Первый морской нефтепровод появился в начале 50-х годов прошлого столетия в связи с началом и развитием добычи нефти на Каспии. В это же время стали появляться и первые морские газопроводы . Все они служили для транспортировки нефти и газа от мест добычи до сухопутных участков.
Сегодня к этим задачам, выполняемым подводными трубопроводами, добавились функции эффективных морских магистральных трубопроводов , предназначенных для обеспечения транспортировки газа и нефти на значительные расстояния. Их строительство, даже несмотря на технологические сложности и высокую стоимость, в сегодняшней неспокойной политической обстановке полностью оправдано. Принцип прост. Одни страны хотят иметь устойчивый доход от реализации нефти и газа, а другие гарантировано получать продукты без перебоев по пути транзита углеводородов. Морские трубопроводы полностью исключают все геополитические риски, связанные с транзитом через другие страны.
Строительство морских трубопроводов начинается на трубном заводе-производителе, где на внешнюю поверхность труб наносится трёхслойное покрытие, состоящее из эпоксидного состава, адгезива и полиэтилена. Там же для увеличения пропускной способности трубы и дополнительной изоляции на внутреннюю поверхность наносится специальная эпоксидная краска красно-коричневого цвета. Следующие этапы - установка катодной защиты против коррозии и обетонирование путём покрытия трубы слоем бетона, нанесённого на армированный каркас или проволочную сетку, иногда с наполнителем в виде железной руды. При этом масса одной 12-ти метровой трубы может достигать 24 тонн.
.jpg)
Бетон дополнительно защищает трубу от механических повреждений, а железная руда в качестве наполнителя утяжеляет конструкцию и позволяет ей стабильно лежать на морском дне. Незащищёнными остаются только концы труб для осуществления последующей сварки.
Приваривание труб к основной нитке газопровода и последующая изоляция стыков проводится на специальном судне-трубоукладчике, которое представляет собой большую несамоходную баржу, передвигающуюся с помощью буксира и специальной якорной лебёдки.
Безусловно, самым уязвимым местом морских магистральных трубопроводов является подводный стык. Именно поэтому его изоляции уделяется максимум внимания. Технология изоляции подводного стыка включает в себя следующие этапы:
Дробемётная очистка стыка стальных труб путём подачи чугунной дроби, которая с силой выбрасывается на очищаемые поверхности специальной дробемётной установкой. Это наиболее эффективный способ удаления окалин, ржавчины и других загрязнений со стыков труб.
Индукционный нагрев стыков труб перед изоляцией, обеспечивающий более высокую производительность, быстрый и равномерный нагрев - в сравнении с использованием для этих целей .
Установка термоусадочной манжеты ТИАЛ-МГП - на сегодняшний день одно из самых надёжных решений, обеспечивающее надёжную долговечную изоляцию стыков подводных трубопроводов. Производится по классической технологии усадки манжеты ТИАЛ.
Сначала наносится праймер:
Производится усадка манжеты пропановыми горелками:
Контроль качества с помощью искрового дефектоскопа и адгезиметра.
Монтаж футеровочного кожуха , внутрь которого заливаются компоненты ППУ.
Используемая технология изоляции подводного стыка с помощью манжеты ТИАЛ-МГП востребована и широко используется при строительстве современных морских подводных трубопроводов.
Материалы ТИАЛ, включенные в Российский морской регистр судоходства , раздел - Объекты наблюдения, Морские подводные трубопроводы :
|
Манжета для антикоррозионной защиты сварного шва |
|
Ключевым вопросом проектирования морских трубопроводов является выбор и обоснование его основных конструктивных параметров, таких как материал труб, их наружный диаметр и толщина стенки, способ монтажа, а также защиты от коррозии, обеспечения устойчивости и других эксплуатационных характеристик.
Окончательную конструкцию морских трубопроводов выбирают после сравнительного технико-экономического анализа различных вариантов с учетом конкретных условий строительства и эксплуатации.
В качестве материалов труб в мировой практике строительства нашли применение сталь, коррозионностойкие сплавы, алюминий и некоторые другие. Наибольшее распространение получили стальные трубопроводы.
К числу наиболее распространенных материалов и соответственно конструкций относятся:
1. Трубы из углеродисто-марганцевой стали . Наиболее полный свод требований к ним содержится в «Правилах для морских трубопроводных систем», выпущенных Det Norsk Veritas (Норвегия).
2. Гибкие трубы (рис. 10.5). Эти трубы имеют композитную структуру и изготавливаются из нескольких слоев пластмассы, резины и стали для формирования прочных и гибких трубопроводов, способных выдерживать высокие рабочие давления и обеспечивать транспортировку широкого ряда продуктов. Гибкие трубы имеют большую стоимость материала, однако они обеспечивают значительную экономию расходов на укладку. Они могут укладываться с неспециализированных плавучих средств, а это означает, что большие расходы на мобилизацию специального трубоукладочного судна, например к удаленным строительно-монтажным участкам, могут быть снижены.
3. Пучки труб . Разработка небольших месторождений часто связана с применением определенного центрального эксплуатационного сооружения, окруженного несколькими саттелитными скважинами, для добычи продукта или закачки воды в пласт. Экономичным решением для проблемы монтажа нескольких линий на коротком участке является применение пучка линий. Пучок может состоять из отдельных труб, заключенных в единую трубу-носитель или связанных вместе на берегу.
Труба-носитель выбирается таким образом, чтобы обеспечить плавучесть всего пучка, близкого к нейтральной. Этот пучок труб буксируют на место по дну, вблизи него или на среднем уровне по глубине в зависимости от ряда технических соображений, которые включают условия на трассе буксировки.
Пучок затем размещают на дне, несущую трубу заполняют водой на грунте и отдельные трубопроводы пучка подсоединяют к соответствующему оборудованию. Связывание труб в пучки обеспечивает значительную экономию средств, если может быть найдена соответствующая площадка на берегу для изготовления таких пучков.
4. Трубы J -образной формы . Они являются альтернативой обычному стояку. J-образную трубу обычно монтируют предварительно на платформе для последующего монтажа, защиты и обеспечения опоры для внутренней трубы, соединяющей верхние строения платформы с уложенным на дне трубопроводом, J-образные трубы могут поддерживаться по отдельности или связываться вместе в пучок внутри кессона. Кессон особенно полезен в тех случаях, когда необходимо проводить несколько J-образных труб в ограниченном пространстве.
Конструкция J-образных труб зависит от того, что предполагается в них располагать, а именно: стальной трубопровод, гибкий трубопровод или обеспечивающие кабели.
J-образные трубы обеспечивают значительную экономию, связанную с уменьшением стоимости конструкции морских сооружений, поскольку при этом исключается необходимость применения соединительных катушек. Начальный конец трубопровода может быть уложен с соответствующего плавучего средства и затянут в J-образную трубу с помощью лебедок, располагающихся на платформе. Плавучее средство затем перемещается от платформы и выполняет обычные операции укладки трубопровода. Если требуется подсоединить второй конец трубопровода к платформе через J-образную трубу, то его укладывают петлей и затем втягивают.
5. Конструкция «труба в трубе». Существуют конструкции, в которых в целях повышения надежности несущая труба не контактирует с окружающей средой - это так называемые конструкции типа «труба в трубе».
Среди них можно выделить две принципиально различные схемы:
1) внутренняя труба работает, наружная используется как защитный кожух;
2) обе трубы работают.
Конструкции типа «труба в трубе» показаны на рис. 10.6-10.9. Их существенным недостатком является то, что кожух не воспринимает нагрузку от внутреннего давления и тем самым не повышает их несущую способность. Кроме того, требуется балластировка всего трубопровода.
Для более полного использования несущей способности внутренней и наружной труб было предложено межтрубное пространство заполнять цементно-песчаным раствором (рис. 10.9), который после отвердения жестко соединяет обе трубы. В результате получается монолитная двухтрубная конструкция, способная выдерживать значительно большее внутреннее давление.
Диаметр внутренней трубы принимают исходя из технологических соображений (пропускной способности), а наружный - исходя из обеспечения возможности прокачки заполнителя (цемент, битум, эпоксидные смолы и т. п.) по межтрубному пространству, а также из обеспечения необходимой плавучести.
6. Балластировка подводных трубопроводов . Балластировка подводных трубопроводов необходима для их устойчивого положения на дне моря, водоема, реки, озера. Для обеспечения устойчивого положения подводный трубопровод должен иметь отрицательную плавучесть, т.е. полный вес трубопровода в воздухе должен быть больше вытесненной им воды.
На устойчивость подводного трубопровода большое влияние оказывает объемный вес воды в придонной зоне (при размыве грунта от действия волн), а также гидродинамическое давление от волнения и течений. Изменение объемного веса воды с 1,0 до 1,20- 1,25 т/м 3 может привести к уменьшению величины отрицательной плавучести и всплытию трубопровода.
Таким образом, при подсчете веса трубы в воде, кроме значения отрицательной плавучести, следует учитывать и другие факторы, имеющие дополнительное влияние на устойчивость подводного трубопровода. Необходимое значение веса балласта определяется по условному «удельному весу» трубопровода (отношение веса трубопровода с балластом в воздухе к весу воды, вытесняемой трубопроводом и балластом) . Так, по американским техническим условиям морские трубопроводы, укладываемые в прибрежных зонах, должны иметь условный «удельный вес» не менее 1,30. В отдельных случаях, в зависимости от естественных условий района прокладки, когда при волнениях объемный вес грунтовой смеси в придонной зоне доходит до 1,8 т/м 3 , величины условного «удельного веса» морского трубопровода рекомендуется увеличивать до 2.
В практике для балластировки подводных трубопроводов применяют сплошные монолитные бетонные и асфальто-бетонные мастики, наносимые на изоляцию, а также одиночные чугунные, железобетонные или бетонные грузы.
Применение балластных грузов из чугуна связано с большим расходом металла. В отдельных случаях стоимость балластировки чугунными грузами может в 1,5-2 раза превышать стоимость труб. Поэтому в целях экономии металла рекомендуется применять железобетонные грузы. Серьезным недостатком использования бетонных и железобетонных грузов для балластировки подводных и особенно морских трубопроводов являются их сравнительно небольшой объемный вес и, следовательно, необходимость применения большого их количества. Для увеличения объемного веса железобетонных грузов в состав инертных заполнителей вводят утяжеляющие добавки - гематит, железную руду и т. д. - и тем самым объемный вес бетона доводят до 2,8-3,0 т/м 3 .
Следует отметить, что одиночные грузы могут создавать сосредоточенные нагрузки, повреждать изоляцию, затруднять протаскивание их по дну и исключать применение трубозаглубительных механизмов.
В последнее время при строительстве морских трубопроводов нашли применение пригрузки сплошными покрытиями из бетона, усиленного арматурой, поверх слоя антикоррозионной изоляции.
В большинстве случаев бетонную смесь наносят на поверхность методом торкретирования. Армированное бетонное балластное покрытие является эффективным способом утяжеления морских трубопроводов особенно большого диаметра. Следует отметить, что вопрос целесообразности применения сплошного покрытия из бетона связан с выбранным методом прокладки трубопроводов.
Бетонные и другие сплошные покрытия часто применяют при протаскивании трубопровода по дну моря без изгиба или с изгибом по кривой большого радиуса, чтобы предотвратить образование трещин.
Кроме того, сплошное покрытие хорошо защищает изоляцию и дает возможность применять наиболее производительные трубозаглубительные снаряды, перемещающиеся вдоль уложенных трубопроводов.
Особый интерес представляют специальные балластные покрытия, в состав которых входит асфальтовая мастика с частицами стекловолокна и утяжеляющими материалами. Такие сплошные покрытия имеют одновременно антикоррозионные свойства. Их объемный вес может составлять от 2,08 до 3,84 т/м 3 в зависимости от количества добавляемых материалов.
Высокая пластичность этих покрытий исключает образование трещин при изгибе трубопровода в процессе укладки. Применение подобных покрытий, являющихся одновременно изоляционными материалами, допускает укладку трубопроводов методом наращивания с плавучих средств с изгибом в пределах упругих деформаций металла труб.
В отдельных случаях в спокойных акваториях с устойчивыми грунтовыми условиями, а также при прокладке трубопроводов через пойменные и заболоченные участки устойчивость может быть обеспечена винтовыми или другими видами металлических анкеров.
В настоящее время для изоляции подводных трубопроводов применяют каменноугольные эмали, битумную мастику и полимерную пленку. В последние годы разработаны напыляемые эпоксидные покрытия.
Каменноугольные эмали отличаются высокой сопротивляемостью к отслаиванию, водонепроницаемостью и устойчивостью к химическим реагентам. Однако эти покрытия плохо переносят ударные нагрузки, имеют низкую абразивную износостойкость, склонны к хрупкому разрушению при низких температурах и размягчению - при высоких.
Битумная мастика в отличие от каменноугольной эмали более износостойка, устойчива к ударным нагрузкам, но обладает меньшей адгезией и гибкостью.
Эпоксидные покрытия изготавливают из смеси эпоксидной пудры, красителя и отвердителя. Их наносят слоем толщиной 0,31-0,64 мм на предварительно подогретую (примерно до 232 °С) поверхность трубы. Эпоксидные покрытия обладают более высокими адгезионными свойствами, гибкостью и устойчивостью к абразивному износу и ударным нагрузкам, но требуют особой подготовки поверхности трубы, включая предварительный подогрев, а также специальной технологии нанесения утяжеляющего покрытия.
Резюме
Морские трубопроводные системы - сложнейшие технические объекты, работающие в трудных природных условиях. Они являются эффективными средствами транспорта при освоении нефтегазовых ресурсов континентального шельфа морей и океанов. В ближайшие десятилетия с увеличением добычи газа и нефти из месторождений шельфа России потребности в морских трубопроводах будут нарастать.
Ключевым вопросом проектирования морских трубопроводов являются выбор и обоснование его основных конструктивных параметров, таких как материал труб, их наружный диаметр и толщина стенки, способ монтажа, а также защиты от коррозии, обеспечения устойчивости и других эксплуатационных характеристик. Окончательную конструкцию морских трубопроводов выбирают после сравнительного технико-экономического анализа различных вариантов с учетом конкретных условий строительства и эксплуатации.
Мировое сообщество признает бесспорный факт способности РФ проложить трубопровод по морскому дну и успешно начать его эксплуатацию. Успех был достигнут в реализации проекта «Северный поток» в акватории Балтийского моря.
На очереди - «Южный поток», но акватория - уже Черного моря. Способна ли РФ построить газопровод с эксплуатационными показателями, которые обеспечат его безаварийную эксплуатацию в течение всего срока? Да! Способна. Специалисты РФ обеспечат функционирование трубы даже до того момента, когда природные запасы газа будут исчерпаны. В то время труба будет пустой, так как газа не будет.
Так при чем здесь «русская рулетка»? Есть ряд обстоятельств, игнорировать которые никто не имеет права.
1. Гидрология Черного моря
а) глубина большей части дна моря - 2000 метров.
Погружаясь на глубину 10 метров, имеем рост давления на 1 атмосферу. Атомная подводная лодка, на которой автор имел честь служить, погружалась на глубину 415 метров. Толщина брони, из которой была изготовлена «Мурена», составляла 5 см. Нитей между переборками мы не натягивали, это технологически невозможно сделать, но визуально фиксировали «проседания» ракетных шахт, а «стон» прочного корпуса лодки воспринимался как продолжение собственного обнаженного нерва.
б) объем воды в Черном море 550 000 км куб.
в) сероводород Н2S присутствует в 87% объема всего моря и в свободном состоянии заполнит 20 000 км куб.
г) плечо прокачки газа от станции на берегу кавказского побережья РФ до станции на болгарском берегу составляет не одну сотню километров. Нет технической возможности дополнительного «разгона» потока газа на промежуточной станции. Единственный вариант - максимально сильно поднять давление на территории РФ и отпомповывать из трубы на другом берегу. (Очень важное обстоятельство!)
2. Непреодолимые обстоятельства, на которые не может иметь влияния никто
Вследствие шторма потерпело крушение судно. Плавсредство тонет и попадает на газопровод. 15000 тонн металла получают огромную энергию, пока не преодолеют 2000 метров от поверхности до дна. Трубопровод будет перерублен мгновенно. Обычная практика в акватории Черного моря состоит в том, чтобы транспортировать металлолом на плоскодонных (!) Речных судах, в которых укреплен корпус и которым присвоен класс «река-море». Можно еще что-то приварить к корпусу речной самоходной баржи и повысить ее класс до уровня «река-океан», но от немедленной катастрофы это не спасет… Далее будет так: под бешеным давлением газ образует пузырь, который пойдет на поверхность. Инерционные силы в газопроводе (смотри п.г. - выше), время, которое требуется для срабатывания аварийной системы и перекрытия потока, позволят преодолеть невероятно большие объемы насыщенной сероводородом воды и прорвать 100–400 метровый слой обогащенной кислородом воды. Во время непогоды, когда произошла авария судна, молнии обязательно присутствуют. Смесь газа, сероводорода и атмосферного кислорода не долго будет ждать искру, которая спровоцирует взрыв.
3. Давайте помолимся за души невинно убитых в г. Беслан и в Норвегии. Дети погибли от рук террористов, молодые люди погибли на крошечном острове от руки сумасшедшего.
Трубопровод на дне моря можно увидеть на приборе так четко и ясно, как собственные тапочки на вытянутых ногах. Кумулятивный снаряд прожигает броню танка, как газетная бумага, а броня танка намного толще стенки трубы. Газопровод по дну Черного моря - это граната, которую взорвать могут непреодолимые обстоятельства и любой сумасшедший, фанатик или единоличный террорист. А организация плохих парней такой теракт сделает даже ночью.
Последствия взрыва сероводорода могут привести в самом страшном варианте к потере орбиты планетой Земля или сдвинут тектонические плиты - тогда потеряем 60% фауны и флоры. Пройдет определенный период времени и жизнь вернется и расцветет - главное, чтобы не возродился «Газпром».
За 20 лет независимости Украины у нас не было руководства, которое не «химичило» бы с газотранспортной системой. Средства, колоссальные средства затмевают разум всем и везде. Непрозрачность взаимоотношений, теневые схемы - вот что ведет к подобным проектам и может поставить на цивилизации крест. Такие отношения между Украиной и РФ - недопустимы.
Нельзя обвинять РФ во всех грехах, делаю Украину белой и пушистой. Ответственность должны нести обе стороны. И арбитром в этой ситуации должно быть мировое сообщество. ГТС Украины должна эксплуатироваться в режиме открытости и международного аудита и постоянного мониторинга. И первый шаг к этому - мировое сообщество должно поставить точку в возможных фальсификациях на выборах в ВР Украины в 2012 году. У нас чиновники действующего правительства могут сегодня покупать плавучие буровые платформы дороже, чем их продает производитель. Такое наше руководство не оставляет выбора РФ, как только начать строить «Южный поток». Такое руководство не может честно эксплуатировать ГТС Украины. Оно должно уйти. Мировое сообщество должно осознать масштаб угрозы украинской коррупции и твердолобость «Газпрома», что вместе способно создать условия для взрыва, который может легко превзойти одновременно сдетонировавший ядерный потенциал США.
= Пост подготовлен в интересах ГК Стройгазмонтаж =
Мы - поколение, которое родилось в век технологического прорыва, и часто даже не представляем, что стоит за достижениями цивилизации. Конечно, в общих чертах каждый знает, что вода идёт по трубам в земле, сигнал GPS поступает со спутника в космосе, а электричество вырабатывают гигантские станции. Но пониманием ли мы чего стоило создать всё это?
Ранее, я , и . Сейчас же речь пойдет о необычном объекте, который был построен компанией Ротенбергов. Мы знаем, что к играм в Сочи возводили не только спортивные сооружения, но и элементы инфраструктуры. Зачастую строили с нуля и впервые: не зря фильм об одном из самых сложных и впечатляющих инфраструктурных объектов называется "Никто и никогда ". Речь идёт о газопроводе "Джубга - Лазаревское - Сочи". Уникальность его в том, что 90% магистральной трассы (а это более 150 км) проходит по дну Черного моря вдоль прибрежной полосы на глубине до 80 метров. Такое решение позволило избежать каких-либо влияний строительства на Черноморское побережье.
Как я уже сказал, основная часть газопровода проходит по дну Черного моря на расстоянии пяти километров от берега. В самом начале, конце и нескольких участках по пути трасса выходит наружу и соединяется с газораспределительными пунктами. На этих участках газ направляется по различным маршрутам к потребителю. А приходит он, в свою очередь из Ямала по другим магистральным трассам. Другими словами, прежде чем оказаться в Сочи, газ проходит тысячи километров с севера на юг:
Газораспределительный пункт (ГРП) "Кудепста" находится на вершине горы. С моря в сушу "врезается" магистральная труба и поднимается наверх. По словам строителей, для создания этого участка использовали метод наклонного бурения. Прокладывать трассу обычным траншейным методом не стали, чтобы, опять же, не наносить вреда окружающей среде:
4. 
Однако самое интересное то как строили основную магистраль. Все работы происходили в море. Огромные трубы диаметром в полметра из сверхпрочного сплава усиливали слоем бетона, варили прямо на корабле, а затем опускали в море:
Перед тем, как прокладывать газопровод, подводники прошлись по пути следования трубы и обнаружили два минных поля, оставшихся после второй мировой войны:
Самый сложный процесс строительства заключался в стыковке двух труб - основной "нитки", которая шла по морю и сухопутного участка. Стыковка так же происходила в море и заняла три дня. Это потребовало слаженной работы всей команды, которая работала на строительстве газопровода:
Сегодня результат их работы скрыт 80 метрами воды, а об этом уникальном опыте напоминает новый газораспределительный пункт в Кудепсте, который увеличил газовые мощности всего сочинского района и окрестностей.
Надо сказать, что до строительства нового газопровода в Сочи уже был газ. При этом доля газификации района не превышала трех процентов. Это катастрофически мало для жизни и, конечно же, не обеспечило бы необходимых для проведения Олимпиады мощностей. Кроме того, в случае аварий или сбоев, всё побережье осталось бы без топлива (достаточно вспомнить историю с блекаутом в Крыму).
Давайте взглянем на ГРП и разберемся как она устроена. Прежде чем туда попасть, необходимо пройти пункт досмотра и проверки. Будучи важнейшей инфраструктурной точкой, ГРП охраняется круглые сутки несколькими вооруженными людьми:
8. 
Проход внутрь возможен только в сопровождении начальника участка и по согласованию с высшим руководством:
9. 
Вдоль всего периметра стоят камеры с датчиками движения:
10. 
Итак, ГРП - это точка распределения газа с основной магистральной трубы. Здесь понижается давление и газ уходит на небольшие газораспределительные станции, которые, в свою очередь, отправляют его конечным потребителям:
11. 
Начальник участка рассказывает, что это - одна из нескольких частей многокилометровой километровой трубы, которая выходит наружу:
12. 
13. 
Кажется, на участке "пахнет газом", но это не так. В воздухе чувствуется запах одоранта - специального состава, который добавляют в газ, чтобы он приобрел запах (сам по себе газ не имеет ни цвета, ни запаха):
14. 
Емкость одоранта:
15. 
16. 
После того как давление газа снизилось и ему добавили "запах", он расползается на несколько веток.
17. 
Рядом со ГРП работники высаживают фруктовые деревья:
18. 
В общей сложности Кудепский пункт отправляет топливо на 11 станций. Тут важно пояснить, что газопровод соединяется с уже существующей Майкопской ниткой. В этом есть свой смысл: если раньше на каком-то участке происходила авария или профилактическая работа, без газа оставались все следующе пункты. А сейчас газ может циркулировать в двух направлениях, обеспечивая бесперебойную работу всего Сочинского района:
19. 
20. 
Важнейшим получателем газа является Адлерская ТЭС, о которой я
