Zatrpavanje prstenastog prostora. Sanitarije namotavanjem s podlogom. Naprezanja u troslojnim cijevima tijekom percepcije tangencijalnih vlačnih sila cementnim kamenom

Vozilo za isporuku stroja za namatanje i pribora

Stroj za namotavanje (prijevoz kamionom)

Hidraulička jedinica za stroj za namotavanje (prijevoz kamionom)

Generator (prijevoz kamionom)

Viljuškar na kotačima

Alat:

bugarski

Dlijeto, dlijeto, dlijeto

Materijal za zatrpavanje (proizvod u vlasništvu Blitzdömmer®)

Razrjeđivač (eluens) i aditiv za stvaranje pora

2. Priprema mjesta

Trening Gradilište uključuje sigurnosne mjere promet, osiguravanje mjesta za alatne strojeve i skladišta opreme i materijala, te opskrbu vodom i strujom.

kontrola protoka

Tijekom procesa namotavanja, ovisno o konkretnu situaciju moguće je odbiti poduzimanje sigurnosnih mjera u slučaju da je sanirani kolektor napunjen vodom do 40%.

Mala količina protoka može se kasnije koristiti za poboljšanje kretanja cijevi tijekom procesa namotavanja i za fiksiranje cijevi tijekom zatrpavanja.

Čišćenje kolektora

Čišćenje kolektora pri korištenju metode namota obično se provodi ispiranjem pod visokim pritiskom.

Pripremni rad za ponovno oblaganje uključuje i uklanjanje prepreka, kao što su stvrdnuti naslage, spajanje drugih komunikacija, pijesak itd. Njihovo uklanjanje po potrebi se provodi ručno pomoću rezača, čekića i dlijeta.

Umetci drugih komunikacija

Ogranci kanala koji teku u kanalizaciju koju treba sanirati moraju se začepiti prije početka radova na sanaciji.

Kontrola kvalitete i količine materijala i opreme

Prilikom isporuke na gradilište potrebni materijali i opreme, provjerava se njihova kompletnost i kvaliteta. U tom slučaju, na primjer, profil se provjerava u skladu s podacima prema certifikatu kvalitete za njegovu oznaku, dovoljnu dužinu, kao i moguća šteta koji proizlaze iz prijevoza; Zauzvrat se provjerava dovoljna količina i ispravne uvjete skladištenja podloge s oznakom Blitzdömmer®.

Možda će biti potrebno djelomično ili potpuno uklanjanje postolje komore kako bi se osiguralo poravnanje između stroja i kolektora koji se sanira. Uklanjanje se u pravilu vrši otvaranjem baze komore perforatorom ili ručno pomoću malja i dlijeta.

Namotavanje cijevi može se izvesti i sa strujanjem i protiv toka, ovisno o veličini komore bušotine i mogućnostima pristupa njoj.

U našem slučaju, namotavanje cijevi se izvodi protiv struje, budući da je komora bušotine na najnižoj točki velika, što uvelike olakšava ugradnju stroja za namotavanje.

3. Ugradnja stroja za namotavanje

Isporuka stroja za namatanje

Hidraulički pogonski zamotač korišten u našem primjeru je dizajniran za oblaganje cjevovoda promjera od 500 DN do 1500. Ovisno o promjeru cjevovoda u koji je nova cijev namotana, koriste se kutije za namotavanje različitih promjera.

Prvo, stroj za namotavanje, rastavljen na sastavne dijelove, isporučuje se u početnu bušotinu. Sastoji se od mehanizma za pogon trake i kutije za namatanje.

Spuštanje dijelova stroja u osovinu i montaža stroja za namotavanje

Komponente kutije za namatanje ručno se spuštaju u početnu osovinu i tamo montiraju.

Za promjere do 400 DN, stroj se može spustiti u osovinu potpuno sastavljen.

Prije spuštanja hidrauličkog pogona trake u početnu osovinu, potrebno je ukloniti transportne šape trakastog pogona.

Pogon trake s hidrauličnim pogonom montiran je na kutiju za namotavanje izravno u početnu osovinu. U tom slučaju, prijemni dio stroja za namotavanje mora biti ispod razine vrata bušotine kako bi se osiguralo nesmetano uvlačenje profila u mehanizam za pogon trake.

Instalacijski radovi dovršavaju se spajanjem hidrauličkog pogona stroja za namotavanje na hidrauličku jedinicu koja se nalazi u blizini početne osovine.

Zatim je potrebno provjeriti koaksijalnost stroja za namotavanje i dezinficiranog kolektora, jer u suprotnom, tijekom procesa namotavanja, namotana cijev može zaglaviti o stijenke kolektora ili doživjeti jak otpor s njihove strane, što može negativno utjecati na duljinu kolektora. dezinficirani dio.

4. Priprema profila

Profil za odmotavanje i rezanje

Da bi prvi svitak namotane cijevi bio ispod pravi kut na os cijevi potrebno je rezati profil pomoću "brusilice" u skladu s promjerom cijevi. Da biste to učinili, potrebno je odmotati dio profila od zavojnice koja se nalazi na okviru.

Podnošenje profila

Odrezani profil se pomoću vodećeg valjka montiranog na granu manipulatora ili drugu napravu dovodi u početnu osovinu.

Prvi okret

Profil se uvlači u mehanizam za pogon trake, prolazi duž unutarnje strane kutije za namotavanje (pazite da profil upadne u utore na valjcima; ako je potrebno, ispravite profil ručno) i zatim se međusobno povezuje pomoću tzv. (gubitak u promjeru zbog debljine profila oko 1-2 cm).

Dostupan profil

Raspon promjera od DN 200 do DN 1500.

5. Proces namotavanja

Mali protok podiže namotanu cijev i smanjuje trenje na donjem dijelu kolektora koji se sanira.

Profil koji tvori cijev se postupno dovodi iz kutije za namatanje rotacijskim pokretima u smjeru dezinficiranog kolektora. U tom slučaju potrebno je osigurati da namotana cijev ne bude podvrgnuta jakom trenju o zidove starog kanala i da se ne lijepi za spojeve, spojeve itd.

Opskrba ljepilom.

Dugotrajna vodonepropusnost namotane cijevi postiže se nanošenjem posebnog PVC ljepila na zasun-brave pojedinačnih zavoja profila.

Tehnologija zaključavanja.

Ljepilo se uvlači u utor s jedne strane profila, nakon čega brava odmah sjedne na mjesto s druge strane profila i na taj način dolazi do pouzdanog zahvaćanja oba dijela zasuna-brave. Ovaj tip spajanje se nazivalo i metodom "hladnog zavarivanja".

6. Ispuna / Preklapanje prstena s mortom

Rastavljanje stroja i postavljanje cijevi.

Prema snimci otisnutim na poleđini profila, možete izračunati duljinu namotane cijevi. Nakon namotavanja cijevi potrebne duljine, provjerite odgovara li udaljenost od kraja cijevi do prihvatne bušotine duljini cijevi koja strši iz početne bušotine.

Ako se podudaraju, tada se namotana cijev odsiječe u početnoj bušotini uz pomoć brusilice.

Namotanu cijev, koju podupire tok u kolektoru, dva radnika lako potiskuju od početne bušotine prema prihvatnoj bušotini, tako da rubovi cijevi točno odgovaraju rubovima oba bunara.

Ovi postupci štede materijal, jer duljina namotane cijevi točno odgovara duljini kolektora koji se dezinficira, uzimajući u obzir dio cijevi koji strši u početni bunar i kasnije gurnut u kolektor.

Zatim se stroj za namatanje ponovno rastavlja na zasebne dijelove i uklanja iz početne bušotine.

Pokrivanje prstena

Zatvaranje prstenastog prostora između stare cijevi i namotane cijevi postiže se unutarnjim cementiranjem sulfatom koji sadrži cementni mort prostor oko 20 cm od ruba bunara. Ovisno o razini podzemne vode i promjeru cijevi, možda će biti potrebno povećati broj mlaznica za punjenje žbuke i odzračivanje.

Preklapanje prstenastog prostora na najvišoj točki.

Prvo, prstenasti prostor je blokiran na najvišoj točki (u ovom slučaju, ovo je prihvatni bunar). Nakon začepljenja prstenastog prostora i umetanja izlaza zraka u podnožje i vrh cementnog poda, protok kanalizacije se privremeno blokira (regulacija protoka), tako da se radovi u komori bunara mogu izvoditi bez smetnji otpadnih voda. otpadne vode, koji se još nalazi u prstenastom prostoru, drenira prema najnižoj točki, čime se prstenasti prostor isprazni i spreman za fugiranje. Nakon završetka radova na blokiranju prstenastog prostora, otpadne vode se ispuštaju kroz namotanu cijev dezinficiranog kolektora.

Podizanje razine vode u namotanoj cijevi.

Tijekom ovaj proces također se provodi regulacija otpadnog toka, pri čemu se spiralna cijev zatvara pomoću tzv. mjehurića s prolaznom profiliranom cijevi i cijevi za podešavanje razine vode u namotanoj cijevi. Tako se razina vode u zavojnoj cijevi podiže i cijev se učvršćuje na potplat starog kanala tijekom procesa dvofaznog punjenja prstenastog prostora. Time se osigurava zadržavanje kuta nagiba i isključenje mogućnosti savijanja.

Pokrivanje prstena na najnižoj točki

Zatim se prstenasti prostor prekriva na najnižoj točki (u našem slučaju to je početni bunar).

Po potrebi se u stropni svod montiraju cijevi za izlijevanje otopine, a u stropni svod i potplat mlaznice za odzračivanje zraka. Cijev integrirana u mjehurić ima profiliran vanjski premaz i ne osigurava potpunu nepropusnost, što omogućuje istjecanje određene količine otpadne vode. Uz pomoć cijevi za detekciju razine vode uvijek se može pratiti razina kanalizacije u zavojnoj cijevi.
Prva faza punjenja.

U našem slučaju zatrpavanje prstenastog prostora vrši se od najniže točke u dvije faze. Da biste to učinili, na rubu bušotine ugrađuje se spremnik za miješanje materijala podloge, na koji je spojeno crijevo za dovod otopine. Blitzdömmer vlasnički materijal za zatrpavanje miješa se prema preporukama proizvođača u posebnim spremnicima različitih volumena.

Zatim se otvara ventil spremnika za miješanje i otopina Blitzdömmer, bez vanjskog pritiska, slobodno teče u prstenasti prostor između starog kanala i nove namotane cijevi. Otpadne vode koje ispunjavaju zavojnu cijev sprječavaju njeno podizanje.

Proces miješanja i dovoda otopine nastavlja se sve dok otopina ne počne istjecati iz cijevi za izlaz zraka postavljene na dnu poda na najnižoj točki.

Usporedbom utrošene količine morta za zatrpavanje s izračunatom količinom moguće je provjeriti ostaje li žbuka u prstenu ili ulazi u tlo kroz rupe u starom kanalu. Ako upotrijebljena količina otopine odgovara izračunatoj, proces zatrpavanja se nastavlja sve dok otopina ne počne istjecati iz cijevi za izlaz zraka montirane u stropu na najnižoj točki. Prva faza punjenja smatra se završenom.

Druga faza punjenja.

Stvrdnjavanje materijala za zatrpavanje traje 4 sata, dok dolazi do blagog taloženja otopine u prstenu. Nakon što se žbuka stvrdne, počinje miješanje Blitzdömmer podloge za drugu fazu zatrpavanja. Proces punjenja prstenastog prostora može se smatrati završenim kada otopina počne istjecati iz cijevi za izlaz zraka, montirane u strop na najvišoj točki.

Za kontrolu kvalitete uzima se uzorak otopine za punjenje, koja teče iz izlaza zraka u prihvatnoj bušotini.

Zatim se rastavljaju mlaznice za izlijevanje otopine i izlazne cijevi u početnim i prihvatnim bušotinama. kroz rupe cementirano u stropovima.

7. Završni rad

Restauracija potplata.

Djelomično napukli potplat bunarske komore se obnavlja.

Rad na integraciji veza u novi kanal izvodi robot.

Kontrola kvalitete

Za kontrolu kvalitete radova na sanaciji cjevovoda provodi se pregled samog cjevovoda, kao i ispitivanje nepropusnosti prema DIN EN 1610.

izbor cijevi i materijala za izgradnju i rekonstrukciju vodoopskrbnih cjevovoda

u pogonima Mosvodokanal dd

1. U fazi projektiranja, ovisno o uvjetima polaganja i načinu rada, materijal, vrsta cijevi (debljina stijenke cijevi, standardni omjer dimenzija (SDR), krutost prstena (SN), prisutnost vanjskog i unutarnjeg zaštitnog premaza cijevi), rješava se pitanje ojačanja cijevi koja se polaže.cijevi pomoću armiranobetonske obujmice ili čeličnog kućišta. Za sve materijale cijevi potrebno je izvršiti proračun čvrstoće za udar unutarnji pritisak radna okolina, tlak tla, živa opterećenja, vlastita težina cijevi i masa transportirane tekućine, atmosferski pritisak tijekom stvaranja vakuuma i vanjskog hidrostatskog tlaka podzemne vode, određivanje aksijalne vučne sile (probijanje).

2. Prije odabira metode rekonstrukcije, provodi se tehnička dijagnostika cjevovoda kako bi se utvrdilo njegovo stanje i preostali vijek trajanja.

3. Izbor materijala cjevovoda mora biti opravdan komparativnom studijom izvodljivosti. Izračun se provodi uzimajući u obzir zahtjeve Mosvodokanal JSC. Prilikom križanja s postojećim komunalnim tvrtkama ili lociranja cjevovoda u njihovoj tampon zoni, uzimaju se u obzir zahtjevi operativnih organizacija trećih strana. Studija izvodljivosti i proračuni čvrstoće cjevovoda uključeni su u projektno-proračunsku dokumentaciju i prezentirani su pri pregledu projekta.

4. Svi materijali koji se koriste za polaganje vodovoda (cijevi, tankozidne obloge, crijeva i unutarnji premazi za prskanje) moraju proći dodatni testovi na opći toksični učinak sastavnih komponenti koje mogu difundirati u vodu u koncentracijama opasnim za javno zdravlje i dovesti do alergenih, nadražujućih, mutagenih i drugih negativnih učinaka na ljude.

5. Prilikom polaganja polietilenskih cijevi bez armiranobetonskog kućišta ili čeličnog kućišta u urbaniziranim i industrijska područja mora se potvrditi ekološka sigurnost okolnog tla duž projektirane trase. U slučaju neprihvatljivog onečišćenja u tlu i podzemnim vodama (aromatični ugljikovodici, organske kemikalije i sl.), tlo se obnavlja.

6. Čelične cijevi koje se prethodno nisu koristile za cjevovode za opskrbu pitkom vodom nisu dopuštene za ugradnju vodenih obilaznica.

7. Obnovljene čelične cijevi koje su prethodno bile u upotrebi nisu dopuštene za novo polaganje i rekonstrukciju cjevovodi za vodu(cijevi za radnu okolinu). Moguće ih je koristiti za kućišta uređaja.

8. Čelične cijevi sa spiralnim šavom (prema GOST 20295-85 s volumetrijskom toplinskom obradom) mogu se koristiti pri izgradnji kućišta, zaobilaznih vodova.

9. Prilikom polaganja cijevi u kutijama, prstenasti prostor se ispunjava cementno-pješčanim mortom.

10.Kad novogradnja čelične cijevi otvoreni vodovodni cjevovodi (bez čeličnih kućišta i armiranobetonskih obujmica) osiguravaju, ako je potrebno, istovremenu zaštitu cijevi od elektrokemijska korozija prema GOST 9.602-2005.

11. Prilikom rekonstrukcije čeličnih cjevovoda (bez čeličnih kućišta i armirano-betonskih obujmica) bez uništavanja postojeće cijevi i prilikom hitne obnove lokalnih i hitnih dionica cjevovoda metodama koje nemaju nosivost, osigurati, po potrebi, istovremenu zaštitu cijev od elektrokemijske korozije u skladu s GOST 9.602 -2005.

12. Dopušteno je koristiti lijevane armature izrađene od nodularnog željeza s unutarnjim i vanjskim epoksidnim praškastim premazom odobrenim za uporabu u sustavima opskrbe pitkom vodom (potvrda od državna registracija, stručno mišljenje o sukladnosti proizvoda s Jedinstvenim sanitarno-epidemiološkim i higijenski zahtjevi roba koja podliježe sanitarnom i epidemiološkom nadzoru).

13. Stručnjaci Mosvodokanala dd imaju pravo posjetiti tvornice koje opskrbljuju cijevi i upoznati se s uvjetima za organizaciju proizvodnje i kontrole kvalitete proizvoda, kao i pregledati isporučene proizvode.

14. Ispitivanja polietilenskih cijevi provode se na uzorcima izrađenim od cijevi.

14.1. Karakteristike materijala cijevi moraju odgovarati sljedećim vrijednostima:

Toplinska stabilnost na 200°S - ne manje od 20 minuta;

Maseni udio čađe (čađe) - 2,0-2,5%;

Raspodjela čađe (čađe) ili pigmenta - tip I-II;

Relativno rastezanje pri pucanju uzorka cijevi nije manje od 350%.

14.2. Prilikom provjere zavara, do uništenja uzorka treba doći kada je relativno rastezanje veće od 50% i da ga karakterizira visoka plastičnost. Prelomna linija mora prolaziti duž osnovnog materijala i ne prelazi ravninu zavarivanja. Rezultati testa smatraju se pozitivnima ako se testiraju na aksijalna napetost najmanje 80% uzoraka ima plastični prijelom tipa I. Preostalih 20% uzoraka može imati prijelom tipa II. Uništavanje tipa III nije dopušteno.

2. Tehnički uvjeti za uporabu cijevi i materijala

za izgradnju i rekonstrukciju kanalizacije na objektima dd "Mosvodokanal"

480 rub. | 150 UAH | 7,5 USD ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Teza - 480 rubalja, dostava 10 minuta 24 sata dnevno, sedam dana u tjednu i praznicima

240 rub. | 75 UAH | 3,75 USD ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Sažetak - 240 rubalja, dostava 1-3 sata, od 10-19 (moskovsko vrijeme), osim nedjelje

Borcov Aleksandar Konstantinovič. Tehnologija građenja i metode za proračun naponskog stanja podvodnih cjevovoda "cijev u cijevi": mulj RSL OD 61:85-5 / 1785

Uvod

Slika 1. Izgradnja podmorskog cjevovoda "pipe in pipe" s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom 7

1.1. Dvocijevne konstrukcije cjevovoda 7

1.2. Tehničko-ekonomska procjena podvodnog prijelaza cjevovoda "cijev do cijevi" 17

1.3. Analiza obavljenog rada i postavljanje ciljeva istraživanja 22

2. Tehnologija cementiranja prstenastog prostora cjevovoda "pipe in pipe" 25

2.1. Materijali za cementiranje prstena 25

2.2. Odabir formulacije cementne suspenzije 26

2.3. Oprema za cementiranje 29

2.4. Punjenje prstena 30

2.5. Proračun cementiranja 32

2.6. Eksperimentalna provjera tehnologije cementiranja 36

2.6.1. ugradnja i ispitivanje dvocijevnog kraja 36

2.6.2. Cementiranje prstena 40

2.6.3. Ispitivanje čvrstoće cjevovoda 45

3. Naponsko-deformacijsko stanje troslojnih cijevi pod djelovanjem unutarnjeg tlaka 50

3.1. Čvrstoća i deformacijska svojstva cementnog kamena 50

3.2. Naprezanja u troslojnim cijevima tijekom percepcije tangencijalnih vlačnih sila cementnim kamenom 51

4. Eksperimentalna istraživanja naponsko-deformacijskog stanja troslojnih cijevi 66

4.1. Metodologija provođenja eksperimentalnih istraživanja 66

4.2. Tehnologija izrade modela 68

4.3. Ispitni stol 71

4.4. Metodologija mjerenja i ispitivanja deformacija 75

4.5. Utjecaj suvišnog tlaka cementiranja mek-cijevnog prostora na preraspodjelu naprezanja 79

4.6. Provjera adekvatnosti teorijskih ovisnosti 85

4.6.1. Tehnika planiranja eksperimenta 85

4.6.2. Statistička obrada rezultata ispitivanja! . 87

4.7. Ispitivanje prirodnih troslojnih cijevi 93

5. Teorijski i eksperimentalne studije krutost cjevovoda na savijanje "cijev u cijevi" 100

5.1. Proračun krutosti cjevovoda na savijanje 100

5.2. Eksperimentalna ispitivanja krutosti na savijanje 108

Nalazi 113

Opći zaključci 114

Književnost 116

Prijave 126

Uvod u rad

U skladu s odlukama XXII kongresa KPSS-a, u tekućem petogodišnjem razdoblju naftna i plinska industrija razvijaju se ubrzanim tempom, posebno u regijama. Zapadni Sibir, u Kazahstanskoj SSR i na sjeveru europskog dijela zemlje.

Do kraja petogodišnjeg plana proizvodnja nafte i plina iznosit će 620-645 milijuna tona, odnosno 600-640 milijardi kubnih metara. metara.

Za njihov transport potrebno je izgraditi moćne magistralni cjevovodi s visokim stupnjem automatizacije i operativne pouzdanosti.

Jedan od glavnih zadataka u petogodišnjem planu KhP-a bit će daljnji ubrzani razvoj nafte i plinska polja, izgradnju novih i povećanje kapaciteta postojećih plinskih i naftnih transportnih sustava, idući od regija Zapadnog Sibira do glavnih mjesta potrošnje nafte i plina - u središnje i zapadne regije zemlje. Cjevovodi značajne duljine na svom putu će se križati veliki broj razne vodene barijere. Prijelazi kroz vodene barijere najsloženije su i najkritičnije dionice linearnog dijela magistralnih cjevovoda o kojima ovisi pouzdanost njihova rada. Ako podvodni prijelazi propadnu, nastaje ogromna materijalna šteta koja se definira kao zbroj štete za potrošača, prijevoznika i od onečišćenja okoliša.

Popravak i obnova podvodnih prijelaza su izazovan zadatak zahtijevaju značajnu radnu snagu i resurse. Ponekad trošak popravka prijelaza premašuje cijenu njegove izgradnje.

Stoga se velika pažnja posvećuje osiguranju visoke pouzdanosti prijelaza. Moraju raditi bez kvarova i popravaka tijekom cijelog procijenjenog vijeka trajanja cjevovoda.

Trenutno se, radi povećanja pouzdanosti, prijelazi magistralnih cjevovoda kroz vodene barijere grade u dvovodnom dizajnu, t.j. paralelno s glavnom niti na udaljenosti do 50 m od nje, položen je dodatni - pomoćni. Takva redundancija zahtijeva dvostruko ulaganje, ali kao što pokazuje iskustvo, ne osigurava uvijek potrebnu operativnu pouzdanost.

Nedavno su razvijene nove sheme dizajna koje osiguravaju povećanu pouzdanost i snagu jednolančanih prijelaza.

Jedno od takvih rješenja je projekt podvodnog križanja cjevovoda "pipe in pipe" s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom. U SSSR-u je već izgrađen niz prijelaza prema projektnoj shemi "cijev u cijevi". Uspješno iskustvo projektiranje i konstrukcija ovakvih prijelaza ukazuje da tinjajuća teorijska i Konstruktivne odluke o tehnologiji ugradnje i polaganja, kontrola kvalitete zavarenih spojeva, ispitivanje dvocijevnih cjevovoda su dovoljno razvijeni. No, budući da je prstenasti prostor izgrađenih prijelaza ispunjen tekućinom ili plinom, pitanja vezana za osobitosti izgradnje podvodnih cjevovoda "cijev u cijev" s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom su u biti nova i malo proučavana.

Stoga je svrha ovog rada znanstveno utemeljenje i razvoj tehnologije izgradnje podvodnih cjevovoda "pipe in pipe" s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom.

Za postizanje tog cilja proveden je veliki program

teorijska i eksperimentalna istraživanja. Mogućnost korištenja za popunjavanje prstenastog prostora ispod-

materijali, oprema i tehnološke metode za cementiranje bušotina za vodovodne cijevi "pipe in pipe". Izgrađena je eksperimentalna dionica ovog tipa cjevovoda. Izvedene su formule za proračun naprezanja u troslojnim cijevima pod djelovanjem unutarnjeg tlaka. Provedena su eksperimentalna istraživanja naponsko-deformacijskog stanja troslojnih cijevi za magistralne cjevovode. Izvedena je formula za izračunavanje krutosti na savijanje troslojnih cijevi. Eksperimentalno je određena savojna krutost cjevovoda cijev u cijevi.

Na temelju provedenog istraživanja izrađene su „Privremene upute za projektiranje i tehnologiju izgradnje pilot-podvodnih prijelaza plinovoda za tlak od 10 i više MPa tipa „cijev u cijevi“ s cementiranjem prstenastog prostora“ i „Upute za Izrađeno je projektiranje i izgradnja morskih podvodnih cjevovoda prema strukturnoj shemi" pipe-in-pipe" s cementiranjem prstenastog prostora", koji je odobrio Mingazprom 1982. i 1984.

Rezultati disertacije praktički su korišteni u projektiranju podvodnog prijelaza plinovoda Urengoj - Uzhgorod kroz rijeku Desnu Ketu, projektiranju i izgradnji dionica naftovoda Dragobych - Stry i Kremenchug - Lubny - Kijev, dionice morskih cjevovoda Strelka 5 - Shore i Golitsyno - Shore.

Autor zahvaljuje O.M. Korabelnikovu, voditelju moskovske podzemne plinske stanice proizvodnog društva Mostansgaz, voditelju Laboratorija za snagu plinske cijevi VNIIGAZ, dr. sc. tech. znanosti N.I. Anenkov, voditelj tima za ispitivanje bušotina ekspedicije dubokog bušenja Moskovske regije O.G. Drogalinu za pomoć u organizaciji i provođenju eksperimentalnih studija.

Studija izvodljivosti podvodnog prijelaza cjevovoda "cijev do cijevi"

Prijelazi cjevovoda "cijev u cijevi" Prijelazi magistralnih cjevovoda kroz vodene barijere spadaju među najkritičnije i najteže dionice trase. Neuspjeh takvih prijelaza može uzrokovati nagli pad produktivnosti ili potpuno zaustavljanje crpljenja transportiranog proizvoda. Popravak i sanacija podmorskih cjevovoda složeni su i skupi. Često su troškovi popravka prijelaza proporcionalni troškovima izgradnje novog prijelaza.

Podvodni prijelazi magistralnih cjevovoda prema zahtjevima SNiP 11-45-75 [70] polažu se u dva reda na udaljenosti od najmanje 50 m jedan od drugog. S takvom redundantnošću povećava se vjerojatnost sigurnog rada prijelaza kao transportni sustav općenito. Troškovi izgradnje pričuvne linije u pravilu odgovaraju troškovima izgradnje magistralnog voda ili ih čak i premašuju. Stoga možemo pretpostaviti da povećanje pouzdanosti zbog redundancije zahtijeva udvostručenje kapitalnih ulaganja. U međuvremenu, operativno iskustvo pokazuje da ova metoda povećanja operativne pouzdanosti ne daje uvijek pozitivne rezultate.

Rezultati proučavanja deformacija kanalskih procesa pokazali su da deformacijske zone kanala značajno premašuju udaljenosti između položenih linija križanja. Stoga se erozija glavne i rezervne niti događa gotovo istodobno. Stoga bi se povećanje pouzdanosti podvodnih prijelaza trebalo provoditi u smjeru pažljivog razmatranja hidrologije akumulacije i izrade projekata križanja s povećanom pouzdanošću, u kojima je kvar podvodnog prijelaza uzet kao događaj koji vodi na kršenje nepropusnosti cjevovoda. Tijekom analize razmatrana su sljedeća projektna rješenja: dvovodni jednocijevni projekt - cjevovodi se polažu paralelno na udaljenosti od 20-50 m jedan od drugog; podvodni cjevovod s kontinuiranim betonskim premazom; projekt cjevovoda "cijev u cijevi" bez punjenja prstenastog prostora i ispunjenog cementnim kamenom; križanje izgrađeno metodom kosog bušenja.

Iz grafikona prikazanih na sl. 1.10, proizlazi da je najveća očekivana vjerojatnost nesmetanog rada na podvodnom križanju cjevovoda "pipe in pipe" s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom, s izuzetkom prijelaza izgrađenog metodom kosog bušenja.

Trenutno se provode eksperimentalna istraživanja ove metode i razvoj njezinih glavnih tehnoloških rješenja. Zbog složenosti izrade bušaćih uređaja za nagnuto bušenje, teško je očekivati ​​šire uvođenje ove metode u praksu izgradnje cjevovoda u bliskoj budućnosti. Osim, ovu metodu može se koristiti u konstrukciji prijelaza samo male duljine.

Za izgradnju prijelaza prema konstruktivnoj shemi "cijev u cijevi" s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom nije potrebno razvijati nove strojeve i mehanizme. Prilikom ugradnje i polaganja dvocijevnih cjevovoda koriste se isti strojevi i mehanizmi kao i kod gradnje jednocijevnih cjevovoda, a za pripremu cementne žbuke i popunjavanje anulusa prstenastog prostora koristi se oprema za cementiranje za sanaciju naftnih i plinskih bušotina, trenutno u sustavu Shngazproma i Minnefteproma U pogonu je nekoliko tisuća cementnih jedinica i strojeva za miješanje cementa.

Glavni tehničko-ekonomski pokazatelji podvodnih prijelaza cjevovoda različitih izvedbi dati su u tablici 1.1. Proračuni su napravljeni za podvodni prijelaz pokusne dionice plinovoda pod tlakom od 10 MPa bez uzimanja u obzir cijene ventila. Duljina prijelaza je 370 m, razmak između paralelnih navoja je 50 m. Cijevi su izrađene od čelika X70 s granom tečenja (fl - 470 MPa i vlačnom čvrstoćom Ê6r = 600 MPa. Debljina stijenki cijevi i potrebno dodatno balastiranje za opcije I, P i Sh izračunava se prema SNiP 11-45-75 [70]. Debljina stijenke kućišta u opciji III određena je za cjevovod kategorije 3. Obručna naprezanja u stijenkama cijevi iz radnog tlaka za ove opcije izračunavaju se po formuli za cijevi tankih stijenki.

U projektu cjevovoda "pipe in pipe" s prstenom ispunjenim cementnim kamenom, debljina stijenke unutarnje cijevi određuje se metodom danom u [e], debljina vanjskog zida uzima se 0,75 od debljina unutarnjeg. Prstenasta naprezanja u cijevima izračunavaju se prema formulama 3.21 ovog rada, a fizikalne i mehaničke karakteristike cementnog kamena i metala cijevi uzimaju se kao u proračunu iz tablice. 3.1. Za standard za usporedbu (100 USD) uzet je najčešći dvonit jednocijevni prijelazni dizajn s balastiranjem utezima od lijevanog željeza. Kao što se može vidjeti iz tablice. Í.Í, potrošnja metala konstrukcije cjevovoda "pipe in pipe" s prstenastim prstenom ispunjenim cementnim kamenom za čelik i lijevano željezo veća je od 4 puta

Oprema za cementiranje

Specifičnosti cementiranja prstenastog prostora cjevovoda cijevi u cijevi određuju zahtjeve za opremu za cementiranje. Izgradnja prijelaza magistralnih cjevovoda kroz vodene barijere izvodi se u raznim regijama zemlje, uključujući udaljene i teško dostupne. Udaljenosti između gradilišta dosežu stotine kilometara, često u nedostatku pouzdanih prometnih komunikacija. Stoga oprema za cementiranje mora biti vrlo mobilna i prikladna za prijevoz na velike udaljenosti u off-road uvjetima.

Količina cementne suspenzije potrebna za popunjavanje prstenastog prostora može doseći stotine kubnih metara, a tlak tijekom ubrizgavanja otopine je nekoliko megapaskala. Stoga oprema za cementiranje mora imati visoku produktivnost i snagu kako bi se osigurala priprema i ubrizgavanje potrebne količine kaše u prstenasti prostor u vremenu koje ne prelazi vrijeme njegova zgušnjavanja. Istodobno, oprema mora biti pouzdana u radu i imati dovoljno visoku učinkovitost.

Komplet opreme namijenjen za cementiranje bušotina najpotpunije zadovoljava navedene uvjete [72]. Kompleks uključuje: jedinice za cementiranje, strojeve za miješanje cementa, kamione za cement i cisterne, stanicu za praćenje i kontrolu procesa cementiranja, kao i pomoćna oprema i skladišta.

Za pripremu otopine koriste se strojevi za miješanje. Glavne komponente takvog stroja su spremnik, dva horizontalna puža za istovar i jedan kosi puž za utovar, te vakuumsko-hidraulički uređaj za miješanje. Bunker se u pravilu postavlja na šasiju terenskog vozila. Pužove pokreće vučni motor vozila.

Ubrizgavanje otopine u prstenasti prostor provodi se pomoću montirane jedinice za cementiranje. moćna šasija kamion. Jedinica se sastoji od visokotlačne pumpe za cementiranje za pumpanje otopine, pumpe za dovod vode i motora do nje, mjernih spremnika, razdjelnika pumpe i sklopivog metalnog cjevovoda.

Proces cementiranja kontrolira se pomoću stanice SKTs-2m, koja vam omogućuje kontrolu tlaka, brzine protoka, volumena i gustoće ubrizgane otopine.

Uz male zapremine prstenastog prostora (do nekoliko desetaka kubika), za cementiranje se mogu koristiti i mort pumpe i mješalice za mort za pripremu i crpljenje mortova.

Cementiranje prstenastog prostora podvodnih cjevovoda "cijev u cijev" može se izvesti kako nakon polaganja u podvodni rov, tako i prije polaganja - na kopnu. Izbor mjesta za cementiranje ovisi o specifičnim topografskim uvjetima konstrukcije, duljini i promjeru križanja, kao i dostupnosti posebne opreme za cementiranje i polaganje cjevovoda. Ali poželjno je cementirati cjevovode položene u podvodni rov.

Cementiranje prstenastog prostora cjevovoda koji prolaze u poplavnoj ravnici (na obali) vrši se nakon polaganja u rov, ali prije zasipanja zemljom.Ukoliko je potrebno dodatno balastiranje, prsten se može napuniti vodom prije cementiranja. . Protok otopine u prsten počinje od najniže točke dijela cjevovoda. Izlaz zraka ili vode provodi se kroz posebne grane cijevi s ventilima postavljenim na vanjskom cjevovodu na njegovim gornjim točkama.

Nakon što se prstenasti prostor potpuno popuni i otopina počne izlaziti, brzina njenog dovoda se smanjuje i pumpanje se nastavlja sve dok iz izlaznih mlaznica ne počne izlaziti otopina gustoće jednake gustoći ubrizgane otopine. Zatim ventili na izlaznim mlaznicama se zatvaraju i stvara se višak tlaka u prstenastom prostoru. Prethodno se u unutarnjem cjevovodu stvara protutlak, koji sprječava gubitak stabilnosti njegovih stijenki. Kada se postigne potreban višak tlaka u prstenastom prostoru, zatvorite ventil na ulaznoj cijevi. Nepropusnost prstenastog prostora i tlak u unutarnjem cjevovodu održavaju se tijekom vremena potrebnog da se cementna kaša stvrdne.

Prilikom punjenja mogu se koristiti sljedeće metode cementiranja prstenastog prostora cjevovoda "pipe in pipe": izravno; korištenjem posebnih cjevovoda za cementiranje; sekcijsko. Sastoji se u tome da se u prsten cjevovoda dovodi cementni mort, koji istiskuje zrak ili vodu u njemu. Dovod otopine i izlaz zraka ili vode provode se kroz razvodne cijevi s ventilima postavljenim na vanjski cjevovod. Punjenje cijelog dijela cjevovoda provodi se u jednom koraku.

Cementiranje uz pomoć posebnih cjevovoda za cementiranje Kod ove metode u prstenasti prostor se ugrađuju cjevovodi malog promjera kroz koje se u njega dovodi cementna kaša. Cementiranje se provodi nakon polaganja dvocijevnog cjevovoda u podvodni rov. Cementna smjesa se dovodi kroz cjevovode za cementiranje do najniže točke položenog cjevovoda. Ova metoda cementiranja omogućuje najkvalitetnije punjenje prstenastog prostora cjevovoda položenog u podvodni rov.

Cementiranje u segmentima može se primijeniti u slučaju nedostatka opreme za cementiranje ili velikih hidraulički otpor prilikom pumpanja otopine, koji ne dopuštaju cementiranje cijelog dijela cjevovoda u jednom koraku. U ovom slučaju, cementiranje prstenastog prostora provodi se u zasebnim odjeljcima. Duljina dijelova za cementiranje ovisi o specifikacijama opreme za cementiranje. Za svaki dio cjevovoda ugrađene su zasebne skupine mlaznica za pumpanje cementnog morta i odzračivanje zraka ili vode.

Za popunjavanje prstenastog prostora cjevovoda cjevovoda u cijevima cementnom smjesom potrebno je poznavati količinu materijala i opreme potrebnih za cementiranje, kao i vrijeme potrebno za punjenje.

Naprezanja u troslojnim cijevima tijekom percepcije tangencijalnih vlačnih sila cementnim kamenom

Stanje naprezanja troslojne cijevi s prstenastim prostorom ispunjenim cementnim kamenom (betonom), pod djelovanjem unutarnjeg pritiska, u svojim radovima razmatrali su formulama P.P., autori su prihvatili hipotezu da prsten od cementnog kamena percipira vlačnu tangencijalnu sile i ne puca pod opterećenjem. Cementni kamen smatran je izotropnim materijalom koji ima iste module elastičnosti na napetost i pritisak, te su, sukladno tome, naprezanja u prstenu od cementnog kamena određena Lameovim formulama.

Analiza čvrstoće i deformacijskih svojstava cementnog kamena pokazala je da njegovi vlačni i tlačni moduli nisu jednaki, a vlačna čvrstoća znatno manja od tlačne čvrstoće.

Stoga je u radu disertacije dan matematički prikaz problema za troslojnu cijev s prstenastim prstenom ispunjenim materijalom različitog modula, te analiza stanja naprezanja u troslojnim cijevima magistralnih cjevovoda pod djelovanjem. unutarnjeg pritiska se provodi.

Prilikom određivanja naprezanja u troslojnoj cijevi zbog djelovanja unutarnjeg tlaka, razmatramo prsten jedinične duljine izrezan iz troslojne cijevi. Stanje naprezanja u njemu odgovara naponskom stanju u cijevi kada je u prstenastom prostoru smatramo debelozidnom, izrađenom od materijala različitog modula.

Neka troslojna cijev bude pod djelovanjem unutarnjeg tlaka PQ (slika 3.1), tada na unutarnju cijev djeluju unutarnji tlak P i vanjski tlak P-g uzrokovani reakcijama vanjske cijevi i cementnog kamena na kretanje onaj unutarnji.

Na vanjska cijev postoji unutarnji tlak Pg uzrokovan deformacijom cementnog kamena. Pod utjecajem je prsten od cementnog kamena unutarnji R-g i vanjska 2 pritiska.

Određena su tangencijalna naprezanja u unutarnjoj i vanjskoj cijevi pod djelovanjem tlakova PQ, Pj i Pg: gdje su Ri, &í, l 2, 6Z polumjeri i debljine stijenke unutarnje i vanjske cijevi. Tangencijalna i radijalna naprezanja u prstenu cementnog kamena određena su formulama dobivenim za rješavanje osnosimetričnog problema šupljeg cilindra izrađenog od materijala različitog modula koji je pod djelovanjem unutarnjih i vanjskih pritisaka [" 6]: cementni kamen kod napetosti i kompresije. U gornjim formulama (3.1) i (3.2) vrijednosti tlaka Pj i P2 su nepoznate. Nalazimo ih iz uvjeta jednakosti radijalnih pomaka spojnih površina cementnog kamena sa površine unutarnje i vanjske cijevi.na naprezanja za cijevi G 53] određuje se formulom

Ispitno postolje

Poravnavanje cijevi (slika 4.2) unutarnjeg I i vanjskog 2 te brtvljenje prstenastog prostora izvedeno je pomoću dva centrirna prstena 3 zavarenih između cijevi. U vanjskoj cijevi vva-. izbušene su dvije armature 9 - jedna za pumpanje cementne žbuke u prstenasti prostor, druga za izlaz zraka.

Annulus modela s volumenom od 2G = 18,7 litara. punjena otopinom pripremljenom od injektiranja portland cementa za "hladne" bunare tvornice Zdolbunovsky, s vodocementnim omjerom W / C = 0,40, gustoćom p = 1,93 t ​​/ m3, razmazivost duž konusa AzNII na = 16,5 cm, stvrdnjavanje početak t \u003d 6 sati 10 glina, kraj postavljanja t "_ \u003d 8 sati 50 minuta", vlačna čvrstoća dvodnevnih uzoraka cementnog kamena za savijanje & pc \u003d 3,1 Sha. Ove karakteristike određene su metodom standardnih ispitivanja portland cementa naftnih bušotina za "hladne" bušotine (_31j .

Krajnja čvrstoća uzoraka cementnog kamena na pritisak i napetost do početka ispitivanja (30 dana nakon punjenja prstenastog prostora cementnim mortom) Poissonov omjer ft = 0,28. Ispitivanje cementnog kamena na kompresiju provedeno je na uzorcima kubičnog oblika s rebrima od 2 cm; za napetost - na uzorcima u obliku osmica, s površinom presjeka u suženju od 5 cm [31]. Za svako ispitivanje napravljeno je 5 uzoraka. Uzorci su stvrdnjavani u komori sa 100% relativna vlažnost zrak. Za određivanje modula elastičnosti cementnog kamena i Poissonovog omjera korištena je metoda koju je predložio proso. K.V. Ruppeneit [_ 59 J. Ispitivanja su provedena na cilindričnim uzorcima promjera 90 mm i duljine 135 mm.

Rješenje je dovedeno u prstenasti prostor modela pomoću posebno dizajnirane i proizvedene instalacije, čija je shema prikazana na sl. 4.3.

U posudu 8 sa uklonjenim poklopcem 7 uliven je cementni mort, zatim je poklopac postavljen na mjesto i mort potisnut zrak pomaknut u prsten model II.

Nakon što je prstenasti prostor bio potpuno ispunjen, ventil 13 na izlaznoj cijevi uzorka je zatvoren i u prstenastom prostoru je stvoren višak tlaka cementiranja koji je kontroliran manometrom 12. Kada je postignut projektni tlak, ventil 10 na ulazna cijev je zatvorena, zatim je višak tlaka otpušten i model je isključen iz instalacije. Tijekom stvrdnjavanja otopine model je bio u okomitom položaju.

Provedena su hidraulička ispitivanja modela troslojnih cijevi na stalku projektiranom i proizvedenom u Odjelu za tehnologiju metala Ministarstva narodnog gospodarstva i Državnog poduzeća im. I.M.ubkina. Shema stalka prikazana je na sl. 4.4, opći oblik- na sl. 4.5.

Model cijevi II postavljen je u ispitnu komoru 7 kroz bočni poklopac 10. Model koji je postavljen pod blagim nagibom punio se uljem iz spremnika 13 pomoću centrifugalne pumpe 12, dok su ventili 5 i 6 bili otvoreni. Kada je model bio napunjen uljem, ovi ventili su zatvoreni, ventil 4 je otvoren i uključena je visokotlačna pumpa I. Višak tlaka je otpušten otvaranjem ventila 6. Tlak je kontroliran pomoću dva uzorna manometra 2, ocijenjena na 39,24 Mia (400 kgf/slg). Višežilni kabeli 9 korišteni su za izlaz informacija sa senzora instaliranih na modelu.

Klupa je omogućila izvođenje eksperimenata pri tlakovima do 38 MPa. Visokotlačna pumpa VD-400/0,5 Oe imala je mali protok od 0,5 l/h, što je omogućilo nesmetano punjenje uzoraka.

Šupljina unutarnje cijevi modela zabrtvljena je posebnim uređajem za brtvljenje, čime je eliminiran utjecaj aksijalnih vlačnih sila na model (slika 4.2).

Vlačne aksijalne sile koje proizlaze iz djelovanja pritiska na klipove 6 gotovo u potpunosti percipira šipka 10. Kao što pokazuju mjerači naprezanja, dolazi do malog prijenosa vlačnih sila (oko 10%) zbog trenja između gumenih brtvenih prstenova 4 i unutarnja cijev 2.

Pri ispitivanju modela s različitim unutarnjim promjerima unutarnje cijevi korišteni su i klipovi različitih promjera. Za mjerenje deformiranog stanja tijela koriste se različite metode i sredstva)