Совершенствование технологии сооружения подводных переходов трубопроводов проложенных методом горизонтально-направленного бурения

Цель работы – разработка рекомендаций по применению технологии прокладки трубопроводов методом горизонтально-направленного бурения с применением защитного устройства.
В процессе исследования проводились сравнительная характеристика существующих методов бестраншейной прокладки трубопроводов, расчет основных характеристик подводного перехода, подбор защитного устройства, исследование напряженно-деформированного состояния трубопровода с помощью конечно-элементного моделирования в программном комплексе Ansys.
В результате исследования подобраны оптимальные параметры подводного перехода, методом конечно-элементного моделирования в программном комплексе Ansys определено напряженно-деформированнон состояние трубопровода с защитным устройством и без него.

ВВЕДЕНИЕ 16
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 18
2 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И ОБЪЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА 22
2.1 Объект и методы исследования 22
2.2 Общие сведения об объекте строительства 22
2.3 Технико-экономическая характеристика района строительства 24
2.4 Климатическо-экологическая характеристика района 25
2.5 Инженерно-геологическая характеристика грунтов и пород 28
2.6 Инженерно-гидрологические условия 30
3 ВЫБОР ВАРИАНТА ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА 32
3.1 Траншейный метод прокладки трубопроводов 33
3.2 Бестраншейные методы прокладки трубопроводов 34
3.3 Сравнительная характеристика методов ГНБ и МТ 38
4 ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ И ПАРАМЕТРЫ ПОДВОДНОГО ПЕРЕХОДА 43
4.1 Характеристика объекта 43
4.2 Этапы строительства перехода 44
4.3 Характеристики бурового раствора 50
4.4 Параметры труб для подводного перехода 51
4.5 Изоляция рабочего трубопровода 52
4.6 Сварка трубопровода 52
4.7 Испытания на прочность и герметичность 53
4.8 Параметры резервной нитки 54

Совершенствование технологии сооружения подводных переходов трубопроводов
проложенных методом горизонтально-направленного бурения
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Меркурьев И.Е. Лит. Лист Листов
Руковод. Медведев В.В. 13 2
Консульт. Оглавление
Рук-ль ООП Бурков П.В. НИ ТПУ гр. 2БМ6А
5 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОДВОДНОГО ПЕРЕХОДА 55
5.1 Геометрические характеристики подводного перехода 55
5.2 Расчет толщины стенки. Проверка на прочность 61
5.3 Проверка трубопровода на смятие 64
5.4 Расчет весовых характеристик трубопровода 66
5.5 Балластировка трубопровода водой 67
5.6 Расстояние между роликовыми опорами 68
5.7 Расчет максимального тягового усилия при протаскивании 71
5.8 Проверочный расчет трубопровода на пластические деформации при
протаскивании 73
6 ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДА 75
6.1 Метод конечных элементов 75
6.2 Модели для оценки напряженно-деформированного состояния 77
6.3 Способы защиты трубопровода от смятия при протаскивании 82
6.4 Образование вмятины на трубопроводе от действия валуна 83
6.5 Модель конечных элементов 84
6.6 Результаты моделирования 85
6.7 Конструкция защитного устройства 86
6.8 Механическое поведение трубопровода с защитным устройством 87
6.9 Влияние межтрубного давления на прочность трубопровода 88
7 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 90
7.1 Сметная стоимость выполнения работ 90
7.2 Линейный календарный график проведения работ 99
7.3 Обоснование эффективности проекта 102
8 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ 104
8.1 Анализ выявленных вредных производственных факторов при
строительстве подводного перехода 105
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
8.2 Анализ выявленных опасных производственных факторов при
строительстве подводного перехода 110
8.3 Охрана окружающей среды 115
8.4 Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях 118
8.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 124
ПРИЛОЖЕНИЕ А 1361
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 136

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

В магистерской диссертации рассмотрен проект подводного перехода
газопровода газотранспортной системы
«Сахалин – Хабаровск – Владивосток» через пролив Босфор Восточный.
Длина каждой нитки укладываемого трубопровода составила 1393 м.
В общей части магистерской диссертации приведена характеристика
места строительства и самого проектируемого подводного перехода.
Рассмотрены основные преимущества и недостатки метода ГНБ. Произведено
сравнение методов ГНБ и МТ.
В расчетной части выполнены следующие расчеты:
 расчет толщины стенки трубопровода, проверка на прочность. На
основании расчета принята стенка толщиной 10 мм;
 расчет нагрузок на опоры. Определена нагрузка на опоры при
протягивании трубопровода в скважину, расчетное расстояние между
опорами составило 9,2 метров, а их количество с 25% запасом – 153
шт;
 расчет балластировки водой протягиваемого трубопровода, цель
расчета – определение необходимого веса балласта;
 расчет максимального тягового усилия при протаскивании
трубопровода, которое составило 741,0 кН;
 проверка трубопровода на пластические деформации при
протаскивании. Суммарное напряжение в трубопроводе составило
90,8 МПа, что меньше предела текучести материала трубы;
 проверка трубопровода на смятие.

Совершенствование технологии сооружения подводных переходов трубопроводов
проложенных методом горизонтально-направленного бурения
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Меркурьев И.Е. Лит. Лист Листов
Руковод. Медведев В.В. 122 153
Консульт. Заключение
Рук-ль ООП Бурков П.В. НИ ТПУ гр. 2БМ6А
Все расчеты выполнены согласно действующим государственным
стандартам, строительным нормам и правилам.
В исследовательской части рассмотрены основные причины отказов
при протаскивании трубопровода, способы их предотвращения. Представлено
защитное устройство, выполнено моделирование смятия трубопровода с
защитным устройством и без него. Сделан вывод, что защитное устройство
помогает эффективно защитить трубопровод от смятия при протаскивании.
В экономической части определен перечень и расчет затрат на
реализацию проекта строительства подводного перехода, приведен
календарный график выполнения работ, обоснована экономическая
эффективность проекта.
В разделе «социальная ответственность» рассмотрены вопросы
производственной и экологической безопасности, безопасности в
чрезвычайных ситуациях, правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности.

Лист
Заключение
Изм. Лист № докум. Подпись Дата