Капитальный ремонт магистрального газопровода «Ухта–Торжок-3» на участке 3,68–3,76 км

1.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Ухтинский государственный технический университет»
Кафедра проектирования и эксплуатации магистральных газонефтепроводов
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
по направлению подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА
«УХТА-ТОРЖОК 3» НА УЧАСТКЕ 3,68-3,76 КМ.
Выполнил
Мотыль Дмитрий Евгеньевич, студент гр. НГД-экспл-21о-Б
Руководитель
Яворская Елена Евгеньевна, и.о. зав. каф. ПЭМГ, ст. преподаватель
Консультант
Исупова Екатерина Владимировна, доцент каф. ПЭМГ, к.т.н., доцент
Утвердил
Яворская Елена Евгеньевна, и.о. зав. каф. ПЭМГ, ст. преподаватель
Ухта, 2025

2.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ
2/20
Цель работы – Разработать комплекс мероприятий по капитальному ремонту МГ
«Ухта-Торжок 3» на переходе через автомобильную дорогу IV категории.
Задачи ВКР:
1. Разработка последовательности проведения работ при капитальном ремонте;
2. Обоснование выбора метода прокладки газопровода через автодорогу;
3. Произвести необходимые технологические расчеты (вычислить толщину стенки
трубопровода, диаметр футляра и его толщина стенки, вычислить усилия
продавливания футляра и усилия протаскивания трубопровода в футляр);
4. Разработать мероприятия по безопасности и экологичности проекта.

3.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА
3/20
Таблица 1 – Характеристика объекта
Наименование параметра
Показатель
Диаметр трубопровода, мм
1420
Давление в трубопроводе, МПа
7,35
Тип прокладки
Подземный
Год ввода в эксплуатацию
1977
Тип грунта
Суглинок
Категория участка
III
В административном отношении район работ
находится на территории городского округа Ухта,
Республики Коми. Административный центр — город
Ухта. Район работ принадлежит к зоне I В
климатического районирования для строительства
согласно СП 131.13330.2018
Рисунок 1 – Схема магистрального газопровода «Ухта-Торжок 3»

4.

ЗАДАЧА 1. РАЗРАБОТКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ
4/20
Таблица 2 – Основные периоды работ
Подготовительный период
Основной период
Заключительный период
•входной контроль материалов и
арматуры;
• демонтажные работы;
• погрузо-разгрузочные работы;
• устройство временных зданий и
сооружений.
• земляные работы;
• бетонные работы;
• сварочно-монтажные работы;
• контроль качества сварных
соединений;
• изоляционные работы;
• очистка полости и испытания
трубопроводов.
•сдача объекта в эксплуатацию;
• рекультивация нарушенных земель
Рисунок 3 – подготовительный период
Рисунок 4 – основной период
Рисунок 5 – заключительный период

5.

ЗАДАЧА 1. РАЗРАБОТКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ
Работы
по
демонтажу
перехода
газопровода
через
дорогу
осуществляются
5/20
в
следующей
последовательности:
– вскрытие и демонтаж существующего газопровода;
– бетонирование демонтируемого участка трубы.
Участки существующего газопровода
предусмотрено забетонировать.
Для бетонирования используется лёгкий бетон
марки B10F100W4; ГОСТ 25820-2014
Рисунок 6 – Схема заполнения трубы бетонным раствором

6.

ЗАДАЧА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА
6/20
Таблица 3 – Методы бестраншейной прокладки газопровода
Диаметр
трубопровода, мм
Длина, м
Наилучшие грунтовые
условия
Метод прокола
Метод
горизонтального
бурения
Метод
продавливания
50-500
325-1720
400-2000
80
40-70
70-100
Песчаные и глинистые
без твердых
включений
В песчаных и
глинистых грунтах
В грунтах I-III групп
Ограничения к
применению способа
Преимущества метода
продавливания:
1) технология позволяет
работать при минимальном
вскрытии грунта;
2) метод безопасен (как для
участвующих сотрудников,
так и для среды);
Не применяется в
скальных и
кремнистых грунтах
Не применяется при
наличии грунтовых
вод (на слабых и
обводненных грунтах)
Не применятся в
плывунных грунтах
3) риск повреждения
других инженерных
объектов отсутствует.

7.

ЗАДАЧА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА
7/20
Земляные работы
На основе размеров котлованов выбираем технику для
земляных работ:
- экскаватор ЭО 4321 Б
- бульдозер Б 170М
Рисунок 7 – Экскаватор ЭО 4321 Б
Размеры рабочего котлована для перехода газопровода
«Ухта-Торжок 3» через автомобильную дорогу:
- длина –12,0 м;
- ширина по низу – 4 м;
- глубина в среднем – 8 м.
Размеры приемного котлована:
- длина -4,0 м;
- ширина по низу – 4 м;
- глубина в среднем – 6 м.
Рисунок 8 – Бульдозер Б 170М

8.

ЗАДАЧА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА
8/20
Рисунок 9 – Схема выполнения продавливания
1 – масляный насос; 2 – гидравлический домкрат; 3 – опорная
конструкция; 4 – опорная плита; 5 – продавливаемая труба
Рисунок 10 – Бестраншейная прокладка трубы
методом продавливания

9.

ЗАДАЧА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА
Рисунок 11 – Схема протаскивания плети в защитный футляр
1 - рабочий котлован; 2 - приемный котлован; 3 - полотно дороги; 4 - защитный футляр;
5 - плеть; 6 - опорно-направляющие кольца (ОНК); 7 – отвал грунта; 8 - кран-трубоукладчик;
9 - тяговая лебедка; 10 – монтажная площадка
9/20

10.

ЗАДАЧА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА 10/20
Роликовое опорно-направляющее кольцо РОНК
Роликовые ОНК состоят из 2 или 3 металлических сегментов, снабженных
опорными элементами роликового типа, скрепленных между собой
болтовым соединением.
Так как у нас диаметр трубопровода 1420 мм, то расстояние между кольцами
будет 3 м.
Рисунок 12 – Роликовое
опорно-направленное кольцо
Манжеты герметизирующие
Рисунок 13 - Схема монтажа герметизирующей
манжеты: 1 - рабочий трубопровод; 2 - кожух(футляр);
3 - манжета герметизирующая;
4 - хомуты стяжки; 5 - опорно-направляющие кольца
Манжеты герметизирующие предназначены для герметизации
межтрубного пространства между основным трубопроводом и
защитным кожухом-футляром при сооружении переходов под
автомобильными, железными дорогами, инженерными
сооружениями и водными преградами.
Выбираем герметизирующую термоусаживающую манжету
«ТЕРМА-СТАР».

11.

ЗАДАЧА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА
11/20
Гидравлические испытания на прочность и герметичность
Последовательность проведения работ по очистке и
испытанию газопроводов категории «I» :
• предварительная очистка (протягивание очистного
устройства в процессе выполнения сварочномонтажных работ);
• продувка сжатым воздухом, промывка, удаление
загрязнений потоком жидкости;
• гидравлические испытания трубопроводов в один этап
давлением 1,25 Рраб в течение 24 часов;
• снижение испытательного давления до рабочего Рраб =
7,35 МПа и проверка на герметичность в течение
времени необходимого для осмотра, но не менее 12
часов;
• опорожнение трубопровода давлением сжатого
воздуха и осушку продувкой осушенным воздухом.
Рисунок 14 – График изменения давления при
гидравлических испытаниях

12.

ЗАДАЧА 3. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДА
12/20
Определение толщины стенки
1. Расчетное сопротивление растяжению, МПа:
2. Номинальная толщина стенки, мм:
3. Рассчитаем продольные осевые напряжения по формуле:
Поскольку продольные осевые сжимающие напряжения
отсутствуют, так как σпр.N > 0. Отсюда окончательно принимаем
стандартную толщину стенки газопровода δ=15,7 мм.

13.

ЗАДАЧА 3. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДА
13/20
Расчет трубопровода на прочность
1. Прочность в продольном направлении проверяется по условию:
Расчетное сопротивление растяжению, МПа:
2. Коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла
труб:
3. Кольцевые напряжения в стенке трубы от расчетного внутреннего
давления, МПа:
Условие проверки прочности подземного трубопровода
выполняется. Следовательно, толщина стенки трубопровода
принимается 15,7 мм согласно ГОСТ 10704-91 «Трубы стальные
электросварные прямошовные»

14.

ЗАДАЧА 3. РАСЧЕТ НА ОТСУТСВИЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ
14/20
Проверка условия предотвращения пластических деформаций
1. Для предотвращения недопустимых пластических деформаций в
продольном и кольцевом направлениях проверяем следующие условия:
3. Продольные напряжения складываются из напряжений от
действия внутреннего давления, температурного воздействия
и воздействия от упругого изгиба :
4. Рассчитаем коэффициент
по формуле:
2. Рассчитаем кольцевые напряжения по формуле:
Условия из пункта 1 выполняются, соответственно
недопустимые пластические деформации трубопровода в
продольном и кольцевом направлениях не возникают!

15.

ЗАДАЧА 3. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ФУТЛЯРА
Определение диаметра и толщины стенки футляра
3. Расчетный изгибающий момент, кН·м:
1. Диаметр защитного кожуха, мм:
На основании расчетов и требований нормативных
документов принимаем стандартный диаметр
защитного кожуха 1720 мм.
2. Толщина стенки футляра из условий прочности, мм:
4. Расчётное поперечное сжимающее усилие, кН/м:
5. Расчётное сопротивление материала, МПа:
Принимаем стандартную толщину кожуха 25 мм.
15/20

16.

ЗАДАЧА 3. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ФУТЛЯРА
16/20
Определение усилия продавливания и выбор установки
1. Сопротивление продвижению кожуха (нажимные усилия) Р, кН:
3. Вертикальное горное давление на 1 м длины кожуха, кН/м:
2. Периметр ножа, м:
4. Масса 1-го метра длины кожуха, кг:
Для преодоления усилий, рассчитанных выше, принимаем установку
УБПТ «Горизонт-3» с усилием продавливания, равным 7 МН.

17.

ЗАДАЧА 3. РАСЧЕТ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
17/20
Расчёт усилия протаскивания и подбор троса для протаскивания трубопровода в кожух
1. Усилие протаскивания, кН:
2. Общий вес протаскиваемого
зафутерованного трубопровода, кН:
3. Условие при подборе троса протаскивания:
Для протаскивания газопровода в кожух выбираем
трубоукладчик ТБГ-90 и стальной канат двойной
свивки типа ЛК-Р конструкции.
Рисунок 15 – Канат двойной свивки типа ЛК-Р

18.

ЗАДАЧА 4. РАЗРАБОТАТЬ МЕРОПРИЯТИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ
18/20
Таблица 4 – Мероприятия по безопасности и экологичности при капитальном ремонте
Вид
Мероприятия
проведение инструктажей по правилам работы с материалами и оборудованием;
Мероприятия по
проведение инструктажей по правилам оказания первой медицинской помощи;
обеспечению
безопасных условий труда соблюдение техники безопасности проведения работ;
использование средств индивидуальной защиты;
Мероприятия по
предупреждению
чрезвычайных ситуаций
обеспечение
средствами
пожаротушения:
углекислотные
огнетушители
(использование огнетушителей других типов не допускается по причине наличия
работающих электроприборов), песок;
обеспечение средствами связи для сообщения о возникшей чрезвычайной ситуации в
службы быстрого реагирования;
должны быть разработаны и утверждены планы ликвидации аварий в соответствии с
инструкцией Госгортехнадзора России.
проведение биологической рекультивации (засев многолетних трав);
Мероприятия по охране
окружающей среды
использование для хранения отходов специальных тар;
утилизация отработанных материалов.

19.

ВЫВОДЫ
19/20
1. Разработана последовательность проведения работ при капитальном ремонте;
2. Обоснован выбор метода прокладки газопровода через автодорогу;
3. Произведены необходимые технологические расчеты, в результате которых были
определены параметры
газопровода и кожуха, рассчитана толщина стенки (для
D=1420 мм – δ=15,7 мм, для D=1720 мм – δ=25 мм).
4. Разработан комплекс мероприятий по обеспечению безопасности и экологичности
проекта.

20.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!