Способ строительства трубопровода в условиях низких температур

Способ строительства трубопровода в условиях низких температур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОЛА В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР , включающий выемку грунта под траншею с образованием отвала. монтаж плетей трубопровода из.отдельных труб, укладку плетей в траншею с зазорами между их торцами, засыпку плетей грунтом, нагрев плетей до выборки зазоров, сварку плетей и засыпку, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности трубопровода путем обеспечения равномерного его удлинения. при нагреве, укладку плетей ведут непосредственно после выемки грунта , затем покрывают плети сверху термоизолирующим материалом, а засыпку сваренных плетей осзтцествляют после выравнивания температуры труS бы и прилегающего слоя грунта. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ /,-,:.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЦРиа. 7 (21) 3624472/29-11 (22) 22.07.83 (46) 30.10.85. Бюл. В 40 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) Г.Э. Одишария, К.Ю. Чириков, В.С. Сафонов, В.А. Сулейманов и Л.Н. Мутовина (53) 621.643(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 916861, кл.F 16 L 1/00, 1980. (54) (57) СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА

ТРУБОПРОВОЛА В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР, включающий выемку грунта под траншею с образованием отвала, монтаж плетей трубопровода из отдельных труб, укладку плетей в траншею с зазорами между их торцами, засыпку плетей грунтом, нагрев плетей до выборки зазоров, сварку пле. тей и засыпку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности трубопровода путем обеспечения равномерного его удлинения . при нагреве, укладку плетей ведут непосредственно после выемки грунта, затем покрывают плети сверху термоизолирующим материалом, а засыпку сваренных плетей осуществляют после выравнивания температуры трубы и прилегающего слоя грунта.

1188435

Изобретение относится к строительству трубопроводов для газа и нефти, а именно к магистральным трубопроводам, прокладываемым в труднодоступных районах в холодный. период года.

Целью изобретения является повышение надежности трубопровода путем обеспечения равномерного его удлинения при нагреве.

На фиг. 1 изображена схема строительства трубопровода согласно изобретению; на фиг. 2 — графики, характеризующие режим нагрева трубопровода при его засыпке грунтом; на фиг. 3 — графики, характеризующие скорость понижения температуры грунта в отвале и глубину проникновения температурного воздействия атмосферы и в грунт.

Цикл строительства трубопровода следующий.

Трубопровод 1 (фиг. 1) сваривают в плети. Затем осуществляют выемку грунта 2 с образованием траншеи 3.

Траншею и вынутый грунт засыпают слоем снега 4. После окончания монтажа плети ее укладывают в траншею

3 и присыпают слоем 5 грунта толщиной 0,1-0,2 м и слоем 6 снега.

После выдержки до выравнивания .температуры плети и слоя 5 грунта осуществляют нагрев трубопровода до рабочей температуры, сварку концов плетей и окончательно засыпают трубопровод грунтом 7.

На фиг. 2 по горизонтали отложена продолжительность отогрева трубопровода, по вертикали- достигаемая в конце отогрева температура, а кривые соответствуют различной продолжительности периода между рытьем и обратной засыпкой траншеи.

На фиг. 3 по горизонтали отложено время, а по .вертикали — температура отвала (кривая f) и координата фронта охлаждения грунта (кривая ri)

Из фиг. 2 следует, что интенсивность отепления непосредственно зависит от продолжительности нарушения естественного температурного поля массива грунта и отвала.

При этом наибольший эффект (максимальное отепление за минимальный срок) достигается при минимальном нарушении естественного теплового состояния грунта. Причем (как показывают расчеты) время достижения телом трубы максимального значения практически пропорционально времени оголения массива. Время между открытием траншеи и укладкой плети с ее последующей засыпкой должно составлять не более 25 ч. При ограничении продолжительности периода воздействия низких температур на поверхность траншеи и вынутый

10 грунт (отвал) до 25 ч и температуре грунта на глубине заложения трубы на уровне минус 2-6 С имеется принципиальная возможность отогрева стенок газопровода примерно за о

15 этот же период до минус 12-16 С даже в самых жестких условиях Крайнего Севера.

При этом для снятия температурных напряжений необходимо обеспечить щ возможность перемещения трубопровода при его отогреве. Для этого сначала проводят лишь частичную засыпку трубопровода и траншеи (на период его отогрева). Чтобы не д увеличить при этом (по сравнению с полной засыпкой) охлаждающего воздействия атмосферы, т.е. чтобы не снизить темп отогрева трубы, сверху проводят дополнительную подсыпку снегом (при наличии) или укладывают искусственное теплоизоляционное покрытие в виде матов.

Из условия сохранения тех же темпов отогрева, что и при полной засыпке

35 грунтом, толщина слоя снега должна приниматься равной 0,05-0,1 м. Толщина слоя снега 0,05 м по своим теплоизолирующим свойствам эквивалентна матам из искусственных теплоизолирующих материалов и .обеспечивает надежное предохранение массива грунта от примерзания в течение времени выдержки (до 25 ч), необходимо для прогрева плети до температуры грунта. Создание слоя снега

45 толщиной более 0,1 м нерентабельно, так как время проникновения тепловой волны через слой снега такой толщины превышает время выдержки плети трубопровода. Величина частич50 нои засыпки трубы и траншеи грунтом, обеспечивающая перемещение трубы при ее отогреве, зависит в общем случае и от вида грунта и от длины плетей. Исходя из необходимости

55 сохранения (минимального снижения) существующих темпов строительства для характерных грунтовых условий при длине плетей 200-500 м частич1188435 ная засыпка должна проводится на 0,1-0,2 м выше верхней образующей.трубопровода.

Пример. В холодный период года (при температурах воздуха до минус 30-40 С) осуществляют моно таж плетей трубопровода 1 из отдельных труб, образование траншеи путем выемки грунта 2, например., роторным экскаватором и сваливание его на бровку траншеи (отвал). Затем с минимальным разрывом между моментом окончания рытья траншеи 3 (не позже, чем через 25 ч) укладывают отрезки плетей в траншею и одновременно присыпают их грунтом.

Для этого непосредственно вслед за укладочной колонной вдоль отвала пускают роторный экскаватор, осуществляющий частичную выемку грунта отвала и соответственно частичную присыпку труб. Если разрыв между моментом окончания рытья траншеи и укладкой плети относительно велик, транщеи и отвал присыпают слоем снега 4 толщиной 0,05-0,1 м, обра-. зующего. естественную теплоизоляцию и снижающего в 1,5-1,7 раза скорость охлаждения грунта в траншее и отвале. -Снег, например, сгребают с окружающего пространства снегоочистителем или бульдозером. Ту же операцию осуществляют после укладки плети в траншею и ее частичной присыпки грунтом 5 и снегом 6. В случае отсутствия снега теплоизоляцию осуществляют искусственными теплоизоляционными материалами, например матами стекловолокна, мхом, лапником

После этого выдерживают плети да момента выравнивания температуры плети и грунта, что определяют термометрами, термопарами или расчетным путем по монограммам, и затем при необходимости осуществляют дополнйтельный нагрев плетей, их сварку и их окончательную засыпку грунтом 7.

При выполнении всех перечисленных операций выемку грунта целесообразно производить после сварки плетей и осуществлять их немедленную укладку, что в максимальной степени позволит использовать теплоаккумулирующую способность грунта и сократит время выполнения операций. Укладка плети ранее, чем через 1 ч нежелательна, так как возможны осыпания грунта стенок траншеи, обычно проявляющиеся в течение О, 1 ч. Осыпание грунта под

1О укладываемую плеть может потребовать ее повторного подъема и тем самым снизить эффективность строительства трубопровода.

Укладка плети позже, чем через

15 25 ч при условии строительства в северных районах не гарантируется, что температура плети после укладки достигнет температуры минус 15-17 С.

При этом потребуются дополнительные затраты на искусственный подогрев трубопровода, что приведет к снижению эффективности строительства.

Присыпка грунтом на толщину менее 0,1 м не создает достаточного

25 теплоизолирующего.эффекта. В частности из фиг. 2 следует, что присыпка меньшей толщины понизит свою температуру до температуры атмосферы за несколько часов. Это приведет к необходимости применения дополнительной теплоизоляции матами, что потребует затрат и снизит эффективность строительства трубопровода.

Присыпка грунтом толщиной более

0,2 м при достаточной теплоизолирующей способности создает значительное защемление трубопровода. При этом даже при его отогреве до тем4 пературы грунта для обеспечения подвижки потребуется дополнительный искусственный подогрев, что снизит эффективность строительства.

Выдержка после присыпки до вырав4> нивания темпеРатур плети и грунта обеспечивает максимальное использование теплоаккумулирующей способности грунта и, тем самым, повышает эффективность строительств за счет обеспечения равномерного нагрева, и подвижки плети и сокращения затрат на искусственный подогрев.

1188435

1188435

/pe аа мчат npet e а Ч®© у .

44г.Z

Составитель А.Барыков

Редактор М.Келемеш Техред Л.Мартяшова

Корректор В. Гирняк

Заказ 6726/36

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4