Zasypanie prstencového priestoru. Sanitácia navíjaním s podložkou. Napätia v trojvrstvových rúrach pri vnímaní tangenciálnych ťahových síl cementovým kameňom

Vozidlo za dodávku navíjacieho stroja a príslušenstva

Navíjací stroj (preprava kamiónom)

Hydraulická jednotka pre navíjací stroj (nákladná doprava)

Generátor (preprava kamiónom)

Kolesový vysokozdvižný vozík

Nástroj:

bulharčina

Sekáč, sekáč, sekáč

Zásypový materiál (proprietárny produkt Blitzdömmer®)

Riedidlo (eluent) a prísada tvoriaca póry

2. Príprava miesta

Školenie stavenisko zahŕňa bezpečnostné opatrenia premávky, ktorá poskytuje miesta pre obrábacie stroje a sklad zariadení a materiálov, ako aj dodávku vody a elektriny.

riadenie toku

Počas procesu navíjania, v závislosti od konkrétnu situáciu je možné odmietnuť vykonať bezpečnostné opatrenia v prípade naplnenia dezinfikovaného kolektora vodou do 40%.

Malé množstvo prietoku sa môže neskôr použiť na zlepšenie pohybu rúry počas procesu navíjania a na upevnenie rúry počas zásypu.

Čistenie kolektora

Čistenie kolektora pri použití metódy navíjania sa zvyčajne vykonáva pomocou vysokotlakového preplachu.

Súčasťou prípravných prác na relining je aj odstraňovanie prekážok, ako sú stvrdnuté nánosy, náväznosti iných komunikácií, piesok a pod. Ich likvidácia sa v prípade potreby vykonáva ručne pomocou frézy, kladiva a dláta.

Prílohy inej komunikácie

Kanálové vetvy ústiace do kanalizácie, ktorá sa má sanovať, musia byť pred začatím rekonštrukčných prác upchaté.

Kontrola kvality a kvantity materiálov a zariadení

Pri dodaní na stavbu potrebné materiály a zariadení sa kontroluje ich úplnosť a kvalita. V tomto prípade sa napríklad kontroluje súlad profilu s údajmi podľa certifikátu kvality na jeho označenie, dostatočná dĺžka, ako aj možné poškodenie vyplývajúce z prepravy; značkový podkladový materiál Blitzdömmer® sa následne kontroluje na dostatočné množstvo a správne skladovacie podmienky.

Môže byť potrebné čiastočne resp úplné odstránenie základňu komory, aby sa zabezpečilo zarovnanie medzi strojom a kolektorom, ktorý sa má sanovať. Odstránenie sa vykonáva spravidla otvorením dna komory pomocou perforátora alebo ručne pomocou kladiva a dláta.

Navíjanie potrubia je možné vykonávať ako s prúdením, tak aj proti prúdu, v závislosti od veľkosti komory studne a možností prístupu k nej.

V našom prípade sa navíjanie potrubia vykonáva proti prúdu, pretože komora studne v najnižšom bode je veľká, čo značne uľahčuje inštaláciu navíjacieho stroja.

3. Inštalácia navíjacieho stroja

Dodávka navíjacieho stroja

Hydraulicky poháňaná navíjačka použitá v našom príklade je určená na vložkovanie potrubí s priemermi od 500 DN do 1500. V závislosti od priemeru potrubia, do ktorého sa nová rúra navíja, sa používajú navíjacie boxy rôznych priemerov.

Najprv sa navíjací stroj, rozložený na jednotlivé komponenty, privedie do štartovacej šachty. Skladá sa z páskového mechanizmu a navíjacej skrinky.

Spustenie častí stroja do hriadeľa a montáž navíjacieho stroja

Komponenty navíjacej skrinky sa ručne spúšťajú do štartovacieho hriadeľa a tam sa namontujú.

Pri priemeroch do 400 DN je možné stroj spustiť do šachty úplne zmontovaný.

Pred spustením hydraulického páskového pohonu do štartovacieho hriadeľa je potrebné odstrániť transportné labky páskového pohonu.

Mechanizmus pohonu pásky s hydraulickým pohonom je namontovaný na navíjacej skrini priamo v štartovacom hriadeli. V tomto prípade musí byť prijímacia časť navíjacieho stroja pod úrovňou hrdla vrtu, aby sa zabezpečilo neobmedzené podávanie profilu do mechanizmu pohonu pásky.

Inštalačné práce sú ukončené pripojením hydraulického pohonu navíjacieho stroja k hydraulickej jednotke umiestnenej v blízkosti štartovacieho hriadeľa.

Potom je potrebné skontrolovať súosovosť navíjacieho stroja a dezinfikovaného zberača, inak sa počas procesu navíjania môže navinutá rúrka zaseknúť o steny zberača alebo zaznamenať silný odpor z ich strany, čo môže nepriaznivo ovplyvniť dĺžku dezinfikovaná časť.

4. Príprava profilu

Odvíjanie a rezanie profilu

Aby bola prvá cievka stočenej rúrky pod pravý uhol k osi potrubia je potrebné profil odrezať pomocou "brúsky" v súlade s priemerom potrubia. K tomu je potrebné odvinúť časť profilu z cievky umiestnenej na ráme.

Odoslanie profilu

Narezaný profil sa podáva pomocou vodiaceho valca namontovaného na výložníku manipulátora alebo iného zariadenia do štartovacieho hriadeľa.

Prvá zákruta

Profil sa privádza do mechanizmu pohonu pásky, prechádza po vnútornej strane navíjacej skrinky (uistite sa, že profil zapadá do drážok na valcoch; v prípade potreby profil upravte ručne) a potom sa prepojí pomocou tzv. (strata priemeru v dôsledku profilu hrúbky asi 1-2 cm).

Profil k dispozícii

Rozsah priemerov od DN 200 do DN 1500.

5. Proces navíjania

Malý prietok zdvihne stočenú rúrku a zníži trenie na spodnej časti kolektora, ktorý sa má sanovať.

Profil tvoriaci rúrku sa postupne napája z navíjacej skrine rotačné pohyby v smere dezinfikovaného kolektora. V tomto prípade je potrebné zabezpečiť, aby vinutá rúrka nebola vystavená silnému treniu o steny starého kanála a aby sa nelepila na spoje, spoje atď.

Dodávka lepidla.

Dlhodobá vodotesnosť vinutého potrubia je dosiahnutá dodávaním špeciálneho PVC lepidla na západky jednotlivých závitov profilu.

Technológia uzamykania.

Lepidlo sa privádza do drážky na jednej strane profilu, po čom zámok okamžite zapadne na miesto na druhej strane profilu a tým dôjde k spoľahlivému záberu oboch častí západky. Tento typ spojenie sa nazývalo aj metóda „studeného zvárania“.

6. Vyplnenie / prekrytie medzikružia maltou

Demontáž stroja a montáž potrubia.

Podľa záberov vytlačených na zadnej strane profilu môžete vypočítať dĺžku stočenej rúry. Po navinutí rúry požadovanej dĺžky skontrolujte, či vzdialenosť od konca rúry k prijímacej šachte zodpovedá dĺžke rúry vyčnievajúcej zo štartovacej šachty.

Ak sa zhodujú, potom sa pomocou brúsky odreže vinuté potrubie v štartovacej jamke.

Zvinutá rúra, podporovaná prúdením v zberači, je ľahko tlačená dvoma pracovníkmi zo štartovacej studne smerom k prijímacej studni tak, aby okraje rúry presne lícovali s okrajmi oboch studní.

Tieto úkony šetria materiál, pretože dĺžka stočenej rúry presne zodpovedá dĺžke sanovaného kolektora, pričom sa berie do úvahy časť rúry vyčnievajúca do štartovacej šachty a zasunutá neskôr do kolektora.

Potom sa navíjací stroj opäť rozloží na samostatné časti a vyberie sa zo štartovacej šachty.

Zakrytie medzikružia

Uzavretie medzikružia medzi starou rúrou a navinutou rúrou sa dosiahne vnútorným cementovaním s obsahom síranov cementová malta priestor asi 20 cm od okraja studne. V závislosti od úrovne spodnej vody a priemeru potrubia môže byť potrebné mať viac trysiek na plnenie malty a odvzdušňovanie.

Prekrytie prstencového priestoru v najvyššom bode.

Najprv sa zablokuje prstencový priestor v najvyššom bode (v tomto prípade ide o prijímaciu šachtu). Po zasunutí prstencového priestoru a vložení vývodov vzduchu do základne a vrchnej časti cementovej podlahy sa dočasne zablokuje prietok splaškovej vody (regulácia prietoku), takže práce v komore studne môžu byť vykonávané bez rušenia odpadovou vodou. odpadová voda, ktorý je ešte v prstencovom priestore, odteká smerom k najnižšiemu bodu, čím sa medzikružie vyprázdni a je pripravené na injektáž. Po ukončení prác na zablokovaní prstencového priestoru sa odpadová voda vypúšťa cez stočenú rúrku sanovaného kolektora.

Zvyšovanie hladiny vody v stočenej rúre.

Počas tento proces vykonáva sa aj regulácia odpadového prúdu, pri ktorej sa vinuté potrubie uzatvára pomocou tzv. bubliny s priechodným profilovým potrubím a potrubím na nastavenie hladiny vody vo vinutej rúre. Hladina vody vo vinutej rúre sa tak zvýši a rúra sa upevní na chodidle starého kanála počas procesu dvojfázového plnenia prstencového priestoru. To zaisťuje zachovanie uhla sklonu a vylúčenie možnosti ohýbania.

Zakrytie prstenca v najnižšom bode

Potom sa prstencový priestor zakryje v najnižšom bode (v našom prípade je to štartovacia jamka).

V prípade potreby sú v streche podlahy namontované potrubia na nalievanie roztoku a potrubia na odvádzanie vzduchu do strechy a spodnej časti podlahy. Rúrka integrovaná do bubliny má profilovaný vonkajší povlak a nezabezpečuje úplnú tesnosť, čo umožňuje vytekanie určitého množstva odpadovej vody. Pomocou trubice na detekciu hladiny vody je možné vždy monitorovať hladinu odpadovej vody v stočenej trubici.
Prvá fáza plnenia.

V našom prípade sa zásyp medzikružia realizuje od najnižšieho bodu v dvoch etapách. Na tento účel je na okraji studne inštalovaná nádrž na miešanie podkladového materiálu, ku ktorej je pripojená hadica na prívod roztoku. Vlastný zásypový materiál Blitzdömmer sa mieša podľa odporúčaní výrobcu v špeciálnych nádržiach rôznych objemov.

Potom sa otvorí ventil zmiešavacej nádrže a Blitzdömmerov roztok bez vonkajšieho tlaku voľne prúdi do prstencového priestoru medzi starým kanálom a novým navinutým potrubím. Odpadová voda, ktorá plní stočenú rúrku, zabraňuje jej stúpaniu.

Proces miešania a dodávania roztoku pokračuje dovtedy, kým roztok nezačne vytekať z výstupného potrubia vzduchu namontovaného v spodnej časti podlahy v najnižšom bode.

Porovnaním množstva použitej zásypovej malty s vypočítaným množstvom je možné skontrolovať, či malta zostáva v medzikruží alebo či sa dostáva do zeme cez otvory v starom žľabe. Ak sa použité množstvo roztoku zhoduje s vypočítaným, proces zásypu pokračuje, kým roztok nezačne vytekať z výstupného potrubia namontovaného v strope v najnižšom bode. Prvá etapa plnenia sa považuje za dokončenú.

Druhá fáza plnenia.

Tvrdnutie zásypového materiálu trvá 4 hodiny, pričom dochádza k miernej sedimentácii roztoku v medzikruží. Po vytvrdnutí malty sa začína miešanie podkladového materiálu Blitzdömmer pre druhú fázu zásypu. Proces plnenia prstencového priestoru možno považovať za dokončený, keď roztok začne vytekať z výstupného potrubia vzduchu, namontovaného v strope v najvyššom bode.

Na kontrolu kvality sa odoberá vzorka plniaceho roztoku, ktorý prúdi z výstupu vzduchu v prijímacej šachte.

Potom sa demontujú dýzy na nalievanie roztoku a výstupné potrubia v štartovacej a prijímacej šachte. cez otvory zabetónované v stropoch.

7. Záverečná práca

Obnova podošvy.

Obnovuje sa čiastočne prasknutá podrážka komory studne.

Práce na integrácii spojov do nového kanála vykonáva robot.

Kontrola kvality

Na kontrolu kvality prác na obnove potrubia sa vykonáva kontrola samotného potrubia, ako aj skúška tesnosti podľa DIN EN 1610.

výber potrubí a materiálov na výstavbu a rekonštrukciu vodovodných potrubí

v zariadeniach Mosvodokanal JSC

1. V štádiu projektovania, v závislosti od podmienok kladenia a spôsobu práce, materiál, typ potrubia (hrúbka steny potrubia, štandardný rozmerový pomer (SDR), kruhová tuhosť (SN), prítomnosť vonkajšieho a vnútorného ochranného náteru potrubia) sú vybrané, je vyriešená otázka zosilnenia ukladaného potrubia.potrubia pomocou železobetónovej spony alebo oceľového puzdra. Pre všetky materiály rúr je potrebné vykonať pevnostný výpočet pre náraz vnútorný tlak pracovné prostredie, tlak pôdy, živé zaťaženie, vlastná hmotnosť potrubí a hmotnosť prepravovanej kvapaliny, atmosferický tlak pri vytváraní vákua a vonkajšieho hydrostatického tlaku podzemnej vody, určenie axiálnej ťažnej sily (prerážanie).

2. Pred výberom spôsobu rekonštrukcie sa vykoná technická diagnostika potrubia za účelom zistenia jeho stavu a zvyškovej životnosti.

3. Výber materiálu potrubia musí byť odôvodnený porovnávacou štúdiou uskutočniteľnosti. Výpočet sa vykonáva s prihliadnutím na požiadavky Mosvodokanal JSC. Pri križovaní s existujúcimi inžinierskymi sieťami alebo umiestnení potrubia v ich nárazníkovej zóne sa zohľadňujú požiadavky prevádzkových organizácií tretích strán. Štúdia realizovateľnosti a pevnostné výpočty potrubia sú zahrnuté v projektovej a odhadovej dokumentácii a sú prezentované pri posudzovaní projektu.

4. Všetky materiály používané na kladenie vodovodných potrubí (potrubia, tenkostenné vložky, hadice a vnútorné nástrekové nátery) musia prejsť dodatočné testy o všeobecnom toxickom účinku zložiek, ktoré môžu difundovať do vody v koncentráciách nebezpečných pre verejné zdravie a viesť k alergénnym, kožným, mutagénnym a iným negatívnym účinkom na človeka.

5.Pri ukladaní polyetylénových rúr bez železobetónového plášťa alebo oceľového plášťa v urbanizovaných a priemyselné oblasti musí byť potvrdená environmentálna bezpečnosť okolitej pôdy pozdĺž projektovanej trasy. V prípade neprijateľného znečistenia pôdy a podzemných vôd (aromatické uhľovodíky, organické chemikálie a pod.) dochádza k rekultivácii pôdy.

6. Oceľové rúry, ktoré sa predtým nepoužívali na rozvody pitnej vody, nie sú povolené na inštaláciu obtokov vody.

7. Repasované oceľové rúry, ktoré boli predtým v prevádzke, nie sú povolené na nové kladenie a rekonštrukciu vodovodné potrubia(potrubia pre pracovné prostredie). Je možné ich použiť na puzdrá prístrojov.

8. Oceľové rúry so špirálovým švom (podľa GOST 20295-85 s objemovým tepelným spracovaním) sa môžu použiť pri konštrukcii puzdier, obtokových vedení.

9. Pri ukladaní rúr v puzdrách sa prstencový priestor vyplní cementovo-pieskovou maltou.

10.Pri novostavbe oceľové rúry otvorených vodovodných potrubí (bez oceľových puzdier a železobetónových príchytiek) zabezpečuje v prípade potreby súčasnú ochranu potrubia pred elektrochemická korózia podľa GOST 9.602-2005.

11. Pri rekonštrukciách oceľových potrubí (bez oceľových púzdier a železobetónových spôn) bez zničenia existujúceho potrubia a pri rýchlej obnove miestnych a havarijných úsekov potrubí neúnosným spôsobom zabezpečiť v prípade potreby súčasne ochranu potrubie pred elektrochemickou koróziou v súlade s GOST 9.602 -2005.

12. Je povolené používať liate tvarovky z tvárnej liatiny s vnútorným a vonkajším epoxidovým práškovým náterom schválené na použitie v systémoch zásobovania pitnou vodou (osvedčenie o štátna registrácia, odborný posudok o zhode výrobkov s Jednotnou sanitárnou a epidemiologickou a hygienické požiadavky tovar podliehajúci sanitárnemu a epidemiologickému dohľadu).

13. Špecialisti Mosvodokanal as majú právo navštevovať závody dodávajúce potrubia a zoznámiť sa s podmienkami organizácie výroby a kontroly kvality výrobkov, ako aj kontrolovať dodávané výrobky.

14. Skúšky polyetylénových rúr sa vykonávajú na vzorkách vyrobených z rúr.

14.1. Charakteristiky materiálu potrubia musia zodpovedať nasledujúcim hodnotám:

Tepelná stabilita pri 200 ° C - nie menej ako 20 minút;

Hmotnostný podiel sadzí (sadze) - 2,0-2,5 %;

Distribúcia sadzí (sadzí) alebo pigmentu - typ I-II;

Relatívne predĺženie pri pretrhnutí vzorky potrubia nie je menšie ako 350 %.

14.2. Pri kontrole zvaru by mala nastať deštrukcia vzorky, keď predĺženie dosiahne viac ako 50 % a vyznačovať sa vysokou plasticitou. Čiara zlomu musí prebiehať pozdĺž základného materiálu a nepretína rovinu zvárania. Výsledky testu sa považujú za pozitívne, ak pri testovaní na axiálne napätie aspoň 80 % vzoriek má plastický lom typu I. Zvyšných 20 % vzoriek môže mať zlomeninu typu II. Zničenie typu III nie je povolené.

2. Technické požiadavky na použitie rúr a materiálov

na výstavbu a rekonštrukciu kanalizácie na objektoch JSC "Mosvodokanal"

480 rubľov. | 150 UAH | 7,5 $, MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Diplomová práca - 480 rubľov, doprava 10 minút 24 hodín denne, sedem dní v týždni a sviatky

240 rubľov. | 75 UAH | 3,75 $, MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Abstrakt - 240 rubľov, doručenie 1-3 hodiny, od 10-19 (moskovský čas), okrem nedele

Borcov Alexander Konstantinovič. Stavebná technológia a metódy výpočtu napätosti podvodných potrubí "pipe in pipe": bahno RSL OD 61:85-5 / 1785

Úvod

1. Konštrukcia podmorského potrubia "pipe in pipe" s medzikružím vyplneným cementovým kameňom 7 Obr.

1.1. Dvojrúrkové potrubné konštrukcie 7

1.2. Technicko-ekonomické posúdenie podvodného križovania potrubia „potrubia na potrubie“ 17

1.3. Analýza vykonanej práce a stanovenie cieľov výskumu 22

2. Technológia cementovania prstencového priestoru potrubí "potrubie v potrubí" 25

2.1. Materiály na cementovanie medzikružia 25

2.2. Výber zloženia cementovej suspenzie 26

2.3. Cementovacie zariadenie 29

2.4. Vyplnenie medzikružia 30

2.5. Výpočet cementovania 32

2.6. Experimentálne overenie technológie cementovania 36

2.6.1. inštalácia a testovanie dvojrúrkového konca 36

2.6.2. Cementovanie prstenca 40

2.6.3. Testovanie pevnosti potrubia 45

3. Napäto-deformačný stav trojvrstvových rúr pri pôsobení vnútorného tlaku 50

3.1. Pevnostné a deformačné vlastnosti cementového kameňa 50

3.2. Napätia v trojvrstvových rúrach pri vnímaní tangenciálnych ťahových síl cementovým kameňom 51

4. Experimentálne štúdie napäťovo-deformačného stavu trojvrstvových rúr 66

4.1. Metodika vykonávania experimentálnych štúdií 66

4.2. Technológia výroby modelu 68

4.3. Skúšobná lavica 71

4.4. Metodika merania a skúšania deformácií 75

4.5. Vplyv pretlaku cementácie mek-tubulárneho priestoru na redistribúciu napätí 79

4.6. Kontrola primeranosti teoretických závislostí 85

4.6.1. Technika plánovania experimentu 85

4.6.2. Štatistické spracovanie výsledkov testov! . 87

4.7. Testovanie prírodných trojvrstvových rúr 93

5. Teoretické a experimentálne štúdie ohybová tuhosť potrubí "potrubie v potrubí" 100

5.1. Výpočet ohybovej tuhosti potrubí 100

5.2. Experimentálne štúdie tuhosti v ohybe 108

Zistenia 113

Všeobecné závery 114

Literatúra 116

Prihlášky 126

Úvod do práce

V súlade s rozhodnutiami XXII. zjazdu KSSZ sa v súčasnom päťročnom období rozvíja ropný a plynárenský priemysel zrýchleným tempom, najmä v regiónoch. Západná Sibír, v Kazašskej SSR a na severe európskej časti krajiny.

Do konca päťročného plánu bude produkcia ropy a plynu predstavovať 620 – 645 miliónov ton a 600 – 640 miliárd kubických metrov. metrov.

Na ich prepravu je potrebné postaviť silné hlavné potrubia s vysokým stupňom automatizácie a prevádzkovej spoľahlivosti.

Jednou z hlavných úloh v päťročnom pláne KhP bude ďalší zrýchlený rozvoj ropy a plynové polia, budovanie nových a zvyšovanie kapacity existujúcich systémov prepravy plynu a ropy, smerujúcich z regiónov západnej Sibíri do hlavných miest spotreby ropy a plynu - do stredných a západných regiónov krajiny. Potrubia značnej dĺžky sa na svojej ceste budú križovať veľké číslo rôzne vodné bariéry. Prechody cez vodné bariéry sú najzložitejšie a najkritickejšie úseky lineárnej časti hlavných potrubí, od ktorých závisí spoľahlivosť ich prevádzky. Ak zlyhajú podvodné prechody, vznikajú obrovské materiálne škody, ktoré sú definované ako súčet škôd spotrebiteľovi, prepravnej spoločnosti a zo znečistenia životného prostredia.

Oprava a obnova podvodných prechodov sú náročná úloha vyžadujúce značné ľudské sily a zdroje. Niekedy náklady na opravu priecestia prevyšujú náklady na jeho výstavbu.

Preto sa veľká pozornosť venuje zabezpečeniu vysokej spoľahlivosti prechodu. Počas celej predpokladanej životnosti potrubí musia fungovať bez porúch a opráv.

V súčasnosti sú z dôvodu zvýšenia spoľahlivosti križovania hlavných potrubí cez vodné prekážky konštruované v dvojlinkovom prevedení, t.j. rovnobežne s hlavným závitom vo vzdialenosti do 50 m od neho je položený ďalší - záložný. Takáto redundancia si vyžaduje dvojnásobnú investíciu, no ako ukazujú skúsenosti, nie vždy poskytuje potrebnú prevádzkovú spoľahlivosť.

Nedávno boli vyvinuté nové konštrukčné schémy, ktoré poskytujú zvýšenú spoľahlivosť a pevnosť jednovláknových prechodov.

Jedným z takýchto riešení je návrh podvodného kríženia potrubia "pipe in pipe" s prstencovým priestorom vyplneným cementovým kameňom. V ZSSR už bolo vybudovaných niekoľko prechodov podľa konštrukčnej schémy "potrubie v potrubí". Úspešná skúsenosť návrh a konštrukcia takýchto prechodov naznačuje, že tlejúci teoretický a Konštruktívne rozhodnutia o technológii montáže a kladenia, kontrole kvality zvarových spojov, skúšaní dvojrúrkových potrubí sú dostatočne rozvinuté. Ale keďže medzikružie vybudovaných križovatiek bolo naplnené kvapalinou alebo plynom, problémy súvisiace so zvláštnosťami konštrukcie podvodných potrubí „potrubia v potrubí“ s medzikružím vyplneným cementovým kameňom sú v podstate nové a málo preskúmané.

Účelom tejto práce je preto vedecké zdôvodnenie a vývoj technológie výstavby podvodných potrubí "pipe in pipe" s prstencovým priestorom vyplneným cementovým kameňom.

Na dosiahnutie tohto cieľa sa uskutočnil rozsiahly program

teoretický a experimentálny výskum. Možnosť využitia na vyplnenie prstencového priestoru pod

vodovodné potrubia "potrubie v potrubí" materiály, zariadenia a technologické metódy používané pri cementovaní studní. Bola vybudovaná experimentálna časť tohto typu potrubia. Sú odvodené vzorce na výpočet napätí v trojvrstvových rúrach pri pôsobení vnútorného tlaku. Uskutočnili sa experimentálne štúdie stavu napätia a deformácie trojvrstvových rúr pre hlavné potrubia. Je odvodený vzorec na výpočet ohybovej tuhosti trojvrstvových rúr. Tuhosť v ohybe potrubia v potrubí bola stanovená experimentálne.

Na základe vykonaného výskumu „Dočasné pokyny pre návrh a technológiu výstavby pilotných podvodných križovatiek plynovodov pre tlak 10 a viac MPa typu „pipe in pipe“ s cementovaním prstencového priestoru“ a „Pokyny na návrh a výstavba pobrežných podvodných potrubí podľa konštrukčnej schémy" boli vyvinuté. pipe-in-pipe" s cementovaním prstencového priestoru", schválené Mingazpromom v rokoch 1982 a 1984

Výsledky dizertačnej práce boli prakticky využité pri návrhu podvodného prechodu plynovodu Urengoj – Užhorod cez rieku Pravá Khetta, návrhu a výstavbe úsekov produktovodov Dragobych – Stry a Kremenčug – Lubnyj – Kyjev, úsekov pobrežných plynovodov Strelka 5 – pobrežie a Golitsyno – pobrežie.

Autor ďakuje O.M. Korabelnikovovi, vedúcemu moskovského podzemného zásobníka plynu výrobného združenia Mosttransgaz, vedúcemu laboratória pevnosti plynové potrubia VNIIGAZ, PhD. tech. Sciences N.I. Anenkov, vedúci tímu vrtných plášťov expedície hĺbkových vrtov v Moskovskej oblasti O.G. Drogalinovi za pomoc pri organizovaní a vykonávaní experimentálnych štúdií.

Štúdia uskutočniteľnosti podvodného prechodu potrubia "potrubia do potrubia"

Potrubné križovatky "potrubie v potrubí" Križovatky hlavných potrubí cez vodné bariéry patria medzi najkritickejšie a najťažšie úseky trasy. Zlyhanie takýchto prechodov môže spôsobiť prudký pokles produktivity alebo úplné zastavenie čerpania prepravovaného produktu. Oprava a obnova podmorských potrubí sú zložité a nákladné. Často sú náklady na opravu priecestia úmerné nákladom na výstavbu nového priecestia.

Podvodné križovatky hlavných potrubí podľa požiadaviek SNiP 11-45-75 [70] sú uložené v dvoch líniách vo vzdialenosti najmenej 50 m od seba. S takouto redundanciou sa zvyšuje pravdepodobnosť bezpečného fungovania prechodu dopravný systém všeobecne. Náklady na vybudovanie rezervného vedenia spravidla zodpovedajú nákladom na vybudovanie hlavného vedenia alebo ich dokonca prevyšujú. Preto môžeme predpokladať, že zvýšenie spoľahlivosti v dôsledku redundancie si vyžaduje zdvojnásobenie kapitálových investícií. Medzitým prevádzkové skúsenosti ukazujú, že tento spôsob zvyšovania prevádzkovej spoľahlivosti nie vždy prináša pozitívne výsledky.

Výsledky štúdia deformácií kanálových procesov ukázali, že deformačné zóny kanálov výrazne presahujú vzdialenosti medzi položenými križovatkami. Preto k erózii hlavného a rezervného vlákna dochádza takmer súčasne. Zvýšenie spoľahlivosti podvodných prechodov by sa preto malo uskutočňovať v smere starostlivého zváženia hydrológie nádrže a vývoja návrhov prechodov so zvýšenou spoľahlivosťou, v ktorých sa zlyhanie podvodného prechodu považovalo za udalosť vedúcu k porušeniu tesnosti potrubia. Pri analýze boli uvažované nasledovné konštrukčné riešenia: dvojlinkové jednorúrkové prevedenie - potrubia sú uložené paralelne vo vzdialenosti 20-50 m od seba; podvodné potrubie so súvislým betónovým náterom; dizajn potrubia "potrubie v potrubí" bez vyplnenia medzikružia a vyplneného cementovým kameňom; kríženie konštruované metódou šikmého vŕtania.

Z grafov znázornených na obr. 1.10 vyplýva, že najväčšia predpokladaná pravdepodobnosť bezporuchovej prevádzky je pri podvodnom krížení potrubia "pipe in pipe" s prstencovým priestorom vyplneným cementovým kameňom, s výnimkou prestupu budovaného šikmou metódou vŕtania.

V súčasnosti prebiehajú experimentálne štúdie tejto metódy a vývoj jej hlavných technologických riešení. Vzhľadom na zložitosť vytvárania vrtných súprav pre šikmé vŕtanie je ťažké očakávať v blízkej budúcnosti rozsiahle zavedenie tejto metódy do praxe výstavby potrubí. okrem toho túto metódu možno použiť pri konštrukcii prechodov len malej dĺžky.

Na výstavbu prechodov podľa konštrukčnej schémy "potrubie v potrubí" s prstencovým priestorom vyplneným cementovým kameňom nie je potrebné vyvíjať nové stroje a mechanizmy. Pri montáži a ukladaní dvojrúrkových potrubí sa používajú rovnaké stroje a mechanizmy ako pri výstavbe jednorúrových potrubí a na prípravu cementovej malty a vypĺňanie medzikružia prstencového priestoru sa používa cementovacie zariadenie „použité na upevnenie ropných a plynových vrtov, v súčasnosti v systéme Shngazprom a Minnefteprom V prevádzke je niekoľko tisíc cementovacích jednotiek a miešacích strojov na cement.

Hlavné technicko-ekonomické ukazovatele podvodných križovaní potrubí rôznych prevedení sú uvedené v tabuľke 1.1 Výpočty boli urobené pre podvodnú križovatku experimentálneho úseku plynovodu pri tlaku 10 MPa bez zohľadnenia nákladov na ventily. Dĺžka prechodu je 370 m, vzdialenosť medzi rovnobežnými závitmi je 50 m. Rúry sú vyrobené z ocele X70 s medzou klzu (fl - 470 MPa a pevnosťou v ťahu Є6r = 600 MPa. Hrúbka stien rúr a potrebné dodatočné balasty pre možnosti I, P a Sh sa vypočítajú podľa SNiP 11-45-75 [70]. Hrúbka steny plášťa vo variante III je určená pre potrubie kategórie 3. Napätia obruče v stenách potrubia z prevádzkového tlaku pre tieto možnosti sa vypočítajú podľa vzorca pre tenkostenné rúry.

Pri návrhu potrubia „potrubie v potrubí“ s medzikružím vyplneným cementovým kameňom sa hrúbka steny vnútornej rúry určuje metódou uvedenou v [e], hrúbka vonkajšej steny sa berie ako 0,75 hrúbka vnútornej. Krúžkové napätia v potrubiach sa vypočítajú podľa vzorcov 3.21 tejto práce, pričom fyzikálne a mechanické vlastnosti cementového kameňa a kovového potrubia sa berú ako rovnaké ako vo výpočte v tabuľke. 3.1 Pre porovnávaciu normu (100 USD) bol použitý najbežnejší dvojvláknový jednorúrkový prechodový dizajn so závažím s liatinovými závažiami. Ako je možné vidieť z tabuľky. І.І, spotreba kovu v konštrukcii potrubia "potrubie v potrubí" s medzikružím vyplneným cementovým kameňom pre oceľ a liatinu je viac ako 4-násobná

Cementovacie zariadenia

Špecifické vlastnosti cementovania medzikružia potrubí v potrubí určujú požiadavky na cementovacie zariadenia. Výstavba križovatiek hlavných potrubí cez vodné bariéry sa vykonáva v rôznych regiónoch krajiny, vrátane vzdialených a ťažko dostupných. Vzdialenosti medzi staveniskom dosahujú stovky kilometrov, často bez spoľahlivej dopravnej komunikácie. Preto musia byť cementovacie zariadenia vysoko mobilné a vhodné na prepravu na veľké vzdialenosti v teréne.

Množstvo cementovej kaše potrebné na vyplnenie prstencového priestoru môže dosiahnuť stovky Metre kubické a tlak počas vstrekovania roztoku je niekoľko megapascalov. Cementovacie zariadenie preto musí mať vysokú produktivitu a výkon, aby bola zabezpečená príprava a vstrekovanie požadovaného množstva suspenzie do prstencového priestoru v čase nepresahujúcom dobu jej zahustenia. Súčasne musí byť zariadenie spoľahlivé v prevádzke a mať dostatočne vysokú účinnosť.

Uvedeným podmienkam najviac vyhovuje zostava zariadení určená na cementovanie studní [72]. Komplex zahŕňa: cementovacie jednotky, stroje na miešanie cementu, nákladné autá a cisterny na cement, stanicu na monitorovanie a riadenie procesu cementovania, ako aj pomocné vybavenie a sklady.

Na prípravu roztoku sa používajú miešacie stroje. Hlavnými komponentmi takéhoto stroja sú násypka, dva horizontálne vykladacie slimáky a jeden šikmý nakladací slimák a vákuovo-hydraulické miešacie zariadenie. Bunker je spravidla inštalovaný na podvozku terénneho vozidla. Šneky sú poháňané trakčným motorom vozidla.

Vstrekovanie roztoku do prstencového priestoru sa uskutočňuje pomocou namontovanej cementovacej jednotky. výkonný podvozok nákladné auto. Jednotka pozostáva z vysokotlakového cementovacieho čerpadla na čerpanie roztoku, čerpadla na prívod vody a motora do neho, meracích nádrží, rozdeľovača čerpadla a skladacieho kovového potrubia.

Proces cementovania je riadený pomocou stanice SKTs-2m, ktorá umožňuje riadiť tlak, prietok, objem a hustotu vstrekovaného roztoku.

Pri malých objemoch prstencového priestoru (do niekoľkých desiatok metrov kubických) možno na tmelenie použiť aj maltové čerpadlá a miešačky malty používané na prípravu a čerpanie mált.

Cementovanie prstencového priestoru podvodných potrubí "potrubie v potrubí" sa môže vykonávať po ich položení do podvodného výkopu a pred položením - na pevnine. Výber miesta cementovania závisí od konkrétnych topografických podmienok stavby, dĺžky a priemeru križovania, ako aj od dostupnosti špeciálneho zariadenia na cementovanie a kladenie potrubia. Je však vhodnejšie cementovať potrubia položené v podvodnom výkope.

Cementovanie prstencového priestoru potrubí prechádzajúcich v záplavovom území (na brehu) sa vykonáva po ich uložení do výkopu, ale pred zasypaním zeminou.Ak je potrebné zabezpečiť dodatočné balasty, je možné medzikruž pred cementovaním naplniť vodou. . Prúdenie roztoku do medzikružia začína od najnižšieho bodu časti potrubia. Výstup vzduchu alebo vody sa vykonáva špeciálnymi odbočkami s ventilmi inštalovanými na vonkajšom potrubí v jeho horných bodoch.

Po úplnom naplnení prstencového priestoru a začiatku vystupovania roztoku sa rýchlosť jeho prívodu zníži a v čerpaní sa pokračuje dovtedy, kým z výstupných dýz nezačne vychádzať roztok s hustotou rovnajúcou sa hustote vstrekovaného roztoku. na výstupných dýzach sú uzavreté a v medzikruží vzniká pretlak. Predtým sa vo vnútornom potrubí vytvára protitlak, ktorý zabraňuje strate stability jeho stien. Po dosiahnutí požadovaného pretlaku v prstencovom priestore zatvorte ventil na prívodnom potrubí. Tesnosť prstencového priestoru a tlak vo vnútornom potrubí sú udržiavané po dobu potrebnú na vytvrdnutie cementovej kaše.

Pri vypĺňaní možno použiť tieto spôsoby tmelenia prstencového priestoru potrubí "potrubie v potrubí": priame, pomocou špeciálnych cementovacích potrubí, sekčné. Spočíva v tom, že do medzikružia potrubia sa privádza cementová malta, ktorá vytláča v ňom vzduch alebo vodu. Prívod roztoku a výstup vzduchu alebo vody sa vykonáva cez odbočné potrubia s ventilmi namontovanými na vonkajšom potrubí. Plnenie celého úseku potrubia sa vykonáva v jednom kroku.

Cementovanie pomocou špeciálnych cementovacích potrubí Pri tomto spôsobe sa do prstencového priestoru inštalujú potrubia malého priemeru, cez ktoré sa doň privádza cementová kaša. Cementovanie sa vykonáva po položení dvojrúrkového potrubia do podvodného výkopu. Cementová kaša sa privádza cementačným potrubím do najnižšieho bodu uloženého potrubia. Tento spôsob cementovania umožňuje zabezpečiť najkvalitnejšie vyplnenie prstencového priestoru potrubia uloženého v podvodnej ryhe.

Sekčné cementovanie sa môže použiť v prípade nedostatku cementovacieho zariadenia alebo veľkého hydraulický odpor pri čerpaní roztoku, ktoré neumožňujú cementovať celý úsek potrubia v jednom kroku. V tomto prípade sa tmelenie prstencového priestoru uskutočňuje v samostatných sekciách. Dĺžka cementovacích úsekov závisí od špecifikácií cementovacieho zariadenia. Pre každý úsek potrubia sú inštalované samostatné skupiny trysiek na čerpanie cementovej malty a odvetrávanie vzduchu alebo vody.

Na vyplnenie prstencového priestoru potrubných potrubí cementovou suspenziou je potrebné poznať množstvo materiálov a zariadení potrebných na cementovanie, ako aj čas potrebný na vyplnenie cementovej suspenzie.

Napätia v trojvrstvových rúrach pri vnímaní tangenciálnych ťahových síl cementovým kameňom

Napätosť trojvrstvovej rúry s prstencovým priestorom vyplneným cementovým kameňom (betónom), pri pôsobení vnútorného tlaku, bola vo svojich prácach uvažovaná pomocou vzorcov P.P., autori prijali hypotézu, že prstenec cementového kameňa vníma ťahový tangenciálny sily a pri zaťažení nepraská. Cementový kameň bol považovaný za izotropný materiál s rovnakými modulmi pružnosti v ťahu a tlaku, a preto boli napätia v prstenci cementového kameňa určené podľa Lameho vzorcov.

Analýza pevnostných a deformačných vlastností cementového kameňa ukázala, že jeho moduly v ťahu a v tlaku nie sú rovnaké a pevnosť v ťahu je oveľa menšia ako pevnosť v tlaku.

Preto je v dizertačnej práci uvedené matematické vyjadrenie problému pre trojvrstvové potrubie s medzikružím vyplneným materiálom rôzneho modulu a analýza stavu napätosti v trojvrstvových potrubiach hlavných potrubí pri zaťažení vnútorného tlaku.

Pri určovaní napätí v trojvrstvovom potrubí v dôsledku pôsobenia vnútorného tlaku uvažujeme prstenec jednotkovej dĺžky vyrezaný z trojvrstvového potrubia. Napätosť v nej zodpovedá napätiu v potrubí, keď v prstencovom priestore ju považujeme za hrubostennú, vyrobenú z materiálu rôzneho modulu.

Trojvrstvové potrubie nech je pod pôsobením vnútorného tlaku PQ (obr. 3.1), potom na vnútorné potrubie pôsobí vnútorný tlak P a vonkajší tlak P-g, spôsobený reakciami vonkajšej rúry a cementového kameňa na pohyb ten vnútorný.

Na vonkajšie potrubie vzniká vnútorný tlak Pg spôsobený deformáciou cementového kameňa. Cementový kamenný prsteň je pod vplyvom vnútorné R-g a vonkajšie 2 tlaky.

Určujú sa tangenciálne napätia vo vnútornom a vonkajšom potrubí pri pôsobení tlakov PQ, Pj a Pg: kde Ri, &і, l 2, 6Z sú polomery a hrúbky stien vnútorných a vonkajších rúr. Tangenciálne a radiálne napätia v prstenci cementového kameňa sú určené vzorcami získanými na riešenie osovo symetrického problému dutého valca vyrobeného z materiálu rôzneho modulu, ktorý je pod pôsobením vnútorného a vonkajšieho tlaku [" 6]: cementový kameň v ťahu a tlaku. Vo vyššie uvedených vzorcoch (3.1) a (3.2) nie sú hodnoty tlaku Pj a P2 známe. povrchov vnútorných a vonkajších rúr.na napätiach pre rúry G 53] sa určuje podľa vzorca

Skúšobný stojan

Zarovnanie rúr (obr. 4.2) vnútorného I a vonkajšieho 2 a utesnenie prstencového priestoru sa vykonalo pomocou dvoch strediacich krúžkov 3 navarených medzi rúry. Vo vonkajšom potrubí vva-. boli vyvŕtané dve armatúry 9 - jedna na čerpanie cementovej malty do medzikružia, druhá na odvod vzduchu.

Anuloid modelov s objemom 2G = 18,7 litra. plnené roztokom pripraveným z injektážneho portlandského cementu pre "studené" vrty závodu Zdolbunovsky, s vodnocementovým pomerom W / C = 0,40, hustota p = 1,93 t ​​/ m3, roztierateľnosť pozdĺž kužeľa AzNII pri = 16,5 cm, tuhnutie začiatok t \u003d 6 hodín 10 hlina, koniec tuhnutia t "_ \u003d 8 hodín 50 minút", pevnosť v ťahu dvojdňových vzoriek cementového kameňa na ohýbanie & pc \u003d 3,1 Sha. Tieto charakteristiky boli stanovené podľa metódy štandardných testov portlandského cementu z ropných vrtov pre „studené“ vrty (_31j.

Konečná pevnosť vzoriek cementového kameňa v tlaku a ťahu na začiatku skúšok (30 dní po vyplnení prstencového priestoru cementovou maltou) Poissonov koeficient ft = 0,28. Skúška cementového kameňa na kompresiu bola vykonaná na vzorkách kubického tvaru s rebrami 2 cm; na napätie - na vzorkách v tvare osmičiek, s plochou prierezu v zúžení 5 cm [31]. Pre každý test bolo vyrobených 5 vzoriek. Vzorky boli vytvrdené v komore so 100 % relatívna vlhkosť vzduchu. Na stanovenie modulu pružnosti cementového kameňa a Poissonovho koeficientu bola použitá metóda navrhnutá prosom. K. V. Ruppeneit [_ 59 J. Testy sa uskutočnili na valcových vzorkách s priemerom 90 mm a dĺžkou 135 mm.

Riešenie bolo dodávané do prstencového priestoru modelov pomocou špeciálne navrhnutej a vyrobenej inštalácie, ktorej schéma je znázornená na obr. 4.3.

Cementová malta sa naliala do nádoby 8 s odstráneným krytom 7, potom sa kryt nainštaloval na miesto a malta stlačený vzduch posunutý do medzikružia modelu II.

Po úplnom naplnení prstencového priestoru sa ventil 13 na výstupnej odbočke vzorky uzavrel a v medzikruží sa vytvoril prebytočný cementačný tlak, ktorý bol kontrolovaný tlakomerom 12. Po dosiahnutí projektovaného tlaku sa ventil 10 na prívodná odbočka bola uzavretá, potom bol pretlak uvoľnený a model bol odpojený od inštalácie. Počas vytvrdzovania roztoku bol model vo vertikálnej polohe.

Hydraulické skúšky modelov trojvrstvových rúr boli realizované na stojane navrhnutom a vyrobenom na Katedre technológie kovov Ministerstva národného hospodárstva a Štátneho podniku pomenovanom po ňom. I.M.ubkina. Schéma stojana je znázornená na obr. 4.4, všeobecná forma- na obr. 4.5.

Rúrkový model II bol umiestnený do testovacej komory 7 cez bočný kryt 10. Model inštalovaný s miernym sklonom bol naplnený olejom z nádrže 13 odstredivým čerpadlom 12, pričom ventily 5 a 6 boli otvorené. Po naplnení modelu olejom sa tieto ventily zatvorili, otvoril sa ventil 4 a spustilo sa vysokotlakové čerpadlo I. Prebytočný tlak sa uvoľnil otvorením ventilu 6. Tlak sa kontroloval pomocou dvoch vzorových manometrov 2 s hodnotou 39,24 Mia (400 kgf/slg). Na výstup informácií zo snímačov inštalovaných na modeli boli použité viacžilové káble 9.

Lavička umožňovala vykonávať experimenty pri tlakoch do 38 MPa. Vysokotlakové čerpadlo VD-400/0,5 Oe malo nízky prietok 0,5 l/h, čo umožňovalo plynulé nakladanie vzoriek.

Dutina vnútornej rúry modelu bola utesnená špeciálnym tesniacim zariadením, ktoré vylúčilo vplyv axiálnych ťahových síl na model (obr. 4.2).

Ťahové axiálne sily vznikajúce pôsobením tlaku na piesty 6 sú takmer úplne vnímané tyčou 10. Ako ukazujú tenzometre, dochádza k malému prenosu ťahových síl (asi 10 %) v dôsledku trenia medzi gumovými tesniacimi krúžkami 4. a vnútorná trubica 2.

Pri testovaní modelov s rôznym vnútorným priemerom duše boli použité aj piesty rôznych priemerov.Na meranie deformovaného stavu telies sa používajú rôzne metódy a prostriedky)