективность техники: Методология, организация. Терминология. //Справочник под ред. В.А. Рем-безы. М.: Машиностроение, 1987.- 224с.

41. Новожилов В.К. Проблемы измерения затрат и результатов при оптимальном планировании. . -М.: Наука, 1982. . С.434.

42. Новая техника и технология строительства подводных переходов магистральных трубопроводов. М.: ВНИИСТ, 1987. с.85.

43. Оптимизация программ линейного строительства./ Под ред. Алексеева A.M. -Новосибирск: Наука, 1991. с.98.

44. Организация строительства магистральных трубопроводов./ Баталин Ю.П., Березин В.Л., Телегин Л.Г. -М.: Недра, 1980. с.264.

45. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1982. - 135с.

46. Ошмарина Е.С, Капустин К.Я. Изгиб трубопровода в скважине при буровом методе строительства переходов. Сб.науч.тр. Нефтепромысловое дело и транспорт. М.: ВНИИОЭНГ, 1985, № 7.

47. Планкетт Р. Статистические напряжения изгиба в цепных линиях и колоннах буровых штанг. М.: Мир, 1967, № 2,39-44.

48. Полозов В.А., Резвых А.И. Оптимизация технического обслуживания магистральных газопроводов. Ж Газовая промышленность, - М: №3,1997. С.30-32.

49. Полиэтилен низкого давления. //Под ред. Н. М. Егорова. -М: Госхимиздат, 1960.С.216.

50. Проблемы совершенствования отраслевого планирования и методов управления в газовой промышленности. Сб.науч.тр. -М.: ВНИИЭгазпром, 1987. с.118.

51. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Под ред. Биргера И.А., Пановко Я.Г. М.: Машиностроение, 1968.

52. Рекомендации по учету старения трубных сталей при проектировании и эксплуатации магистральных нефтепроводов. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988. - 145с.

53. Рудный Д.И., Ошмарина Е.С. Исследование параметров холодногнутых труб для строительства трубопроводов через водные преграды с помощью бурения. Сб.науч.тр. М.: ВНИИСТ, 1985. С.68-70.

54. Р 420-81.Руководство по укладке подводных трубопроводов с железобетонными покрытиями и грунтами. М.: ВНИИСТ, 1982. с.94.

55. Р 537-85. Руководство по технологии укладки и заглубления трубопроводов через водохранилища и реки. М.: ВНИИСТ, 1985.C.117.

56. Рекомендации по организации и технологии работ при сооружении подводных переходов трубопроводов черезводные преграды с шириной зеркала в межень до 100 м. -Уфа: тр. Востокподводтрубопроводстрой, 1986. с.73.

57. СН 189—61. Временные указания по проектированию, монтажу, эксплуатации и ремонту внутренних водопроводов из полиэтиленовых труб. М: Госстройиздат, 1962. с.75.

58. СНиП 3.01.01 Правила по проектированию и строительству газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300мм. М.: Госстройиздат, 1985. с.97.

59. СНиП 3.05.02-88. Газоснабжение. Проектирование газопроводов. М.: Стройиздат, 1988.С.69.

60. Седов В.И., Салихянов B.C. Оптимизация режимов газотранспортных систем на основе статистической идентификации. Изв. ВУЗов, Сер. Нефть и газ. М.: изд. МИНГ им. И.М. Губкина, 1985, № 2. С.62-65.

61. Справочник по пластическим массам. В двух томах. /Под ред. В.М. Катаева, В.А. Попова, Б.И. Сажина. М.: Химия, 1975.

62. Сухарев М.Г. Исследование теплостойкости и морозостойкости полиэтилена низкого давления с минеральными наполнителями. — Ж Пластические массы, М: 1963, № 9.С.35-36.

63. Сухарев М.Г. Полиэтиленовые трубы в строительстве. -Л.: Изд-во по строительству, 1969. с.118.

64. Трение полимеров. //Справочное пособие. М.: Наука, 1972.С.243

65. Униговский Л.М. Экономико-математические модели в трубопроводном строительстве. -М.: Недра,1985. с.96.121

66. Физические величины. Справочник. //Под ред. И.С. Григорьева. М., Энергоатомиз дат, 1991. с.364

67. Харионовский В.В. Надежность и диагностика газопроводов: технико-экономические аспекты. Изд-во Газовая промышленность, №3, 1997. 11с

68. Чуев Ю.В. Спехова Г.П. Технические задачи исследования операций. М.: Советское радио, 1971, с.241.

69. Шалимов В.Б. Совершенствование планирования работ по новой технике. Вопросы экономики, 1983, № 3. С.27-29.

70. Широков Б.М. Модели и методы оптимального экономического прогнозирования в строительстве. Межотраслевые вопросы строительства, вып. 4, 1980. С.18-21.

71. Шифрина B.C. Самосатский Н.Н. Полиэтилен. М: Госхимиздат, 1961. с.238.

72. Ямпольский М.П. Экономические проблемы управления научно-техническим прогрессом. К.: Наукова Думка, 1976, с.364.

73. Altferink F.G.M., Wolters, М. Proc. International Gas Research Conference. Orlando, USA, Amer. Gas Ass., Arlington,VA,USA,1992.

74. Davies G. Waste menagement for a largescale drilling progect. J. OfCanad. Petrol. Technol. 1987-3.-4.-Vol.84.-N47.

75. Lustinger A. Tie molecules in Polyethylene. Gas Research Institute, Chicago (IL), USA, GRI-85/0129, 1985.

76. Mathot V.B.F., Rijpers M.F. G.Rolduc Polymer Meeting: Integration of fundamental polymer science and technology, 14.bis 18.Postervorfuhrung, April 1985.

77. Modern Plastics, vol. 36, № 2, 1958.

78. Modern Plastics, vol. 42, № 9—10,1965.

79. Scholten F.L. Neuere Entwicklunger beim Rohrwerkstoff Poly-ethylen. //Gas.Erdgas. 1995. -Nr.ll

80. Scholten F.L., Rijpkema H.J.M. Proc. Plastic Pipes 8,Koningshof near Eindhoven, The Netherlands, 21-24 Sept.-London: The institute of materials, 1992. p. 124.

81. Van Speybroeck. Intercom and the third generation of polyethylene resins. Pisa, 1989.

82. Van Speybroek, H. The use of PE pipes in the gas industry up to 10 bar. IGU, D7, Berlin,1997.

83. Jones G.V. Aerodinamik forses on a stationary and osccilating circular cylinder at Reinolds namber. NASA,TR R 300,1979.