Материал: Сооружение подводного перехода нефтепровода диаметром 530 мм через реку Обь методом наклонно-направленного бурения

5.1 Разработка траншеи и котлованов

Заглубление трубопровода до верха трубы следует принимать не менее 0,8 м [1]. Глубина траншеи принимается 1,4 м. Ширина траншеи по дну 0,8 м, ширина по верху 0,8 м. Рытье котлованов и траншей в суглинках и глинах с вертикальными стенками без креплений в нескальных и незамерзших грунтах допускается на глубину 1,5 м [10].

Траншеи разрабатывается до приямка входа буровой колонны и от приямка выхода буровой колонны на расстояние 100 м в обе стороны до котлованов для крановых узлов. Траншеи разрабатываются продольными проходами бульдозера и одноковшовым экскаватором.

Для стыковки участка трубопровода с переходом под рекой с основным трубопроводом необходимо разработать два котлована длиной 1 м, шириной 1,7 м и глубиной 2,1 м. Котлованы таких же размеров должны быть разработаны для монтажа крановых узлов на границах участка перехода. Размеры приямков должны быть достаточными для беспрепятственного выполнения сварочных работ по стыковке участков. а также для контроля качества сварного шва.

Котлован для стыковки будет использован в качестве приямка для входа буровой колонны.

5.2 Бурение пилотной скважины

Перед началом бурения пилотной скважины должно быть проведено:

− проверка закрепления буровой установки;

− проверка наклона рамы буровой установки согласно заданному углу входа буровой скважины;

− проверка надежности радиосвязи на обоих берегах;

− предварительное опробование всего бурового оборудования и определение его готовности к проведению работ.

В состав основных работ по бурению пилотной скважины входят:

− калибровка системы ориентирования зонда и ввод исходных данных (азимута, зенитного угла, координат и высот точек входа и выхода) в компьютер навигационной аппаратуры;

− подготовка системы приготовления и регенерации бурового раствора;

− приготовление необходимого начального объема бурового раствора;

− обсаживание скважины трубами большого диаметра в интервале осыпающихся грунтов, при необходимости;

− забуривание скважины на участке входа;

− контроль и регулирование режимов бурения скважины (скорости вращения, усилия подачи инструмента, давления и расхода бурового раствора) в зависимости от геологических условий;

− контроль и проработка траектории скважины;

− контроль и регулирование параметров бурового раствора;

− наращивание колонны буровых труб и навигационного кабеля (при необходимости).

Для бурения рыхлых грунтов (пески, супеси, суглинки, глины) должны использоваться гидромониторные долота, разрабатывающие забой промывочной жидкостью;

Контроль пространственного положения пилотной скважины должен производиться через каждые 10 м с помощью специального навигационного оборудования. На точность показаний навигационного оборудования влияют изменения магнитного поля земли, которое может существенно искажаться вблизи крупных стальных сооружений и линий электропередач. Для минимизации ошибок дополнительно должно выполняться обследование забоя наземной системой мониторинга.

Для предупреждения прихвата буровой колонны должна опускаться промывочная колонна, оснащенная буровой коронкой из твердого сплава. Расстояние между промывочной колонной и пилотным буром должно быть достаточным, чтобы избежать погрешности в показаниях навигационных приборов. После выхода пилотной скважины на поверхность должна производиться экспресс-оценка ее траектории по всей длине в сравнении с проектным профилем. Подрядчик представляет исполнительную документацию по данным инклинометрических измерений для согласования с проектной организацией. При отклонении места выхода скважины свыше допустимых значений должен составляться акт с участием представителей Заказчика, проектной и строительной организаций. Решение о дальнейшем производстве буровых работ должно приниматься после письменного заключения проектной организации.

5.3 Расширение и калибровка скважины

Расширение скважины должно выполняться:

− за один проход расширителя максимального диаметра;

− путем последовательного ступенчатого увеличения диаметра ствола скважины не менее чем на 20% диаметра предыдущего расширителя.

Количество этапов расширения должно определяться в зависимости от прочностных свойств разбуриваемых грунтов, диаметра скважины, мощности буровой установки. Количество этапов должно обеспечивать оптимальную скорость расширения.

При определения механической скорости бурения должны учитываться энергоемкость разрушения породы и возрастание скорости с увеличением мощности, передаваемой на забой, и уменьшением площади забоя.

Конструкция расширителей по твердым породам должна обеспечивать равномерное и эффективное разрушение породы по всей площади забоя с образованием фракций, способных транспортироваться буровым раствором и выноситься из скважины.

Для оптимальной центровки при поэтапном расширении скважины должны применяться специальные компоновки бурильного инструмента или расширители, передняя часть которых соответствует диаметру предыдущего расширения.

Расширение скважины, выполняющееся по направлению к буровой установке ("на себя"), должно осуществляться с приложением к буровой колонне растягивающего усилия и вращения.

При расширении скважины способом "от себя" должны быть исключены сжимающие усилия в буровой колонне. Одновременно должно быть обеспечено постоянное и контролируемое усилие натяжения буровой колонны с помощью тягового средства (лебедки, бульдозера), установленного на противоположном берегу. Между берегами должна поддерживаться устойчивая радиосвязь.

По результатам предыдущего пропуска калибра для достижения благоприятных условий протаскивания плети трубопровода и сохранности его изоляционного покрытия должен быть предусмотрен пропуск калибра с диаметром больше штатного.

Окончательный диаметр подготовленной скважины должен превышать диаметр протаскиваемого трубопровода не менее чем на 20%.

Готовность скважины к протаскиванию трубопровода устанавливается пропуском калибра. К этому моменту должны быть закончены все подготовительные работы к протаскиванию плети трубопровода. Калибровка скважины производится барабанным расширителем. Скважина после этого будет откалибрована и очищена от любых помех, которые могут существовать внутри расширенной скважины. [5].

6. Сварочно - монтажные работы

До начала сварочно-монтажных работ необходимо:

) спланировать площадку;

) построить временные дороги вдоль площадки;

) развести и разложить на площадке трубы;

) разместить в зоне производства работ кран-трубоукладчик ТР12.22.01, сварочный агрегат АДД-2х2501ВП, наружный центратор ЦЗН-530, инвентарные лежки.

Монтаж трубопровода на трассе выполняется на инвентарных лежках. До начала производства работ, трубы раскладываются в одну линию. Растаскивание плетей по земле волоком категорически запрещено. На монтажной площадке трубы свариваются в нитку ручной потолочной электродуговой сваркой на инвентарных лежках. Для обеспечения точности центровки непосредственно перед сваркой стыка устанавливается наружный центратор ЦЗН-530. Величина зазора между кромками центруемых труб контролируется при помощи щупов. Для сварки труб применяются электроды типа УОНИ13/55. Данные электроды эффективно применяются для ручной дуговой сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости

Перед сборкой труб (секций) необходимо:

произвести визуальный осмотр поверхности труб;

очистить внутреннюю полость трубы от загрязнений и посторонних предметов; - выправить, по необходимости, вмятины на концах труб с использованием безударных разжимных устройств;

обрезать дефектные участки труб;

зачистить электро-шлифовальной машинкой до чистого металла кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10мм.

Сборка секций с помощью наружного центратора ЦЗН-530 производится в следующем порядке:

) на торец первой, подготовленной для центровки секции установить центратор;

) краном-трубоукладчиком поднять вторую, подготовленную к центровке секцию и зачищенным концом ввести её в центратор;

) установить требуемый зазор, стянуть центратор винтовым зажимом;

) произвести прихватку стыка;

К моменту окончания центровки секций необходимо просушить электроды.

Стыки труб необходимо собирать с зазором, величина которого составляет 2,5-3,5 мм.

Непосредственно перед прихваткой и связкой производится просушка или подогрев торцов труб и прилегающих к ним участков, шириной не менее 150 мм.

Прихватки выполняют тем же электродом, что и сварку корневого слоя шва. Начало и конец каждой из них должны быть тщательно зачищены шлифовальным кругом.

После окончания центровки труб выполняют сварку первого корневого слоя шва электродами с основным покрытием. Поверхность шва зачищается от шлака шлифовальной машинкой до получения плоской поверхности.

Время между окончанием сварки первого слоя шва и началом выполнения горячего прохода должно быть не более 5 минут. Перед наложением каждого последующего слоя шва поверхность предыдущего слоя должна быть очищена от шлаков и брызг наплавленного металла.

После выполнения гидравлических испытаний, участок перехода должен быть соединен с основным трубопроводом посредством соединения с помощью колена 7,6 для участков до перехода и 7,6 для участка после перехода.

7. Протаскивание трубопровода в скважину

Перед протаскиванием трубопроводной плети должны проводиться ревизия и диагностирование элементов компоновки колонны (вертлюга, переводников), повреждение которых сопряжено с риском создания аварийной ситуации.

Перед началом протаскивания предварительно должна осуществляться циркуляция бурового раствора.

К головному концу трубопровода приваривают оголовок с закрепленным на нем вертлюгом. Сварной стык между оголовком и трубопроводом подлежит обязательному контролю неразрушающими методами.

Конец трубопровода на спусковой дорожке должен поддерживаться в процессе протаскивания с помощью крана-трубоукладчика. Не допускается самопроизвольное перемещение трубопровода на опорах.

Усилия, создаваемые буровой установкой должны гарантированно восприниматься надежными анкерными устройствами. Тяговые усилия должны непрерывно контролироваться и фиксироваться до завершения укладки.

Должны быть приняты технологические меры, исключающие врезание оголовка трубопровода в стенки скважины; при этом необходимо учитывать характер изгиба трубопровода и возможные неровности по дну скважины, вызванные обрушением ее стенок в рыхлых грунтах. Рекомендуется сферическая форма оголовка во избежание возникновения "бульдозерного эффекта". При протаскивании трубопроводной плети зазор между его головной частью и сводом скважины должен быть меньше или равен разнице диаметров скважины и трубопровода.

Протаскивание трубопровода должно осуществляться плетями с минимальным перерывом между окончанием калибровки и началом протаскивания. Количество плетей определяется длиной монтажной площадки. При продолжительных перерывах в протаскивании должны проводиться периодическая циркуляция бурового раствора и проворачивание буровой колонны, чтобы исключить ее прихват.

8. Гидравлическое испытание

Гидравлическое испытание подводного перехода через реку Обь делится на три этапа.

Первый этап гидравлического испытания производится после сварки дюкера, но до изоляции. Перед проведением гидравлического испытания плеть трубопровода очищается от ржавчины, грунта и мусора. Плеть дюкера выкладывается на лежки, на концы плети привариваются сферические заглушки. На испытуемую плеть монтируются манометры, вантуз и напорные трубопроводы, соединяющие плеть с наполнительно-опрессовочным агрегатом.

На период проведения работ по испытанию плети устанавливают охранную зону, за пределы которой до начала работ должны быть удалены люди, не связанные непосредственно с испытанием, вывезена техника.

При проведении гидравлических испытаний наполнительно-опрессовочный агрегат монтируют в таком месте, чтобы была обеспечена безопасность рабочих, обслуживающих агрегат. Для этого используют по возможности рельеф местности или отвал грунта возле уреза воды, либо делают искусственные углубления на берегу для наполнительно-опрессовочного агрегата. Длина напорного трубопровода, соединяющего агрегат с испытываемой плетью, должна быть не менее 25 метров.