Курсовая работа (т): Капитальный ремонт подводного перехода межпромыслового газопровода через реку

для положительного температурного перепада

а)=,

б)=,

условие      çsçy, выполняется в двух случаях

МПа,

МПа,

для отрицательного температурного перепада

а)=

 МПа

б)

 МПа

условие çsçy, выполняется в двух случаях

 МПа;        МПа

2.3 Расчет устойчивости трубопровода на водном переходе

Уравнение устойчивости подводного трубопровода [14] имеет следующий вид

,

где  - коэффициент надежности по нагрузке, =1 для чугунных пригрузов ;

- коэффициент надежности против всплытия, =1,1 для русловых участков переходов при ширине реки до 200 м ;

 - расчетная нагрузка, обеспечивающая упругий изгиб трубопровода соответственно рельефу дна траншеи.

 - расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод;

 - величина пригруза, необходимая для компенсации вертикальной составляющей Ру воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода, =Ру;

 - величина пригруза, необходимая для компенсации горизонтальной Рх составляющей воздействия гидродинамического потока на единицу длины трубопровода, =Рх /к;

к - коэффициент трения трубы о грунт при поперечных перемещениях, к=0,45;

 - нагрузка от веса перекачиваемого продукта, =0 т.к. рассчитывается крайний случай - трубопровод без продукта;

 - расчетная нагрузка от собственного веса трубопровода;

 =1040 кг/м3 - плотность изобита.

Расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод

,

где  - наружный диаметр футерованного трубопровода;

rв =1100 Н/м,[2] - плотность воды.

где - толщина изоляционного покрытия,

- толщина покрытия грунтовки,

 - толщина покрытия мастики,

 - толщина обертки.

 Н/м.

Горизонтальная составляющая гидродинамического воздействия потока

,

Сх-гидродинамический коэффициент лобового сопротивления, зависящий от числа Рейнольдса и характера внешней поверхности трубопровода.

где Vср - средняя скорость течения реки, Vср=0,5 м/с;

 - кинематическая вязкость воды,  м2/с.

Для офутерованного трубопровода и 105<Re<107 коэффициент Сх=1,0.

 Н/м.

Вертикальная составляющая гидродинамического воздействия потока

,

Су - коэффициент подъемной силы, Су=0,55;

 Н/м.

Расчетную нагрузку от собственного веса трубопровода рассчитаем по следующей формуле

=×( + +),

где  - коэффициент надежности по нагрузкам от действия собственного веса, =0,95;

 - нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы;

 -нормативная нагрузка от собственного веса изоляции;

 - нормативная нагрузка от собственного веса футеровки.

Нормативная нагрузка от собственного веса металла трубы

,

gм - удельный вес металла, из которого изготовлены трубы (для стали gм=78500 Н/м3);

 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса битумной изоляции

,

где - плотность битумной изоляции (изобита);

Dн.и. - наружный диаметр изолированного трубопровода

 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса обертки

=к··D···g

где к=1,09- коэффициент для двухслойной изоляции;

=0,6·10 м - толщина обертки;

=880 кг/м - плотность обертки.=1,09·3,14·1,436·0,6·10·880·9,81=25,45 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса изоляции

=q+q=368,4+25,45=393,85 Н/м.

Нормативная нагрузка от собственного веса футеровки

,

где  - плотность деревянной футеровки;

Dн.ф. -наружный диаметр офутерованного трубопровода.

 Н/м.

Расчетная нагрузка от собственного веса трубопровода

=0,95(6901,72+593,85+1827,02)=8666,46 Н/м.

Дополнительная выталкивающая сила за счет изгиба трубопровода

где

J- осевой момент инерции поперечного сечения трубы

,

,

Величина пригрузки трубопровода в воде

 Н/м.

Определим расстояние между пригрузами и их число.

Для балластировки трубопровода выбираем чугунные кольцевые марка СЧ1520 ГОСТ 1412-85 массой 2000 кг, объемом 0,175 м3 , толщина груза =0,065м, ширина груза 0,88 м, наружный диаметр Dн =0,88 м.

Расстояние между пригрузами [14].

где Qг - масса груза;

Vг - объем груза;

Число пригрузов [14].

г=L/lг=153/1,29=118,6.

Принимаем количество пригрузов Nг=119 шт.

Глава 3. Технологическая часть

3.1 Диагностическое обследование

Критерий обследования подводных переходов основан на информации, полученной по результатам проведенных обследований. Критерий основан на факторах, характеризующих техническое состояние подводных переходов, и их балльных количественных оценках [3], приведенных в таблице 1.

Таблица 1

Факторы, характеризующие техническое состояние подводных переходов, и их балльные количественные оценки

Данная оценка позволяет считать переход через реку Б.Я. неисправным и требующим капитального ремонта в установленный планом срок. При наличии провисающих участков трубопроводов ремонт должен быть закончен до весеннего паводка.

Методы и средства контроля технического состояния подводного перехода [12].

Методика приборного обследования подводного перехода выбирается, исходя из его особенностей и сезона проведения работ. При обследовании могут быть использованы плавсредства, вертолеты и другие транспортные и технические средства. Также может быть использована система спутниковой навигации.

Для планово-высотной привязки промерных точек верха трубопроводов, грунта дна и береговых участков перехода (коридора) могут применяться оптические, оптико-электронные, радиотехнические, лазерные и т.п. геодезические приборы и инструменты с абсолютной погрешностью определения планового положения промерных точек не более 1,5 мм в масштабе плана топографической съемки перехода (коридора).

Для определения высотных отметок верха трубопровода могут применяться электромагнитные и магнитные системы, акустические и другие профилографы и т.п. трубопоисковые приборы, обеспечивающие абсолютную погрешность при глубине залегания трубопровода относительно горизонта воды:

·        до 10 м - не более 0,1 м;

·        более 10 м - не более 0,2 м.

Для определения высотных отметок обнаженных или оголенных подводных трубопроводов и дна водной преграды могут применяться эхолоты, обеспечивающие абсолютную погрешность измерений не более 0,1 м.

При глубине водной преграды менее 5 м и скорости течения менее 0,5 м/с допускается определение высотных отметок дна с помощью футштоков, наметок или речного лота с лот-линейкой.

Для обнаружения и предварительной оценки протяженности обнаженных и провисающих участков подводных трубопроводов и наличия посторонних объектов на дне могут применяться гидролокаторы бокового (ГБО), секторного (ГСО) или кругового (ГКО) обзора с разрешающей способностью не хуже 0,5 м с абсолютной погрешностью определения относительно судна и места измерения со льда координат выявленных объектов не более 1 м.

При обследовании обнаженных или провисающих участков для обеспечения подводной видеосъемки могут применяться водолазные телевизионные системы или телекамеры, установленные на борту телеуправляемых подводных аппаратов.

Для определения мест повреждения антикоррозионной изоляции трубопроводов могут применяться электромагнитные и магнитные системы, обеспечивающие абсолютную погрешность измерения планового положения мест повреждения не более 0,5 м (относительно судна или места измерения со льда).

Для измерения толщины стенок размытых трубопроводов могут применяться ультразвуковые, рентгенографические и т.п. толщиномеры с абсолютной погрешностью измерения не более 0,5 мм.

На современных газопроводах и их переходах через водные преграды измерение толщины стенок трубопроводов может осуществляться методом внутритрубной дефектоскопии.