Курсовая с практикой на тему Сооружение подводного перехода магистрального нефтепровода Dn1020, Pn9.8 методом ННБ

Содержание:

1. Введение.
2. Построение профиля подводного перехода (метод ННБ);
3. Расчет геометрии скважины ННБ;
4. Расчет объемов бурового раствора и системы рециркуляции;
5. Силовой расчет усилий проходки пилотной скважины, усилий протаскивания плети, необходимого крутящего момента;
6. Выбор и обоснование установки ННБ;
7. Расчет гидравлических испытаний на прочность и герметичность подводного перехода методом ННБ;
8. Индивидуальная часть: анализ существующих производителей, типов и видов установок ННБ;
9. Список литературы.

Введение:

В условиях активного развития трубопроводного транспорта, всё чаще строительство трубопроводов приходится осуществлять в сложных условиях. Одним из самых сложных технологических операций при строительстве, с инженерной точки зрения, является переход трубопровода через водную преграду.
Подводные переходы магистральных трубопроводов (далее — ППМТ) представляют собой участки трубопровода, проложенные через водную преграду (реку или водоем) шириной в межень по зеркалу воды более 10 и глубиной свыше 1,5 м, или шириной по зеркалу воды в межень 25 м и более независимо от глубины. Данное определение позволяет выделить специальные участки линейной части магистрального трубопровода, сооружение которых обычно производится специальными бригадами вне линейного строительного потока. Переходы через водные преграды, не подпадающие под данную классификацию, обычно называют переходами через малые водотоки, и сооружение таких переходов выполняется непосредственно линейным строительным потоком.
Подводные переходы (особенно магистральных и промысловых нефтепроводов) относятся к наиболее опасным участкам линейной части, что приводит к тому, что к данным объектам выдвигаются повышенные требования по категорированию данных участков (а значит и требования к толщине стенки трубы), к проектированию и производству строительно-монтажных работ.
Строительство подводных переходов представляет собой процесс, который начинается на этапе предпроектной подготовки с выбора участка водной преграды, которую пересекает проектируемая трасса трубопровода, на котором в процессе проектирования будет определен непосредственный створ перехода, а потом в рамках проектной документации — конкретная траектория или вертикальный профиль подводного перехода. Параллельно с этим процессом определяется способ производства строительно-монтажных работ. На сегодняшний день активно применяются как траншейные (открытые) способы, так и бестраншейные (закрытие). В дальнейшем строительство подводного перехода разделяется на три этапа: подготовительный, на котором осуществляется организационная и техническая подготовка к строительству как подрядчика (подрядчиков), так и заказчика; основной, который представляет собой совокупность всех строительно-монтажных работ на подводном переходе, включая мероприятия по запуску подводного перехода в эксплуатацию; завершающий, на котором проводят мероприятия по рекультивации и восстановлению местности, нарушенной строительством.

Фрагмент текста работы:

2. Построение профиля подводного перехода (метод ННБ)

Сущность метода ННБ заключается в том, что по створу перехода под руслом реки пробуривается скважина, по которой с берега на берег протаскивается трубопровод.

Рис. 2.1. Основные этапы прокладки трубопровода методом наклонно-направленного бурения: а – бурение пилотной скважины; б – поэтапное расширение скважины; в – протаскивание плети рабочего трубопровода; 1 – буровая установка; 2 – буровая колонка из промывочных штанг; 3 – пилотные штанги; 4 – буровая головка; 5 – траектория пилотной скважины; 6 — вертлюг; 7, 8, 9, 10 – расширители разных диаметров; 11 – трубопровод; 12 – оголовок для протаскивания; 13 – роликовая опора; αвх – угол забуривания; αвых – угол выхода
Процесс бурения установкой ННБ включает в себя четыре этапа:
— бурение пилотной скважины;
— расширение скважины вперед или назад;
— калибровка скважины;
— протаскивание дюкера ходом назад.
На первом этапе пробуривается пилотная, направляющая скважина, диаметр которой меньше диаметра дюкера.
Диаметр пилотной скважины не превышает 20 см. Бурение может производиться с использованием, например, струйной шарошки, которая с помощью гидравлической энергии бурового раствора размывает породы. При пилотном бурении используются различные системы навигации, предназначенные для проведения скважины по заданной траектории от ее входа до выхода.
Второй этап — расширение скважины до необходимого размера. Диаметр скважины должен быть больше диаметра трубопровода на 30-50 %. При проходке не должно быть такой ситуации, когда диаметр пропускаемых по скважине каких-либо устройств равнялся бы диаметру скважины. Размер этих устройств должен быть значительно меньше диаметра скважины. Расширение можно производить двумя способами:
1) расширение ходом вперед. При этом способе буровой расширитель проталкивается со стороны входа скважины к ее выходу с помощью бурового става. Расширитель, размещенный на входной стороне, при своем вращении режет породы, увеличивая диаметр скважины и перпендикулярность ее к плоскости забоя;
2) расширение ходом назад. При этом способе расширитель с помощью буровой установки перемещается от выхода к входу.
Третий этап бурения — калибровка. Как только скважина будет расширена до необходимого диаметра, барабанный расширитель, имеющий тот же диаметр, что и трубопровод, протаскивается по скважине. Скважина после этого будет, откалибрована и очищена от любых помех, которые могут существовать внутри расширенной скважины. На обоих концах барабанного расширителя имеются резцы, позволяющие расширителю вырезать и удалять вывалы, которые могут затруднять перемещение барабанного расширителя по скважине.
Четвертый этап — протаскивание трубопровода. Головная часть протаскивателя подсоединяется к бурильным трубам, проходящим по скважине к буровой установке. Протаскиватель имеет шарнирный соединитель, позволяющий головной части изгибаться так, чтобы трубопровод мог пройти в скважину. Кроме того, протаскиватель оснащен спереди режущей головкой, для того, чтобы при встрече с каким-нибудь препятствием внутри расширенной скважины бурильные трубы смогли быть приведены во вращение и режущая головка смогла бы удалить препятствие и открыть дорогу для протаскивания трубопровода по скважине.
Система проталкивания трубопровода состоит из цангового зажима, якорного устройства, системы поддержки трубопровода, системы полиспастов и лебедки. Размещается эта система на стороне выхода скважины и предназначена для облегчения работы буровой установки при проталкивании трубопровода по скважине. Система проталкивания может быть использована для разных диаметров труб.