Проектирование и строительство магистральных трубопроводов

Понятие магистрального газопровода

Для транспортировки газовых сред на дальние расстояния в больших объемах используется крупноформатный трубопровод. В конструкцию данного сооружения также могут входить элементы контрольно-регулирующих систем и ответвления, но основной магистральной частью остается центральная труба. В качестве материалов доставки может выступать не только газ, но также нефтепродукты, вода, химические составы и прочие технологические вещества, используемые в местах добычи или на станциях переработки нефте- и газопродуктов.

Иными словами, магистральный газопровод – это универсальная линия транспортировки газовых и жидкостных смесей до мест потребления. Что следует понимать под потребителями продуктов, обслуживаемыми магистральными трубопроводами? О прямом соединении с конечными потребителями наподобие коттеджных поселков или многоэтажных жилых домов с производственными объектами речь не идет. От непосредственной точки забора центральные сети отделяются пунктами промежуточной переработки сырья, распределительными станциями и, в крайнем случае, ответвлениями, которые и доставляют газ прямо до потребителя.

История развития трубопроводов и продуктопроводов в России

Развитие трубопроводного транспорта в России тесно связано с историей развития нефтяной промышленности. Промышленная добыча нефти началась более 100 лет назад. В России в 1825 г. она уже составляла 3500 тонн, а в 1859 г. поднялась до 5000 тонн. В 1901 г. мировая добыча нефти достигла 23 млн тонн, причем 1 место по добыче нефти занимала Россия — 11,7 млн тонн.

Первый нефтепровод местного значения длиной 6 км был сооружен в США в 1825 г., а в России – в 1878 г. (от промыслов Баку до нефтеперерабатывающих заводов). В революционное время на территории России было построено 1147 км магистральных трубопроводов.

Первый магистральный продуктопровод диаметром 200 мм, длиной 831 км с 13 насосными станциями был построен в 1896-1906 гг. В то время это был самый крупный трубопровод мира. Он предназначался для перекачки экспортного керосина из Баку в Батуми. Инициатива строительства этого трубопровода принадлежит Д. И. Менделееву, который еще в 1877 г. доказывал необходимость и целесообразность строительства трубопроводов.

До Великой Отечественной войны основные нефтяные ресурсы в СССР сосредоточивались на Кавказе: Баку, Грозный, Майкоп. В этих условиях основной поток нефтегрузов приходился на транспортные артерии Каспия, Волжского бассейна, Северного Кавказа и Закавказья.

Для уменьшения загрузки железных дорог Кавказа, а так же для удешевления транспорта к портам черного моря уже к 1925 г. возникла необходимость в сооружении магистральных нефтепроводов. Были построены нефтепроводы Грозный – Туапсе длиной 649 км, диаметром 273 мм, первенец второго Баку нефтепровод Ишимбай – Уфа длиной 169 км и диаметром 300 мм, а так же продуктопроводы Усть-Балык – Альметьевск, Мангышлак – Куйбышев (Самара).

К 1941г. в промышленной эксплуатации находились магистральные нефтепроводы и продуктопроводы общей протяженностью около 4100 км. Максимальный диаметр составлял 300 мм. Во время Великой Отечественной войны были построены нефтепроводы Ока – Софийское – Комсомольск-на-Амуре; Астрахань – Саратов. В период обороны Ленинграда большую роль сыграл небольшой подводный бензопровод, уложенный через Ладожское озеро.

Послевоенные годы строительство нефтепровода определялось бурным развитием нефтедобывающей промышленности в Волго – Уральском бассейне и строительством нефтеперерабатывающих заводов на Урале и в Поволжье. В этот период были построены магистральные трубопроводы больших диаметров до 1200 мм и значительной протяженностью для подачи нефти в месторождений Татарии, Тюменской области, Башкирии на нефтеперерабатывающие заводы Урала, Сибири, а так же в Центральные и Западные районы нашей страны. С освоением нефтяных месторождений в Сибири и со строительством нефтепровода Сургут – Полоцк западносибирская нефть получила выход в центральные районы России, Белоруссию и Прибалтику. С вводом в действие нефтяных магистралей Грозный – Баку, Павлодар – Чимкент и второй нитки нефтепровода Красноярск – Иркутск были прекращены железнодорожные перевозки на расстоянии 3500 км.

Газопроводы России

Газовая промышленность Российской Федерации – самая молодая отрасль топливной промышленности. До революции в России природный газ не добывался, магистральных газопроводов не было. Газоснабжение городов осуществлялось за счет производства искусственного, так называемого светильного газа. Для бытовых и промышленных целей газ почти не применялся. В Москве и Петербурге, других городах существовали газовые заводы для получения газа, который использовался для бытовых целей из угля.

Попутный нефтяной газ как промышленное и бытовое топливо начали использовать в 1880-1890 гг. Позднее использование попутного нефтяного газа возросло.

В развитии трубопроводного транспорта газа в советское время было 3 этапа:

1 этап – (1917-1940 гг.) – транспорт попутного газа по трубопроводам небольшого диаметра (до 300 мм) на короткие расстояния.

2 этап (1941-1955 гг.) развитие дальнего транспорта газа по трубопроводам длиной до 1400 км и диаметром до 700 мм, что позволило увеличить долю газового топлива в топливном балансе страны.

3 этап (с 1956 г.) – создание крупных систем магистральных газопроводов в Европейской части России и развитие единой системы газопроводов страны. В этом периоде диаметр магистральных трубопроводов вырос до 1420 мм.

В настоящее время сеть газопроводов в РФ развивается по двум основным направлениям: внутри страны и за пределами страны. По данным Госкомстата РФ, в 2003 г. протяженность газопроводов России составляло 156000 км, нефтепроводов – 47000 км и продуктопроводов 15000 км. В период 2000-2002 гг. правительство РФ приняло ряд решений, определяющих программу развития трубопроводных сетей страны до 2011 г. Прирост протяженности газопроводных сетей должен составить 80000 км. Важнейшими объектами определены: строительство нефтепроводов Россия – Китай, Котово – Ярославль – Кириши – Приморск протяженностью 1197 км, а так же трубопровода Сызрань – Новороссийск протяженностью 1600 км.

Общая характеристика центральных газопроводов

Газопровод магистрального типа — это система труб и сооружений, используемых для доставки топлива из мест добычи или изготовления к клиентам. Он включает в себя основные и дополнительные трубы. Диаметр последних определяется особенностями объекта транспортировки, однако, не может превышать 1420 мм.

Трубопроводы делятся на три класса в зависимости от давления, под которым переносится вещество. Этот показатель обязательно нужно учитывать, поскольку в случае превышения нормы возрастает вероятность аварии.

Давление колеблется в диапазоне 1,2-10 МПа. Чаще всего рабочим считается показатель в 7,5 МПа

Магистральные газопроводы делятся на надземные, подземные и подводные. Первые благодаря небольшому подъему не мешают движению транспортных средств. Этот вариант доставки используется для преодоления водных препятствий, оврагов и прочих преград.

Подземные сети прокладываются в специальных траншеях. Глубина последних зависит от уровня промерзания грунтов. Поэтому при организации транспортировки влажного газа важно учитывать климатические особенности местности, структуру грунта, диаметр труб и др.

А для труб с осушенным газом подойдет траншея глубиной 0,8 м. Ее дно покрывают слоем утрамбованного песка, укладываемые трубы покрывают несколькими слоями битумно-полимерной мастики или полимерной скорлупой, затем заполняют грунтом.

Подводные системы создаются с целью транспортировки продуктов из морских территорий, по дну рек или крупных озер.

Стандартный трубопровод оборудован главной и промежуточной компрессорными станциями. Каждая из них распределяет поток горючего по веткам с запроектированным диаметром и снижает его давление.

Например, газ перед попаданием к конечному потребителю проходит через главный, затем промежуточный распределительный пункт. В итоге давление уменьшается до значения, которое предусмотрено местными трубопроводами.

А для обеспечения сбалансированности функционирования системы непосредственно в районе потребления создаются специальные хранилища. К примеру, в летний период может накапливаться газ, который используется в холодное время года.

Нельзя допустить разрушение труб в результате их контакта с грунтом, водой или воздухом. Эта задача решается за счет внешней противокоррозионной изоляции.

Еще используется катодная защита, которая действует на базе отрицательного потенциала

Важно обеспечить надежность газовой сети. Она гарантируется за счет перекачивающего оборудования на компрессорных станциях, использования качественных стальных труб, создания дополнительных параллельных линий, которые сочетаются с основной благодаря перемычкам.

Нормы и правила

Чтобы определить необходимое расстояние от газовой трубы, после разработки проекта жилого строения граждане Российской Федерации обращаются за соответствующим разрешением (согласованием) в местную газораспределительную организацию. Для определенного ответа нужно знать вид газопровода и какое давление применяется при его подаче. Если данные по разновидности прокладки и о давлении в трубах отсутствуют, однозначный ответ дать невозможно.

Газораспределительная станция

СНиП 42-01-2002 – один из закономерных результатов действия Федерального Закона РФ «О техническом регулировании» № 184, принятого в декабре 2002 года. В ноябре 2008 года было принято Постановление Правительства РФ № 858, согласно которому разрабатывались и утверждались ныне действующие своды правил. Данный СП был утвержден на законодательном уровне в актуализированной редакции и получил название СП 62.13330.2011.

Самый демократичный по стоимости вид топлива получил широкое распространение и стал общедоступным энергетическим ресурсом. Его повсеместное применение и обусловило насущную необходимость разработки нормативных документов, в котором и можно найти разрешенные дистанции.

Компрессорная станция

Начиная с 2010 года СНиП, зарегистрированные Росстандартом:

• являются законодательными документами, соблюдение которых носит обязательный характер;
• проверяется надзирающими организациями, призванными обеспечить безопасность подобных сооружений;
• могут быть основанием для вынесения решения по судебному иску;
• признаются весомым поводом наложения административного взыскания по факту нарушения.

СП 62.13330.2011 регламентирует дистанции, которые необходимо соблюдать в зависимости от вида прокладки магистрального газопровода или его ответвлений и давления жидкого топлива в трубах.

Около жилого здания

Если газ поставляется в баллонах, соблюдать необходимо только предписанные нормы противопожарной безопасности. Более экономичная и объемная транспортировка в трубах предусматривает дифференцированные требования к разным видам поставок и уровня давления при их осуществлении.

Схема подключения

Назначение магистрального газопровода

Под магистральным газопроводом понимается трубопровод, сконструированный для доставки газа из района месторождения или обработки к месту потребления, или система труб, связывающая между собой отдельные месторождения газа. Он относится к Единой системе газоснабжения России и является одним из ключевых элементов системы транспортировки газа.

Трубопровод, подсоединенный к магистральному газопроводу и предназначенный для передачи части газа к конкретным населенным пунктам или предприятиям, называется ответвлением.

По такому газопроводу может транспортироваться природный или попутный нефтяной углеводородный газ (из месторождений) или сжиженные углеводородные газы (из мест производства).

Магистральные трубопроводы могут быть:

• однониточными, т. е. с трубами равного диаметра на всей протяженности системы;
• многониточными, представляющими собой систему, где параллельно главной ветке расположены еще несколько;
• телескопическими т. е. на протяжении от головных сооружений до конечной газораспределительной станции диаметр труб меняется.

Диаметр труб газопровода составляет от 720 мм до 1420 мм. Пропускная способность газопровода равна 30–35 млрд куб. м газа в год.

По способу прокладки существуют системы:

Классификация газопроводов

• подземные (с расстоянием 0,8–1 м до главной пропускной трубы);
• надземные (т. е. трубы устанавливаются на опорах);
• наземные (т. е. в насыпных дамбах).

Если газ требуется доставить с мест подводной добычи на берег, то сооружаются подводные газопроводы.

За управление российскими магистральными газопроводными системами обычно отвечает государственная компания. Она обязана осуществлять проверку состояния труб, нанимать рабочих и следить за повышением их квалификации.

Обозначение газопроводов

В России каждый газопровод должен быть обозначен специальным знаком. Установка знаков должна быть оформлена совместным актом землепользователя предприятия, использующего магистральный трубопровод.

Гост маркировка трубопроводов

Знаки входят в магистральный газопроводный комплекс и являются важной его частью. Они служат ориентиром для обнаружения трубопровода. Благодаря им во время работ в охранной зоне можно увидеть территорию, по которой проходят трубы. Знаки показывают, что предприятие действует по нормам магистральных трубопроводов.

На знаке содержатся предупреждения и информация о магистральном газопроводе. Он представляет собой столб с двумя плакатами.

На одном, расположенном перпендикулярно поверхности, находятся сведения о ширине охраняемой территории, месте и глубине залегания труб, дополнительные технические параметры. На втором написано расстояние в километрах по всей длине труб. Он предназначен для обнаружения газопровода с воздуха, поэтому расположен с небольшим наклоном (до 30 градусов).

Основные характеристики труб

Современные пластиковые конструкции трубопроводов не задействуются в магистральных линиях по причине их низкого рабочего ресурса. Как правило, используют нержавеющие стальные отрезки, соединяемые электросваркой или спиральным швом. В СНиП раздела 2.05.06-85 отмечается, что для каналов толщиной до 500 мм должны использоваться трубы, выполненные из углеродистой стали. По мере повышения диаметра до 1020 мм начинают применяться низколегированные спокойные сплавы. Если же речь идет о толщине более 1400 мм, то монтаж производится из элементов, металл которых находится в термомеханическом упрочненном состоянии. Как указывает тот же СНиП, магистральные трубопроводы при соединении должны выдерживаться и по величине кривизны. На каждом метровом отрезке нормативное отклонение не превышает 1,5 мм. Общая же величина кривизны должна находиться в пределах 0,2 % от всей длины канала.

Классификация магистральных труб

Стальные

Получили наибольшее распространение за счет надежности, относительно невысокой цены и простоты сварки. Применяются во всех типах магистральных трубопроводов, но, в последние годы, процент использования стальных труб неуклонно падает. Основные причины этого низкая коррозионная стойкость материала, потребность в большом количестве компенсаторов различного типа при в трубопроводах, высокая трудоемкость прокладки.

Соединения стальных труб осуществляют с помощью сварки. От коррозии используют метод катодной защиты или покрытие битумно-резиновой изоляцией. Для транспортирования сильно агрессивных сред, применяют стальные трубы с внутренней изоляцией.

Чугунные

В основном применяются в системах водоснабжения и водоотведения. Достоинства — долговечность и коррозионная стойкость включая стойкость к коррозии под воздействием блуждающих токов. Применяются для магистралей в условиях больших нагрузок на грунт. Современные образцы изнутри покрываются цементно-песчаным составом, для уменьшения скорости образования отложений.

Учитывая то, что коррозионная стойкость зависит от целостности внутреннего и внешнего покрытия, основной недостаток — хрупкость материала, По этой же причине плети трубопроводов имеют ограниченную гибкость, что увеличивает риск протечек.

Для чугунных труб используют стыки с асбестоцементной заделкой, они эластичны, хорошо сопротивляются вибрационным нагрузкам и надежны. Существуют соединения на резиновых кольцах без чеканки.

В настоящее время применение этого типа труб ограничено из-за высокой цены и сложности укладки, обусловленной большим весом.

Полимерные (пластиковые)

Изготавливают из полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена, стеклопластика и др. В основном используются в системах водоснабжения, газоснабжения и тепловых сетях. Вид полимера подбирается в зависимости от санитарных требования (для питьевой воды) и условий эксплуатации.

При достаточной жесткости, такие трубы гибкие и эластичные, что позволяет компенсировать небольшие сдвиги грунта и тепловое расширение. Полная инертность к транспортируемым средам и устойчивость ко всем видам коррозии обеспечивают длительный срок службы. Для наземной прокладки используют предизолированные трубы — устойчивые к ультрафиолетовому излучению.

Полимерные магистральные трубы — наиболее прогрессивный вид, по мере развития химической промышленности, область применения постоянно расширяется

Асбестоцементные и бетонные

Отличаются высокой долговечностью готовых конструкций, коррозионной стойкостью механической прочностью и относительно низкой ценой. Внутренняя поверхность устойчива к образованию минеральных отложений и образованию ила. В основном используются для систем технического водоснабжения, водоотведения и канализации. Соединения для этого вида труб осуществляют муфтами с резиновыми кольцами.

По диаметру

К магистральным, по Российским нормативам, согласно ГОСТ 20295-85, относят трубы с диаметром более 114 мм. По европейской классификации — магистральными определяются трубы из любого материала с диаметром более 200мм.

В нефтяной отрасли, в зависимости от диаметра труб для магистральных нефтепроводов существует разделение на классы:

• I – диаметр более 1000 мм,
• II – от 500 до 1000мм,
• III – от 300 до 500 мм,
• IV – менее 300мм.

По исполнению

По Российской классификации выделяют трубы «обычного» и «северного» исполнения.

Читайте также:  Трубы медные для кондиционирования: виды, размеры, монтаж

• В хладостойком исполнении к ударной вязкости и доле вязкой составляющей в изломе предъявляются требования, выполнение которых должно обеспечиваться при температуре минус 20 °С, а для образцов с U-образным концентратором при минус 60 °С
• В обычном исполнении требования смягчены до 0 и минус 40°С соответственно.

По внутреннему рабочему давлению

• Напорные. Для водоснабжения, газоснабжения, тепловых сетей, нефтегазопроводы.
• Безнапорные. Используются в системах водоотведения и канализации.

В газовой отрасли, в зависимости от рабочего давления, выделяют трубы для двух классов магистральных газопроводов:

• Класс I — режимы работы под давлением от 2,5 до 10 МПа (от 25 до 100 кгс/см2),
• Класс II — рабочий режим в пределах от 1,2 до 2,5 МПа (от 12 до 25 кгс/см2).

По рабочей температуре переносимой среды

• Используются в холодных трубопроводах (менее 0 °C).
• В нормальных сетях (от +1 до +45 °C).
• В горячих трубопроводах (выше 46 °C).

По методу производства

• Бесшовные. Выпускаются с диаметром до 529 мм.
• С продольным швом (прямошовные).
• Имеющие спиральный шов. 159-820 мм.

По типу изоляционного покрытия

В целях защиты от коррозионного воздействия применяют покрытия, обладающие свойствами диэлектрика (защита от коррозии, порождаемой блуждающими токами), водонепроницаемости, термостойкости, эластичности и механической прочности.

Преимущества и недостатки газовых ПЭ-труб

Материалом изготовления труб для газопровода может быть не только полиэтилен, но и сталь или полипропилен, однако лидирующие позиции на рынке комплектующих для газопроводов занимают именно ПЭ-трубы.

Широкая популярность ПЭ-газопроводов обусловлена множеством достоинств полиэтиленовых труб:

• Долгий срок службы – не менее 50 лет: полиэтилен не разлагается в естественной среде, нейтрален ко многим химически активным веществам, вследствие чего не склонен к уменьшению внутреннего диаметра из-за образования отложений и не подвержен коррозии, устойчив к погодным изменениям.
• Надежность и безопасность: газонепроницаемые и прочные стенки труб не образуют протечек, гладкая внутренняя поверхность обеспечивает свободное движение газа, и в отличие от стальных труб полиэтиленовые не проводят электричество.
• Простота монтажа: трубы имеют небольшой вес, выпускаются в виде длинномеров, что в совокупности с их эластичностью, позволяет прокладывать газопроводы с минимальным количеством соединений, водо– и газонепроницаемость стенок позволяет обойтись без установки гидроизоляции, для работы не требуется защитное снаряжение и сложное оборудование.
• Экологичность: полиэтилен не выделяет в окружающую среду вредных веществ.
• Экономичность: полиэтиленовые газовые трубы имеют невысокую стоимость как самих труб, так и комплектующих, монтаж также не требует серьезных финансовых затрат.

При всех достоинств трубы из полиэтилена не лишены недостатков:

• Под воздействием солнечного света структура полиэтилена постепенно разрушается.
• Интенсивных нагрузок этот материал не выдерживает, поэтому под дорогами и линиями коммуникаций ПЭ-трубы необходимо укладывать в металлический футляр, а в регионах с повышенной сейсмической активностью их использовать нельзя даже в комбинации с кожухом.
• Диапазон выдерживаемых температур невелик – от -15 до 40 градусов, что вкупе с неустойчивостью труб перед ультрафиолетом и интенсивными нагрузками требует укладывания газопровода на глубину около 1 метра.

Обратите внимание! Свойства полиэтиленовых труб не позволяют использовать их при монтаже наземных газовых коммуникаций.

Нормы и СНиПы на газоснабжение

Существуют стандарты, регламенты, санитарные правила, регулирующие газоснабжение. Это важно, так как транспортировка газа влечет за собой высокие риски для окружающей природы и человека. Основополагающим является СП62.13330.2011*, «Газораспределительные системы». В нем изложены требования по проектированию и строительству, ремонту и реконструкции сетей подачи газа.

Стандарты ГОСТ 5542; 20448; 52087 и 27578 регламентируют качества природного газа, используемого для промышленного производства и быта населения. В СНиП 2.04.08-87*приводится давление газа в газопроводе дома или отдельной квартиры, классификация трубопроводов по давлению. Нормативный документ указывает следующие требования:

1. Суточные нормативы потребления газа на бытовые цели (приготовление пищи, подогрев воды, отопление) составляют от 8 до 13 м3.
2. Давление во внутреннем газопроводе не выше 0,003 МПа.
3. Надземный газопровод не располагать в местах пешеходных и транспортных дорожек.
4. Минимальная высота размещения газовой трубы от земли составляет 35 см.
5. Отключающее устройство при вводе в дом размещают не выше 1,8 метра.
6. Прокладка газовой трубы в доме должна быть открытой, запрещается замуровывать ее или зашивать строительными материалами.

Соблюдение требований Правил по устройству газопровода является неукоснительным.

Особенности по ГОСТ Р 50838-2009

Соединение электросварными фитингами.

ГОСТ Р 50838-2009 устанавливает нормативы для газопроводных труб из полимеров. Производители обязаны придерживаться прописанных норм и правил, чтобы обеспечить выпуск качественной продукции.

В соответствии государственными нормами для ПНД газопроводов целый ряд характеристик являются важными и должны находиться в допустимых пределах. Готовые конструкции оцениваются сразу по трем показателям:

• SDR;
• толщина стенок;
• диаметр сечения.

Для производства используются две модификации полимеров – ПЭ-80 и ПЭ-100. Трубы изготавливаются длиной 12 м или бобинами – 100 или 200 м.

Для внешних отличий труб для прокладки газовых коммуникаций используют особые цветовые обозначения. Трубы должны иметь ярко выраженную отличительную окраску:

1. быть полностью желтыми;
2. выкрашены в другой цвет, но имеют непрерывные желтые полоски вдоль всей длины.

Требования к выбору труб

Для транспортировки газа используются трубопроводы из ПНД,  стали, меди и полипропилена. Технические условия по их изготовлению оговорены в соответствующих ГОСТ. Наиболее используемые материалы для бытового газопровода – водогазопроводные трубы. Предназначены для внутренних и наружных сетей сжатием до 1,6 МПА, условный проход 8 мм. Возможно применение металлопластиковых изделий из полиэтилена марки PE-RT.

Подземные газопроводы допускается выполнять из полиэтиленовых материалов с каркасом из металлической сетки и синтетических волокон, металлопластиковых изделий.

Для трубопроводов высокого и среднего давления применяют стальные бесшовные или электросварные трубы больших диаметров.

Материал труб и соединительных частей выбирают с учетом давления газа, температуры наружного воздуха в местах прокладки, наличия грунтовых вод и вибраций.

Выбор материала для труб газоснабжения по нормам СП 62.13330

Для выбора материала труб газоснабжения следует руководствоваться требованиям раздела 4 СП 62.13330.2011 Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002.

Согласно п.4.1 СП 62.13330.2011 проектирование, строительство и реконструкцию сетей газораспределения и газопотребления рекомендуется осуществлять в соответствии со схемами газоснабжения, разработанными в составе федеральной, межрегиональных и региональных программ газификации субъектов РФ в целях обеспечения предусматриваемого этими программами уровня газификации жилищно-коммунального хозяйства, промышленных и иных организаций.

Строительство, реконструкцию сетей газораспределения рекомендуется осуществлять с применением преимущественно полимерных труб и соединительных деталей (например, из полиэтилена и его модификаций, полиамидов) и других сертифицированных материалов.

В сетях газораспределения и газопотребления безопасность использования газа рекомендуется обеспечивать применением технических средств и устройств.

Присоединение вновь построенных газопроводов к действующим газопроводам рекомендуется предусматривать без отключения потребителей газа.

Согласно п.4.3 СП 62.13330.2011 по рабочему давлению транспортируемого газа газопроводы подразделяют на газопроводы высокого давления категорий 1 и 2, среднего давления и низкого давления в соответствии с таблицей 1*.

Газопроводы из полиэтиленовых труб могут применяться для подземной прокладки при давлении природного газа до 0,6 МПа включительно внутри населенных пунктов, до 1,2 МПа включительно — по территории промышленной зоны и межпоселковые и до 0,005 МПа включительно — для паровой фазы СУГ.

Полиэтиленовые трубы и соединительные детали могут изготовляться по ГОСТ Р 50838 и ГОСТ Р 52779 соответственно или по техническим условиям из композиций полиэтилена, отвечающих требованиям этих стандартов. Характеристики труб, изготовленных по техническим условиям, должны соответствовать или быть более жесткими, чем предусмотрено ГОСТ Р 50838-2009 (таблица 3), а для соединительных деталей — чем предусмотрено ГОСТ Р 52779-2007.

Основные сооружения, входящие в комплекс магистрального газопровода

В соответствии со СП строительство магистральных газопроводов и ответвлений осуществляют с помощью труб, имеющих диаметр до 1420 мм. Газопроводный комплекс включает:

• газовую скважину со «шлейфом»;
• газосборный пункт;
• газопромысловый коллектор;
• комплекс очистительных сооружений;
• газокомпрессорную станцию;
• линию магистрального газопровода;
• запорные устройства;
• переходную компрессорную станцию;
• переходы;
• линию связи;
• запасной комплект труб;
• дорогу, проложенную вдоль трассы с подъездами;
• газораспределительные установки;
• отводы;
• систему защитных сооружений;
• лупинг;
• систему городских газопроводов.

Лупингом называют линию из труб, которая дублирует основной трубопровод и проложена параллельно с ним. Эту ветку монтируют для повышения производительности главной магистрали. Месторасположение лупинга не регламентируется.

Компрессорные станции в составе магистральных газопроводов

Для комплексного обслуживания промышленных трубопроводных линий используются многофункциональные станции очистки, подготовки и переработки обслуживаемых сред. Именно этот тип технологического объекта представляет компрессорная станция. В минимальной комплектации она базируется на группе компрессорных цехов, но в расширенном и наиболее распространенном виде также содержит установки для фильтрации и воздушного охлаждения газа. Главная же задача таких объектов заключается в регуляции давления рабочей смеси. На средних магистральных газопроводах компрессорные станции обычно поддерживают уровень расчетного давления в пределах 5-7 МПа. Принцип действия обычно ориентируется на повышающий эффект. Запорная арматура с чувствительными элементами автоматически реагирует на понижение давления, после чего активизируется функция компрессорных цехов, и нормативный показатель восстанавливается.

Как классифицируются газопроводы

Газопровод – инженерное сооружение для транспортировки газа. Он перемещается по трубопроводам под давлением.

Газовые трубы классифицируются по назначению – магистральные и распределительные. Магистральные газопроводы транспортируют газ на большие расстояния, давление в них поддерживается компрессорными станциями. В зависимости от рабочего давления подразделяются на два класса.

Газопроводы распределительных сетей предназначены для доставки газа потребителям и классифицируются в зависимости от давления (низкое, среднее, высокое). Сети высокого давления делятся на две категории и одну подкатегорию в зависимости от рабочего давления.

Для обеспечения газом жилых домов используются распределительные сети среднего давления (от 0,005 до 0,3 МПа, или от 0,05 до 3 атм).

По месту прокладки газовые трубы различают надземные, подземные, подводные.

Виды трубопроводов по схеме производства

Схема изготовления таких систем дифференцирует их на два типа:

1. Простые.
2. Сложные.

Первый тип имеет последовательное соединение одной конструкции без ответвлений. Сечение такой системы может быть разного диаметра. Сложные конструкции являются сетью из труб и ответвлений. Такие конструкции могут обладать последовательными, параллельными и прочими вариантами соединения элементов.

Классификация трубопроводов по температуре и показателю агрессивности транспортируемого вещества

По температуре рабочей среды конструкции разделяют на три вида:

1. Холодные трубопроводы (менее 0 °C).
2. Нормальные сети(от +1 до +45 °C).
3. Горячие трубопроводы (выше 46 °C).

Простые магистрали — это прямые сети без разветвлений и сложных узлов

По показателю агрессивности среды бывают:

• слабоагрессивные;
• среднеагрессивные;
• неагрессивные.

Классификация по назначению

Главная задача любого газопровода – доставка целевой смеси. Но конфигурация, схемы и условия транспортировки могут отличаться. На этом и основывается базовая классификация магистральных трубопроводов для газа:

• Распределительные системы. Внешние линии, которые поставляют ресурс от источника выработки до пунктов распределения.
• Вводный магистральный газопровод. Это отдельный участок транспортной линии, который следует от распределительного узла до устройства на вводе, отключающего систему. Своего рода технологический контур, замкнутый на центральной запорной арматуре.
• Начальный или промежуточный газопровод. Линия, связывающая отключающее устройство и внутренний трубопровод.
• Межпоселковый газопровод. Подобные коммуникации прокладываются вне населенных пунктов и по ответвлениям могут снабжать отдельные объекты потребления.
• Внутренний газопровод. Отрезок магистрального провода, который берет начало от вводной линии и направляется до конечного потребителя газа.

Классификация газопровода по давлению

В системах газоснабжения в зависимости от давления транспортируемого газа различают:

• газопроводы высокого давления I категории (рабочее давление газа свыше 1,2 МПа);
• газопроводы высокого давления I категории (рабочее давление газа от 0,6 до 1,2 МПа);
• газопроводы высокого давления II категории (рабочее давление газа от 0,3 до 0,6 МПа);
• газопроводы среднего давления (рабочее давление газа от 0,005 до 0,3 МПа);
• газопроводы низкого давления (рабочее давление газа до 0,005 МПа).

Газопроводы низкого давления служат для подачи газа к жилым домам, общественным зданиям и коммунально-бытовым предприятиям.
Газопроводы среднего давления через газорегуляторные пункты (ГРП) снабжают газом газопроводы низкого давления, а также промышленные и коммунально-бытовые предприятия. По газопроводам высокого давления газ поступает через ГРП на промышленные предприятия и газопроводы среднего давления. Связь между потребителями и газопроводами различных давлений осуществляется через ГРП, ГРШ и ГРУ.

Классификация трубопровода газа по расположению

Классификация магистральных газопроводов по признаку расположения делит газовые сети:

• На наружные и внутренние. Первые расположены на улице, могут быть межцеховыми, дворовыми, внутриквартальными. Внутренние газовые трубопроводы находятся внутри помещений и цехов. Схематически они представляют собой отрезок системы снабжения газом от ввода до точки соединения устройств, которые снабжаются газом (плита, радиатор).
• Надземные и подземные (соответственно, надводные и подводные).

Классификация газопроводов по назначению в сети газоснабжения включает:

• Вводные трубопроводы газа. К ним относят участок сети от внутренней магистрали до отключающего прибора на вводе.
• Распределительные – наружные участки газопровода, отвечающие за транспортировку газа от магистрали до точки ввода (могут быть отдельными трубопроводами в системах снабжения одного объекта).
• Газопровод-ввод – отрезок от точки соединения с распределительной сетью до системы отключения на вводе.
• Межпоселковый газопровод – распределительная сеть, дислоцированная вне населенных пунктов.
• Сбросные.
• Продувочные системы.

Классификация по типу центральной части

Основное тело линии выполняется в разных конфигурациях. Согласно предписаниям технического свода правила, магистральные газопроводы могут иметь следующие формации центральной части:

• Прямые линии. Могут быть простыми однониточными или сложными многониточными. В первом случае на всем протяжении контур может иметь одинаковый или телескопический (меняющийся) диаметр. В сложных многониточных трассах предусматривается прокладка и параллельных контуров.
• Кольцевые линии. Обычно сооружаются вокруг больших городов с целью увеличения надежности газоснабжения и поддержки равномерности подачи смеси.

Классификация газопроводов по способу прокладки

Здесь можно видеть 2 разновидности-подземные и надземные газопроводы.

Подземные газопроводы относятся к наружным, они прокладываются ниже уровня  земли  или по ее поверхности в обваловке. Давление в таком газопроводе может быть любое. Строительство таких газопроводов регламентируется положениями СНиП, тут должны быть четко соблюдены расстояния от других подземных коммуникаций. Материал труб-сталь или полиэтилен. Стальные трубы должны быть покрыты слоем изоляции для защиты от коррозии. Ремонт и техническое обслуживание подземных газопроводов осуществляют эксплуатационные службы.

Прокладка подземного газопровода

Плюсы и минусы

Подземный газопровод сооружают под землей. Его прокладка  дороже из-за сложности работ. Также обязательно требуется провести инженерно-геологические и геодезические изыскания. Стальная труба должна иметь электрохимическую защиту от блуждающих токов. Полиэтиленовая труба в этом не нуждается. Но  большой плюс подземной прокладки – труба под землей лучше защищена от внешних влияний, тем самым увеличивается ее долговечность. Так же подземный газопровод  намного безопаснее наземного.

Какие трубы подходят для проведения и подачи газа

Для прокладки газовых коммуникаций подходят трубы из стали (углеродистой «черной», нержавеющей), меди, пластика, металлопластика. Выбор материала во многом зависит от условий прокладки газового трубопровода:

• Прокладка – наружная или подземная.
• Глубина заложения коммуникации в землю.
• Сейсмоопасность местности.
• Рабочее давление.

В бытовых сетях давление не превышает 0,6 МПа, или 6 атм. Такой параметр легко выдерживают пластиковые трубы.

Подземный газопровод

Этот вид газопровода один из самых распространенных, в нашей стране, по нему осуществляется более половины всей транспортировки газа.

Подземные магистрали отличаются по:

• материалу изготовления трубы;
• длине планируемой магистрали;
• глубине траншеи.

При этом берутся во внимание климатические условия и как выполнение согласно установленным нормам охранной зоны. Важно выдерживать условие глубины закладывания — от верхней точки почвы, к точке трубы должно быть минимум 80 см. Если территория позволяет — отсутствуют дороги, здания, подземные воды — тогда, достаточно и 60 см.

Внутренние газопроводы

Данный тип магистралей представляют систему трубопроводов с арматурой. Выполняют задачу распределения газа в зданиях. Давление при подаче разрешается в рамках 3 тысяч Па. Этот тип газопроводов могут подсоединять к сетям высокого и среднего давления или прямо к внутриквартирным, где разрешено низкое давление.

Технически газопровод внутреннего расположения устроен следующим образом:

• ввод;
• стояк;
• разводка.

Для ввода к непосредственному применению используют коридоры, кухни, лестничные проемы.

Особенности ввода

Чаще всего в зданиях ввод делается секционно, но применяется и другой способ — отдельно к каждому стояку. По техническим условиям требуются отключающие устройства на случай непредвиденных обстоятельств. Их монтируют на здании снаружи, выдерживая расстояние от дверных и оконных проемов 50 см. Если аварийная арматура находится на высоте 2 м 20 см, там сооружают площадку и лестницы, для выполнения всех технических условий по устройству зоны газопровода.

На внутренние газопроводы обязательно нужно надевать футляр — стальную трубу большего диаметра. Стыковых соединений на газопроводе по длине футляра не допускается.

Газовая разводка

Вначале составляется проектная документация. Учитывается место входа трубы в дом – это должно быть нежилое помещение или котельная. Из нее проще всего вести дальнейшую разводку по дому. Через пробуренное в стене отверстие, в которое вставляется стальная гильза (футляр), труба вводится в дом.

Если планировка здания не позволяет ввести трубопровод в нежилое помещение и труба проходит через жилые комнаты, такой способ называется транзитным. При этом не разрешается ставить запорную арматуру на таких участках, а также выполнять резьбовые соединения.

Из соображений безопасности труба прокладывается внутри открытым способом. Это ухудшает эстетические характеристики, но открывает доступ для своевременного ремонта или отключения подачи топлива.

Есть возможность уложить трубы в штробы и закрыть их вентилируемыми экранами, которые можно легко демонтировать, услышав запах газа в помещении.

Оборудование

К газовому оборудованию для частного дома относится:

• мини котельная;
• приборы для учета расхода газа – счетчики;
• оборудование для использования сжиженного газа;
• системы управления, сигнализации утечки газа.

Кроме этого – газовые котлы, печи и отопительные приборы, которые работают на голубом топливе.

Опрессовка

Опрессовка газопровода необходима для дальнейшего безопасного использования системы. Проводится методом закачивания воздуха внутрь системы под давлением. Если через некоторое время показания манометра снижаются, в газопроводе имеется утечка.

Требования к стоякам

Приспособление для подачи газа не может располагаться непосредственно в жилом помещении, санузлах и ванных комнатах. Если стояки обслуживают дома выше 5 этажей, предусмотрено установка отключающих устройств.

Квартирная разводка предполагает подачу газа в каждую квартиру к приборам, при этом должен выдерживаться уклон 0.001. Трубы между собой соединяют сваркой, и лишь в отдельных случаях допускается резьбовое соединение, там где устанавливается запорная арматура на газовых приборах.

Техника безопасности

При монтаже внутреннего газопровода запрещено:

• укладывать тонкостенные газовые трубы через дверные или оконные проемы;
• прокладывать трубы ниже 2 м от уровня пола;
• гибкие участки трубы делать длиннее 3 м;
• выполнять разводку в труднодоступных местах;
• если кухонная разводка выполнена в вентиляции, данный участок нельзя совмещать с общедомовой вентиляционной системой;
• потолок и стены вблизи газовой трубы должны быть выполнены из негорючих материалов;
• в качестве крепления используются стальные скобы и хомуты с резиновыми подкладками.

Сравнение металлических и полиэтиленовых труб

Пластиковые конструкции уступают металлу по прочности, поэтому в сетях с высоким давлением пластик и металлопластик не применяют. Большое преимущество полиэтиленовых труб – устойчивость к коррозии, обуславливающая длительный срок службы – больше, чем у стали, в 2 и раз.

При прокладке магистралей пластик применяется только в том случае, если давление в сети не превышает 1,6 МПа, иначе приходится использовать сталь.

Полиэтилен идеально подходит для подземных газовых коммуникаций – он не ржавеет, его не нужно красить, дополнительно гидроизолировать. Монтаж стальных коммуникаций в земле намного сложнее, чем монтаж полиэтиленовых – сталь нужно сваривать из мерных кусков, красить, покрывать битумом, заворачивать в рубероид.

Такой трубопровод дополнительно защищают от блуждающих токов и электрохимической коррозии, тогда как полиэтилен никак не портится от тока в земле. Полиэтиленовые коммуникации укладывают в землю на песчаную подушку одним большим куском без изоляции, что экономит трудозатраты.

Читайте также:  Чем сделать отверстие в стене под трубу

В производственных помещениях, зданиях используют стальные трубы – они прочнее, вандалоустойчивее, более стойкиее к нагреву и огню. Хотя прямого запрета на использование полиэтилена нет.

Металлические трубопроводы, особенно медные или из нержавейки, намного дороже полиэтиленовых.

Стальные трубы гораздо сложнее монтировать – они тяжелее, с большим усилием режутся и гнутся, их намного сложнее сваривать.

Сравнение пластиковых и металлопластиковых труб

Металлопластиковые трубы – армированные тонкой алюминиевой фольгой или прочной металлической сеткой. Армирование, особенно сетка, придает дополнительную прочность, уменьшает расширение (удлинение) при нагреве.

Кроме того, фольга уменьшает проницаемость пластика для газов. Правда, это значение может быть существенным только в помещении – при наружном монтаже микроскопическое количество метана и этана, просачивающееся через стенки, природе не повредят и глобального потепления не вызовут.

Да и в доме диффузия газов через пластик не улавливается даже газоанализатором – все-таки толщина стенок труб рассчитывалась конструкторами.

Зато армирование уменьшает гибкость ПНД трубы, что затрудняет ее монтаж. Уменьшается и гибкость армированной трубы из ПП и ПВХ, но они и сами по себе не слишком гибки. Гнаться за применением металлопластика не стоит – заметного улучшения качества нет, а монтаж ПНД трубопроводов усложнится. Да и денег потратите больше.

Виды транспортируемых веществ

Магистральные конструкции осуществляют транспортировку огромного количества веществ в разных агрегатных состояниях.

Основные из них:

• природные газы, а также нефтяные углеводородные;
• углеводородные газообразные соединения, которые были получены искусственным путём;
• углеводородные газы сжиженного типа;
• нефть, которая транспортируется по трубопроводам от главных насосных станций до мест переработки;
• нефтепродукты, которые были получены путем переработки сырой нефти.

Полезная информация! Добытую нефть доставляют в нефтесборные пункты по специальным трубопроводам. Дальше по нефтесборным трубам она поступает на головные строения перерабатывающего предприятия.

Требования к трубам в нефтегазовой отрасли

Для магистральных нефтегазопроводов в основном применяются сварные трубы из стали. В качестве межгосударственного стандарта принят ГОСТ 31447-2012 «Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов». На 2021 год, эти нормы утверждены шестью странами (Азербайджаном, Беларусью, Казахстаном, Киргизией, Россией и Узбекистаном)

Для стальных газонефтепроводных труб с продольным и спиральным швом диаметром от 114 до 1420мм, предназначенных для транспортировки природного газа, нефти и нефтепродуктов, нормативом утверждены повышенные требования к надежности и качеству изготовления. Условия распространяются на трубы, предназначенные для систем функционирующих климатических зонах с температурой окружающей среды до минус 60°С и рабочим давлением до 9,8МПа.

Нормативное регулирование требований к трубам водогазопроводов

Основной документ ГОСТ 3262-75 «Трубы стальные водогазопроводные» определяет

• Требования к сортаменту — регулируются размеры и масса, длина, способы соединения, предельные отклонения в точности производства.
• Технические условия — особенности (например фаски), наличие муфт и т.п., качество производства и допустимые дефекты, углы обрезки концов, требования к прочности и др.
• Методы испытаний — отбор образцов для испытаний, осмотр, гидравлические испытания, испытания на загиб, на сплющивание, на раздачу, контроль сварного шва, толщину защитного покрытия и др.
• Маркировку и условия транспортировки.

Требования к точности производства и техническим возможностям труб для магистральных трубопроводов постоянно растут. Несмотря на то, что на текущий момент стальные трубы занимают большую часть рынка, эта доля неуклонно снижается. Этим связано появлением новых технологий, а с ними новых требований к эксплуатационным характеристикам.

Основные типы

• Тип 1 — сваренные методом высокочастотной сварки, с одним продольным швом, диаметром от 114 до 530 мм;
• 2 тип — сваренные методом дуговой сварки под флюсом, спиральным швом, диаметром от 159 до 1420мм;
• Тип 3 — сваренные методом дуговой сварки под флюсом, с одним или двумя продольными швами, диаметром от 530 до 1420мм.

Без дополнительного согласования между производителем и покупателем, трубы изготавливаются немерной длины в диапазоне от 10.5 до 12 м.

Установлены предельные отклонения при производстве, в том числе:

• по номинальной толщине стенки 5%,
• профиля трубы от окружности не должно превышать 0.15%,
• кривизна не более 1.5 мм на 1 погонный метр.
• допуск на овальность для разного типа труб.

Методы контроля качества сварных стальных труб

Для проведения контрольных мероприятий, из готовой партии труб отбирают образцы и пробы. Технологические и механические проверки проводят по ГОСТ 30432-96.

Для контроля соответствия труб заданным требованиям проводят испытания на:

• растяжение основного металла,
• ударный изгиб основного металла,
• растяжение сварного шва,
• ударный изгиб сварного шва,
• сплющивание кольцевых образцов,
• статический загиб.

Для 20% труб в каждой партии проводят гидроиспытания, качество поверхности определяют визуально.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

На каждую трубу несмываемой краской или клеймом наносят маркировку, содержащую:

• Наименование предприятия или товарный знак производителя;
• Марку стали;
• Номер трубы и клеймо ОТК;
• Год изготовления.

По согласованию между производителем и покупателем может наносится дополнительная маркировка.

Основные сооружения, входящие в комплекс магистрального газопровода

В соответствии со СП строительство магистральных газопроводов и ответвлений осуществляют с помощью труб, имеющих диаметр до 1420 мм. Газопроводный комплекс включает:

• газовую скважину со «шлейфом»;
• газосборный пункт;
• газопромысловый коллектор;
• комплекс очистительных сооружений;
• газокомпрессорную станцию;
• линию магистрального газопровода;
• запорные устройства;
• переходную компрессорную станцию;
• переходы;
• линию связи;
• запасной комплект труб;
• дорогу, проложенную вдоль трассы с подъездами;
• газораспределительные установки;
• отводы;
• систему защитных сооружений;
• лупинг;
• систему городских газопроводов.

Лупингом называют линию из труб, которая дублирует основной трубопровод и проложена параллельно с ним. Эту ветку монтируют для повышения производительности главной магистрали. Месторасположение лупинга не регламентируется.

Требования к генеральному плану

Схема генерального плана месторождения предусматривает размещение устьев нефтяных, газовых, нагнетательных одиночных и кустов скважин, ГЗУ, ДНС. установок предварительного сброса пластовых вод (УПС), кустовых насосных станций (КНС), КС, инженерных коммуникаций (автодорог, нефте- и газопроводов, водоводов, ЛЭП, линий связи, катодной защиты и др.), обеспечивающих процессы сбора и транспортировки продукции скважин, а также снабжение электроэнергией, теплом, водой и воздухом.

Размещение производственных и вспомогательных зданий и сооружений необходимо производить по их функциональному и технологическому назначению с учетом взрывной и пожарной опасности. При размещении сооружений нефртедобычи на прибрежных участках водоемов планировочные отметки площадок принимаются на 0,5 м выше наивысшего горизонта вод с вероятностью его превышения один раз в 25 лет (устья скважин, ГЗУ) и один раз в 50 лет (КС, ЦПС, ДНС, УПС).

Природоохранные мероприятия и элементы ОВОС присутствуют в нормативных документах по освоению месторождений. Однако при сложившейся практике взаимодействия участников разработки месторождений типовые природоохранные проблемы решаются не превентивным образом, а по мере их возникновения. Существует закономерность — чем в более удаленном месте расположено месторождение, тем менее жесткие экологические ограничения к нему предъявляются и тем больший экологический ущерб наносится ОС.

Во избежание социально-экологических проблем на поздних стадиях нефтедобычи уже при проектировании освоения месторождений следует проводить консультации со всеми заинтересованными организациями и лицами. Эксплуатация нефтепромыслов наносит вред ОС независимо от конструктивных особенностей сооружений и объемов добываемых УВ. Проведение дорогостоящих экологических мероприятий должно проводиться своевременно (ликвидация скважин, амбаров-накопителей, рекультивация земель), а не отодвигаться на неопределенный срок.

Технологическая безопасность работы сооружений в цепочке «добыча — сбор — подготовка — транспортировка» во многом обеспечивается равномерностью отработки запасов нефти. Для этого необходимо располагать достоверной информацией о распределении энергетического потенциала залежи, который отражается с помощью карт изобар. Здесь принципиально важным является выбор схемы кустования скважин. Известно, что чем крупнее кустовые площадки, тем дороже бурение скважины, поскольку необходимы большие отходы забоев от вертикали (до 2-4 км и более). Однако при этом сокращается стоимость коридоров коммуникаций и повышается степень экологической безопасности промысла в целом.

Куст скважин

Под кусты скважин отводится площадка естественного или искусственного участка территории с расположенными на ней устьями скважин, технологическим оборудованием, инженерными коммуникациями и служебными помещениями. В составе укрупненного куста может находиться несколько десятков наклонно-направленных скважин. Суммарный дебит по нефти одного куста скважин принимается до 4000 , а газовый фактор — до 200 .

В состав технологических сооружений куста скважин обычно входят:

• приустьевые площадки добывающих и нагнетательных скважин;
• замерные установки;
• блоки подачи реагентов-деэмульгаторов и ингибиторов;
• блоки газораспределительные и водораспределительные;
• блоки закачки воды в нагнетательные скважины;
• станции управления насосами ЭЦН и ШГН;
• фундаменты под станки-качалки;
• трансформаторные подстанции;
• площадки под ремонтный агрегат;
• емкость-сборник и технологические трубопроводы.

В составе сооружений кустовой площадки может находиться узел подготовки сточных вод (УПСВ) с локальной закачкой воды в пласт. В этом случае отсутствует энергоемкая перекачка пластовых вод к пунктам сепарации нефти и обратно, а в составе транспортных коридоров отсутствуют агрессивные пластовые флюиды, что повышает экологическую безопасность промысла.

Строительство скважин с большими отходами забоя ограничивает применение глубинных штанговых насосов ввиду осложнений, связанных с истиранием труб. Во избежание аварий при выборе насосного оборудования предпочтение отдается ЭЦН и гидроприводным насосным системам в условиях закрытой системы сбора нефти и газа. Такие системы дают возможность подачи ингибиторов для предотвращения коррозии и парафинообразования.

Система сооружений подготовки нефти, сброса и закачки вод строится в зависимости от распределения запасов по площади залежи, темпов добычи, степени обводненности и газонасыщенности нефти, величины давления на устье скважины, расположения кустов скважин ( рис. 5.1). Эти объекты должны обеспечивать:

• герметизированный сбор и транспортировку продукции скважин до ЦПС;
• отделение газа от нефти и бескомпрессорную транспортировку газа первой ступени сепарации до сборных пунктов, ГПЗ и на собственные нужды;
• замер расходов продукции отдельных скважин и кустов, учет суммарной добычи продукции всех скважин;
• предварительное обезвоживание нефти.

Групповые замерные установки

Газожидкостная смесь из добывающих скважин поступает на ГЗУ, в которой в автоматическом режиме производится периодическое измерение в замерном сепараторе дебитов жидкости и газа каждой скважины. Количество установок определяется расчетами. На площадках ГЗУ размещаются блоки закачки реагента-деэмульгатора и ингибитора коррозии.

Дожимная насосная станция

В тех случаях, когда расстояние от кустов скважин до ЦПС велико, а устьевого давления недостаточно для перекачки флюидов, сооружают ДНС. На ДНС смесь попадает по нефтесборным трубопроводам после ГЗУ.

В состав ДНС входят следующие блочные сооружения:

• первой ступени сепарации с предварительным отбором газа;
• предварительного обезвоживания и очистки пластовой воды;
• замера нефти, газа и воды;
• насосный и блок компрессорный воздуха;
• закачки реагента перед первой ступенью сепарации;
• закачки ингибиторов в газо- и нефтепроводы;
• аварийных емкостей.

Сооружение ДНС необходимо потому, что насосное оборудование не позволяет перекачивать смеси с большим содержанием газа из-за возникновения кавитационных процессов. Газ, отделившийся в результате снижения давления на первой ступени сепарации, чаще всего подается на факел сжигания или для использования на местные нужды. Нефть и вода с растворенным оставшимся газом поступают в сепараторы второй ступени на ЦПС и УПН.

Центральный пункт сбора

На ЦПС сырая нефть проходит полный цикл обработки, который включает двух- или трехступенчатое разгазирование нефти с помощью сепараторов и доведение нефти по упругости насыщенных паров до необходимых кондиций. Газ после сепарации очищается от капельных жидкостей и подается на утилизацию или переработку. Газ первой и второй ступени сепарации транспортируется под собственным давлением. Газ концевой ступени для дальнейшего использования требует компримирования.

Здесь же на ЦПС производится обезвоживание и обессоли-вание нефти до товарных кондиций. Попутно добываемые воды отделяются от сырой нефти на установке подготовки нефти (УПН) в составе ЦПС. В специальном резервуаре происходит отстаивание нефти, подогрев нефтяной эмульсии в трубчатых печах и обессоливание. После этого товарная нефть поступает в резервуар с последующей откачкой в МН.

Резервуарные парки

Наличие резервного парка емкостей — обязательный атрибут всех технологических схем сбора, подготовки и транспортировки нефгги. Стандартные резервуары типа РВС используются для создания запасов:

• сырья, поступающего на УПН, необходимого в количестве суточного объема продукции скважин;
• товарной нефти в объеме суточной производительности УПН.

Кроме того, резервуары различных объемов необходимы для приема пластовых и сточных вод, а также для аварийных сбросов.

Для сброса парафиновых отложений от зачистки (пропарки) резервуаров устраиваются земляные амбары-накопители. Кроме того резервуары являются источником загрязнения атмосферы за счет испарения хранящихся в них УВ.

Компрессорные станции

КС могут быть самостоятельными объектами обустройства месторождений или входить в комплекс технологических сооружений ЦПС. КС предназначены для подачи нефгтяного газа на ГПЗ, для компримирования газа в системе газлифтной добычи и при подготовке его к транспортировке.

Для удаления газа из полости поршневого компрессора на приемном газопроводе каждой ступени сжатия компрессора предусматривается свеча сброса газа с установкой на ней запорной арматуры. Высота свечи не менее 5 м и определяется расчетами рассеивания газа.

Факельная система

В факельную систему аварийного сжигания ДНС направляется нефтяной газ, который не может быть принят к транспортировке, а также газ от продувки оборудования и трубопроводов.

Диаметр и высота факела определяются расчетом с учетом допустимой концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха, а также допустимых тепловых воздействий на человека и объекты. Высота трубы должна быть не менее 10 м, а для газов, содержащих сероводород, не менее — 30 м. Скорость газа в устье факельного ствола принимается с учетом исключения отрыва пламени, но не более 80 м/с.

Факельная система ЦПС предусматривается для сброса газов и паров:

• постоянных — от установок регенерации сорбентов и стабилизации УВ-конденсатов;
• периодических — перед освобождением аппаратов перед пропаркой, продувкой и ремонтом;
• аварийных — при сбросе от предохранительных клапанов и других аварийных сбросах.

Факел оборудуется автоматическим дистанционным зажиганием и самостоятельным подводом топливного газа к запальному устройству. Для улавливания конденсата перед факельной трубой размещается конденсатосборник.

Узлы ввода реагента

Узлы ввода реагента на объектах сбора и транспортировки нефти и газа включают:

• блок для дозирования и подачи деэмульгаторов;
• блоки для дозирования и подачи ингибиторов и химреактивов;
• склад для хранения химреактивов.

Трубопроводы нефти и газа

В систему сбора и транспортировки продукции добывающих скважин входят:

• выкидные трубопроводы от устья скважин до ГЗУ;
• коллекторы, обеспечивающие сбор продукции от ГЗУ до пунктов первой ступени сепарации ДНС или ЦПС;
• нефтепроводы для подачи газонасыщенной или разгазированной обводненной нефти или безводной нефти от пунктов сбора и ДНС до ЦПС;
• нефтепроводы для транспортирования товарной нефти от ЦПС до головной НПС магистрального трубопровода:
• газопроводы для подачи нефтяного газа от установок сепарации до УПГ, КС, ЦПС, ГПЗ и собственных нужд:
• газопроводы для подачи газа от ЦПС до головной КС магистрального трубопровода.

Особенности сооружений

Особенности прокладки газопроводов в городах

Каркас здания станций представляет собой облегченную стальную конструкцию. Его крыша и стены выполнены из легких панелей с двумя или тремя слоями. Во втором варианте детали оснащены специальной рамкой-каркасом, которая с обеих сторон покрыта цинковыми, асбестоцементными или алюминиевыми листами.

Согласно уровню давления в коллекторах, станции могут функционировать по планам, включающим в себя от одного до трех установленных друг за другом нагнетателей, которые также могут быть соединены в группы из нескольких элементов.

Прокладка трубопроводов

Согласно СНиП, магистральные трубопроводы следует прокладывать подземно. В качестве исключения при необходимости (переходы через естественные и искусственные препятствия) допускается прокладка трубопроводов по поверхности земли в насыпи или на опорах. Допускается совместная прокладка нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) и газопроводов в одном техническом коридоре.

Выбор трассы трубопроводов должен производиться по критериям оптимальности, при этом в качестве таких критериев принимают затраты на сооружение, техобслуживание и ремонт трубопровода при эксплуатации, учитывая и затраты по обеспечению охраны окружающей среды. Кроме того, учитывается металлоёмкость, безопасность, заданное время строительства и наличие дорог.

Прокладка магистральных трубопроводов не допускается в населенных пунктах, сельскохозяйственных и промышленных предприятиях, на аэродромах и железнодорожных станциях, а также в пределах морских и речных портов и пристаней. Также не разрешается прокладка магистральных трубопроводов в тоннелях железных и автомобильных дорог, в тоннелях совместно с электрическими кабелями и кабелями связи и трубопроводами иного назначения. Также запрещена прокладка трубопроводов по мостам железных и автомобильных дорог. Помимо этого, не допускается прокладка трубопроводов в одной траншее с электрическими кабелями, кабелями связи и другими трубопроводами — исключение составляют кабели технологической связи данного трубопровода на подводных переходах и на переходах через железные и автомобильные дороги. Ещё одним исключением является прокладка газопроводов диаметром до 1000 мм и нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) диаметром до 500 мм по несгораемым мостам автомобильных дорог отдельных категорий. При прокладке трубопроводов по таким мостам, где проложены ещё и кабели связи, требуется согласование с Министерством связи России.

Минимальное расстояние от оси подземных (или наземных в насыпи) трубопровода до населенных пунктов, отдельных сельскохозяйственных и промышленных предприятий, зданий и сооружений, а также иных инфраструктурных объектов, рассчитывается в зависимости от класса и диаметра трубопровода и составляет от 10 м (кабели междугородной связи и силовые электрокабели) до 3000 м (от нефтепроводов до водозаборов). Допустимые расстояния указаны в части 3 СНиП 2.05.06-85 (СП. 36. 13330. 2012 -актуализированная редакция)

Заглубление трубопроводов до верха трубы следует принимать не менее 0,8 метра при диаметре трубы менее 1000 мм, и 1 метр при диаметре 1000—1400 мм (также при прокладке трубы в песчаных барханах, на пахотных и орошаемых землях). При этом на болотах или торфяных грунтах, подлежащих осушению, глубина заглубления должна составлять не менее 1,1 метра (то же — при пересечении оросительных и осушительных каналов). В скальных грунтах и болотистой местности при отсутствии проезда транспортных средств глубина заглубления должна составлять не менее 0,6 м.

Основы составления проекта

Первый и ключевой этап. Предусматривает формирование системы документов, где отображается техническая информация. Здесь отмечается диаметр и рабочее давление труб. Указывается количество станций, которые будут отвечать за перекачку.

Проект содержит схему предполагаемого размещения магистрального газопровода, классификацию сетей в зависимости от давления. В документе отмечается расположение центральной и других регуляторных установок.

Проект должен гарантировать:

• постоянную транспортировку;
• возможность профилактических работ;
• максимальный комфорт и безопасность для потребителей.

Кроме документов технического и экономического направления, нужно также учесть нюансы внешней среды. В соответствующем разделе описываются экологические факторы, структура грунта, особенности географического размещения и др.

Перед запуском строительства проект трубопровода проходит строгую экспертизу в государственных органах

Вся документация проходит строгую экспертизу в ответственных государственных органах. Эта мера направлена на предотвращение возможных негативных последствий из-за ошибок в схеме магистрального газопровода. Специалисты могут разрешить, требовать внести корректировки или не позволить строительство.

Правильно сформированный проект — это гарантия комфорта и безопасности транспортировки, минимизация угроз жизни и здоровью людей, предупреждения негативных воздействий на окружающую среду.

Учет и соблюдение ограничений

При проектировании систем газоснабжения любого уровня необходимо учитывать ограничения законодательных актов, соответствующих стандартов и технических рекомендаций.

В частности, категорически запрещено строительство трубопроводов в любых населенных пунктах, на участках, где осуществляются сельскохозяйственные работы, в непосредственной близости от аэропортов и железнодорожных путей. Существуют ограничения и в отношении портов и пристаней.

При прокладке газопровода важно выдерживать минимальное расстояние до кабелей. Совместить трубопроводы с кабелями может разрешить Министерство связи РФ

А также запрещается совмещать трубопроводы, каждый из которых предназначен для транспортировки веществ с различными характеристиками. Как уже упоминалось, основная линия может разветвляться — дополнительные трубы связывают перемычками, чтобы удобно было осуществлять ремонтные работы.

Глубина залегания подземных труб определяется типом транспортируемого вещества и уровнем промерзания грунта в конкретном регионе. Последнее особенно актуально для перекачки влажного газа.

В большинстве случаев речь идет об осушенном веществе, поэтому уровень заглубления ветвей газопровода составляет от 0,8 до 1 метра. Но и здесь свои особенности. Если данный участок будет осушаться, тогда показатель должен составлять больше 1,1 метра. Это связано с будущей осадкой грунта.

Особенности перевозки труб

Для транспортировки трубопроката используются специализированные автомобили, оснащенные прицепами-роспусками, турникетными коньками и крепежным оборудованием. Прицеп отличается усиленным соединением с кузовом транспортного средства. А кабина имеет специальный щит, который гарантирует безопасность водителя.

Непосредственно перед строительством осуществляется внешний контроль качества труб. Если последние имеют механические изъяны или повреждены коррозией, тогда их не используют. А также осматриваются фитинги и используемые материалы.

Заказчик может потребовать проверить качество изоляции в соответствии с требованиями ГОСТа 9.602

Для надземных и подземных трубопроводов используются трубы из стали. Для вторых также актуальны полиэтиленовые. Хотя стальные являются универсальными, но по некоторым характеристикам они уступают другим вариантам.

Например, полиэтиленовые аналоги имеют больший срок службы, повышенную устойчивость к разрушению и не требуют использования дополнительных материалов против коррозии. При обустройстве внутренних сетей газопровода часто наряду со стальными трубами применяют более дорогие изделия из меди.

С ориентирами выбора труб для сооружения линий системы газоснабжения ознакомит следующая статья, прочесть которую мы очень советуем.

Сборка и сварка трубопровода

Подготовку кромок со стандартной разделкой (рис. 16.1) вы­полняют как механической обработкой, так и газовой резкой с по­следующей зачисткой шлифмашинкой.

Подготовку кромок с двухскосой разделкой осуществляют только механической обработкой концов труб или патрубков.

Такая разделка является предпочтительной при изготовлении трубных узлов и толстостен­ных труб при толщине стенки 15 мм и более.

До начала сборки на всех поступивших для сварки трубах, деталях трубопроводов, арматуре мастером проверяется наличие клейм, мар­кировки, а также сертификатов завода-изготовителя, подтверждаю­щих соответствие труб, деталей трубопроводов и арматуры их назна­чению. При отсутствии клейм, маркировки, сертификатов сборка и сварка труб, деталей трубопроводов и арматуры запрещается.

До начала сборки трубы, детали трубопроводов и арматуру под­вергают входному контролю на пригодность к сборке.

Рисунок 16.1 – Формы подготовленных кромок: а – со скосом кромок; б – с криволинейным скосом кромок; В = 7 мм при толщине стенки 15 – 20 мм; В = 10 мм при толщине стенки больше 20 мм

При визуальном контроле поверхности труб, включая зоны за­водских продольных швов, необходимо выявить недопускаемые де­фекты, регламентированные техническими условиями на поставку труб. Сборка труб, деталей трубопроводов и арматуры с недопускаемыми дефектами к сборке запрещается.

• На поверхности труб или деталей не допускаются:
• — трещины, плены, рванины, закаты любых размеров;
• — местные перегибы, гофры и вмятины.
• Перед сборкой труб необходимо очистить внутреннюю по­лость труб и деталей трубопроводов от грунта, грязи, снега и других загрязнителей, а также механически очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб, деталей трубопроводов, патрубков, арматуры на ширину не менее 10 мм.

Перед сборкой обязательно обрезают деформированные кон­цы труб и участки с поврежденной поверхностью труб. Подготовка торцов труб к сборке показана на рисунке 16.2. Необходимо выполнить правку плавных вмятин по телу трубы или правку деформированных торцов труб глубиной не более 3,5 % диаметра труб с помощью безударных разжимных приспособле­ний.

При этом на трубах из сталей с нормативным временным со­противлением разрыву до 539 МПа проводят правку вмятин и де­формированных торцов труб без подогрева при температуре окру­жающего воздуха 5 °С и выше. При более низких температурах требуется подогрев на 100 – 150 °С.

На трубах из сталей с норматив­ным временным сопротивлением разрыву 539 МПа (55 кгс/мм2) и выше подогрев на 100 – 150 °С выполняют при любых температурах окружающего воздуха.

1. Рисунок 16. 2 – Подготовка торцов труб к сварке
2. Вмятины и деформированные торцы глубиной более 3,5 % от диаметра труб, а также любые вмятины с резкими перегибами, вмя­тины с надрывами или вмятины, совпадающие с дефектами поверх­ности или кромок труб, не исправляются, а вырезаются.
3. В местах, пораженных коррозией, толщина стенки труб или деталей не должна выходить за пределы минусовых допусков. Замер толщины стенки трубы на этих участках выполняют с по­мощью ультразвукового толщиномера с точностью не менее 0,1 мм
4. Зачистку на поверхности труб и деталей царапин, рисок и задиров глубиной не более 0,4 мм, а также участков поверхности, пораженных коррозией, осуществляют при условии, что толщина стенки после устранения дефектов не будет выходить за пределы минусовых допусков.
5. При сборке стыков труб с одинаковой нормативной толщиной стенки необходимо соблюдать следующие требования:
6. — внутреннее смещение внутренних кромок бесшовных труб не должно превышать 2 мм. Допускаются на длине не более 100 мм местные внутренние смещения кромок труб, не превышающие 3 мм;
7. — величина наружного смещения в этом случае не нормируется, однако должен обеспечиваться последующий плавный переход поверхности шва к основному металлу в соответствии с технологической картой;

— смещение кромок электросварных труб не должно превышать 20 % нормативной толщины стенки, но не более 3 мм. Величину смещения кромок измеряют шаблоном по наружным поверхностям труб.

Если разность внутренних диаметров стыкуемых бесшовных труб диаметром не более 89 мм, выполненных из углеродистых нелегированных сталей, превышает требования при сборке, то для обеспечения плавных переходов в месте стыка может быть произведена безударная раздача концов труб без нагрева при температуре окружающего воздуха более 5 °С.

При более низких температурах окружающего воздуха и безударной раздаче необходим подогрев на 100 – 150 °С.

Сборку труб диаметром 529 мм и выше следует проводить на внутренних центраторах с гидравлическим или пневматическим приводом (рисунок 16.3).

• Рисунок 16.3 – Сборка труб внутренним центратором
• Соединение стыков труб или труб с деталями трубопроводов и патрубками арматуры без дополнительной обработки кромок возможно при:
• — толщине стенок не более 12,5 мм, если разность толщин не превышает 2,0 мм;

— толщине стенок более 12,5 мм, если нормативная разность толщин не превышает 3,0 мм. В этом случае смещения стыкуемых кромок не допускаются.

При сборке заводские (как продольные, так и спиральные) швы следует смещать относительно друг друга на 50 мм при диаметре до 219 мм, на 75 мм – при диаметре свыше 219 до 529 мм, на 100 мм – при диаметре свыше 529 мм.

В случае сборки на внутреннем центраторе и последующей сварки целлюлозными электродами сварщики приступают в пер­вую очередь к выполнению корневого слоя шва без прихваток. Если по каким-либо причинам в процессе поиска и установки технологического зазора прихватка все же поставлена и выпол­няет не свойственную ей роль «подвижного шарнира», то её пол­ностью вышлифовывают и заваривают вновь.

1. При сборке на наружном центраторе и последующей сварке корневого слоя шва электродами с основным видом покрытия коли­чество прихваток равномерно распределяется по периметру стыка.
2. Высота прихваток не должна превышать 50 % толщины стенки трубы.
3. Прихватки следует выполнять не ближе 100 мм к продольным швам трубы.
4. Перед началом выполнения сварочных работ поворотных и неповоротных стыков труб проводят просушку или подогрев торцов труб и прилегающих к ним участков.
5. Просушка торцов труб путем нагрева на 50 °С обязательна независимо от прочностного класса стали при:
6. — наличии влаги на трубах независимо от температуры окружаю­щего воздуха;
7. — температуре окружающего воздуха ниже 5 °С.

• Рисунок 16.4 – Монтаж шарового крана на магистральном трубопроводе
• Температуру предварительного подогрева контролируют кон­тактными термометрами или термокарандашами.
• Замеряется температура на расстоянии 10–15 мм от торца тру­бы непосредственно перед началом выполнения сварки; место замера температуры контактными термометрами предварительно зачищают металлической щеткой.
• Технология сварки
• Основные требования к сварщикам, специалистам сварочного производства, специалистам неразрушающего контроля качества сварных соединений, к свароч­ным материалам и оборудованию:
• — сварщики и специалисты сварочного производства организаций, выполняю­щих работы по сварке, ремонту сваркой, должны быть аттестованы в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства» (ПБ-03-273-99) и «Технологическим регламентом проведения аттестации сварщи­ков и специалистов сварочного производства» (РД 03-495-02);

Способы сварки труб

• Термические;
• Термомеханические;
• Механические.

К термическим видам отнесены все способы соединения кромок плавлением. Это дуговая, газовая, лазерная, плазменная сварки труб и другие аналогичные способы. Термомеханические методы включают в себя стыковую контактную сварку и сварку при помощи магнитоуправляемой дуги. К механическому классу относят сварку взрывами и трением.

Кроме того, способы сварки можно классифицировать по следующим параметрам:

• По условиям формирования шва (принудительное или свободное формирование);
• По типу носителя энергии (газовая, лазерная, дуговая и пр.)
• По методу защиты зоны формирования шва (в защитных газах, под флюсом и пр.)
• По степени автоматизации (ручная, автоматическая, роботизированная и пр.).

При строительстве магистральных трубопроводов в большинстве случаев используется автоматическая дуговая сварка под флюсом. Однако возможности применения этого метода ограничены условием необходимости вращения стыка.

Если возникает необходимость сваривать трубы в неповоротном состоянии, применяется ручная дуговая сварка. Этот метод позволяет производить сварку в самых разных пространственных положениях, в том числе и потолочном, которое считается наиболее сложным.

При использовании сварки в защитных газах, выделяют разновидности в зависимости от типа используемого газа. Это может быть сварка в инертной среде (гелий, аргон), в активной среде (азот, углекислый газ), или в смеси активного и инертного газов.

При применении сварочных электродов принято выделять сварку при помощи плавящихся и неплавящихся (вольфрамовых) расходных материалов.

Перспективным способом является лазерная сварка, при которой в качестве носителя энергии выступает луч лазера. Этот способ сварки отличается высокой скоростью до 300 м/ч. Контактные способы сварки осуществляются за счет разогрева кромок свариваемые деталей.

Например, при дугоконтактной сварке разогрев происходит за счет воздействия дуги, которая вращается магнитным полем с большой скоростью. Это способ применяется для соединения труб небольшого диаметра.

Особенности газовой сварки

При выполнении газовой сварки трубы соединяют стыковым способом с образованием выпуклого шва. Размер выпуклости шва, как правило, зависит от диаметра трубы, а также от толщины стенок.

При сваривании труб с толщиной стенки до 3  миллиметров, швы выполняют без скоса кромок, оставляя стыковой зазор в размере половины толщины стенки свариваемого изделия.

Если толщина свариваемых труб больше указанного значения, то необходима предварительная операция по выполнению скоса с углом до 45 градусов. Во время работы необходимо следить, чтобы расплавленный металл не попадал внутрь, чтобы не сократить диаметр трубопровода.

Как правило, газовая сварка труб осуществляется поворотным методом, при этом необходимо придерживаться нижнего положения шва.

Однако выполнение данного условия возможно не всегда, поэтому допустимо проведение сварки в потолочном и вертикальном положениях.

Основными инструментами для проведения газовой сварки являются горелка и резак. В конструкции горелки предусмотрено устройство для подведения газов – кислорода и ацетилена.

Эти два газа поступают в камеру смешения, а затем в сопло горелки. При помощи регуляторов сварщик имеет возможность регулировать количество поступления того или иного газа.

Процесс сварки осуществляется за счет нагрева соединяемых кромок до температуры плавления. В этом же пламени, которое разогревает кромки, расплавляется присадочная проволока, металл которой заполняет зазор между свариваемыми элементами.

Требования к подготовки трубы перед сваркой

Получить качественное неразъемное соединение можно лишь при условии хорошей подготовки торцев свариваемых труб. Традиционно для этого необходимо произвести следующие операции:

• Выполняется правка торца каждого трубного изделия, подвергающегося сварке. В результате такой процедуры конец трубы должен иметь правильную круглую форму и перпендикулярную поверхность относительно продольной оси трубы. После транспортировки возможны деформации различной степени. Такой процесс правки и торцевания производят с использованием разнообразного механического, гидравлического, пневматического оборудования. При сварке труб большого диаметра также производят снятие фаски на торце перед сваркой. Это позволяет получить качественное проплавление и формирование геометрии сварного шва.
• Произвести зачистку концов труб от ржавчины, масляных и других видов загрязнений. Получить сварочный стык с высокими механическими и прочностными характеристиками можно лишь при сварке подготовленных чистых поверхностей свариваемого металла. Метод очистки в каждом конкретном случаем нужно подбирать с учетом вида загрязнения. Для удаления органических и маслянистых загрязнений применяют специальные обезжиривающие составы. С помощью стальных щеток либо абразивных кругов удаляют ржавчину и коррозионностойкие покрытия, изоляцию в случае их наличия.

После подготовки торцев труб и применяемых сварочного оборудвования можно приступать к монтажу трубопровода.

Технология выполнения ручной дуговой сварки

Как правило, большая часть работ при строительстве трубопроводов, проводится с использованием ручного метода дуговой сварки. Применяя этот способ, можно соединить отдельные детали в секции, выполнять переходы через преграды, производить сварку захлестов, сварку различных деталей и пр.

1. Технология выполнения сварочных работ этим методом зависит, прежде всего, от материала данного вида труб.
2. В зависимости от того, какой марки применялась при изготовлении труб, а также от условий, в которых будет использоваться трубопровод, выбираются приспособления для сварки труб и вид сварочных материалов.
3. После этого устанавливается технология сварочных работ, которая зависит от толщины стенки свариваемых деталей и от их диаметра.

Основным правилом, при выполнении сварочных работ методом дуговой сварки, является требование к минимально возможному количеству слоев в шве. Так, если нужно сварить трубы с толщиной стенки не более 6 мм, то необходимо выполнять двухслойный шов. При большей толщине трубы допускается выполнение трехслойных швов.

Наиболее жесткие требования предъявляются к качеству корневого шва. При его выполнении необходимо следить за равномерным проплавлением кромок деталей, в результате которого должен образоваться равномерный по высоте валик.

Наружная поверхность этого шва должна иметь мелкочешуйчатую структуру и отличаться плавностью сопряжения с боковой поверхностью разделки.

Заполняющие слои сварного шва должны надежно проплавлять кромки деталей и сплавляться между собой. После выполнения каждого слоя необходимо проведения тщательной зачистки шва от образованного шлака.

В зависимости от типа используемых электродов, можно выделить три наиболее часто применяемые схемы сварки.

Это:

• Сварка, выполненная  с использованием электродов, имеющих основное покрытие;
• Сварка, выполненная с использованием электродов, относящихся к типу газозащитных;
• Сваривание корневого шва с использованием электродов газозащитного типа, дополненное выполнением заполняющих и облицовочных слоев с применением электродов, имеющих основное покрытие.

Таким образом, ответ на вопрос, как правильно сваривать трубы, используя ручную дуговую сварку, зависит от выбранной технологии.

Так, при использовании электродов основного типа, как правило, швы выполняются по направлению снизу вверх с применением поперечных колебаний, размах которых зависит от ширины стыка. При выполнении работ на трубах большого диаметра одновременно работают до четырех сварщиков.

Сварка производится от надира по направлению вверх, при этом, в верхней части стыка необходимо обеспечить смещение замка примерно на50 мм от точки, расположенной в нижней части.

Монтаж газопровода

Монтаж трубопроводов для транспортировки газа – газопровода, считается очень ответственной процедурой, которая предполагает соблюдение многих условий. Одним из условия является именно наличие качественного трубопровода и сопутствующих к нему элементов. Именно эти факторы будут залогом долговечности газопровода.

Предприятие «Техстрой» своим клиентам предлагает широкий ассортимент трубопроводов, которые благодаря своим характеристикам могут применяться при прокладке газопровода. Компания занимается поставкой трубопроводов марки ПЭ-100, соответствующей требованиям ГОСТ-50838-95 и отличающейся от других трубопроводов высокими показателями качества и низкой стоимостью. С помощью специалистов нашей компании клиент сможет выполнить работы любой сложности и получит на выходе качественный результат.

Тонкости монтажа газовой сети

Сначала очищается внутренняя часть труб. Далее, последние монтируются опытными специалистами. Нужно не только предупредить потерю вещества, но и учитывать скорость транспортировки и уровень давления.

Для монтажа системы используются:

• секции труб;
• полуотводы;
• переходы;
• отводы;
• заглушки;
• узлы для колодцев.

Применение перечисленных элементов позволяет обеспечить оперативное строительство магистральных, а также менее значимых, газопроводов и создать герметичную конструкцию. В дальнейшем происходит сварка трубопровода: подготовительные работы, формирование тесных стыков, сварка в секции и в нить.

Нужно учесть требования к деталям в соответствии с ГОСТ 16037 при выполнении сварочных работ

При этом используется газовая и электродуговая, стыковая контактная сварка, пайка и др. Учитывая ответственность, привлекаются исключительно профессионалы с аттестатом в соответствии с РД 03-495.

Работают с внутренними газопроводами сварщики 4 и 5 разряда. Сварка может выполняться как непосредственно в траншее (характерно для подземного газопровода), так и вблизи нее.

Балластировка и контроль объекта

Гарантировать правильное расположение трубопровода позволяет балластировка и закрепление. Например, для подземного типа используются такие методы: бетонирование, насыпание грунта, навешивание железобетонных утяжелителей и контейнеров. Чтобы закрепить трубопровод, применяются анкерные устройства.

Перед сдачей в использование газопроводная сеть происходит обязательную очистку внутренней поверхности труб. Последние осматривают и механически воздействуют в соответствии с предусмотренными мероприятиями в СНиП 42-01.

Результаты газовой и электродуговой сварки должны соответствовать ГОСТ 16037. Контролировать имеют право и представители заказчика.

Предупреждение негативного воздействия разрушающих факторов осуществляется в соответствии с проектом по коррозии

Если трубопровод прошел все необходимые испытания и соответствует требованиям законодательства, стандартов и рекомендаций, тогда он сдается в эксплуатацию заказчику. Сначала нужно выпустить воздух, а потом начинать транспортировать соответствующее вещество.

Переходы газопроводов через воду

Магистральные газопроводы могут проходить над и под водой.

Подводные переходы располагаются перпендикулярно оси потока воды. При этом они находятся на расстоянии как минимум полуметра от отметки возможного размыва дна до поверхности трассы, от проектных отметок их должно отделять расстояние не менее одного метра.

Читайте также:  Как соединить трубы одного диаметра для печи

Чтобы трубы не всплыли, во время строительства их закрепляют с помощью специальных грузов, заливают бетоном или засыпают минеральными материалами.

Участки переходов, проходящие через природные или искусственные препятствия, должны соответствовать нормам. Это гарантирует их безопасность и надежность в использовании.

Надземные переходы нужны там, где газопровод проходит через овраги, небольшие речки и т. д. Элементы, располагающиеся на поверхности, бывают следующих видов:

Вид надземных элементов выбирается в зависимости от условий места, где прокладывается магистральный газопровод. Переходы арочного типа представляют собой жесткую конструкцию и, как правило, строятся там, где трубы проходят через каналы. Балочная конструкция представляет собой самонесущую трубу.

Висячие переходы делятся на вантовые, провисающие и гибкие. В вантовых переходах за закрепление трубопровода в необходимой позиции отвечают наклонные тросы. В переходах висячего типа газопровод ничем не удерживается и свободно прогибается под собственной массой. Переход гибкого трубопроводы – это конструкция, в которой трубы закреплены системой подвесок к одному или нескольким тросам. Обычно для трубопроводов используются трубы касафлекс 143 200, так как они обеспечивают максимальную температурную нагрузку теплотрасс.

Особенности морских трубопроводных каналов

Тоже один из способов прокладки магистральных сетей для транспортировки газовых и жидкостных ресурсов, но он применяется реже. Морская трубопроводная линия размещается под водой после всестороннего анализа условий местной акватории. В частности, составлению проекта предшествует определение скорости донного течения, инженерно-геологических параметров, рельефа берега и температуры окружающей среды, в которой будет размещен магистральный трубопровод. Правила определяют и особые требования к обеспечению защиты. Стенки труб снаружи должны иметь теплоизоляцию, бетонированное покрытие и катодную антикоррозийную защиту. В качестве основного материала для подводных каналов используются конструкции из низколегированных и малоуглеродистых сталей. Как правило, электросварные прямошовные или горячекатаные бесшовные трубы.

Компрессорные станции

Компрессорные станции нужны для поддержания уровня давления и транспортировки необходимого объема газа по трубопроводу. Там газ проходит очищение от посторонних веществ, осушение, повышение давления и охлаждение. Пройдя обработку, газ под определенным давлением попадает обратно в газопровод.

Компрессорные станции, наряду с газораспределительными станциями и пунктами, входят в комплекс наземных сооружений магистрального газопровода.

К району стройки компрессорные установки транспортируются в виде полностью готовых к сбору блоков. Они возводятся на расстоянии примерно 125 километров друг от друга.

В состав компрессорного комплекса входят:

• сама станция;
• ремонтно-эксплуатационный и служебно-эксплуатационные блоки;
• территория, на которой расположены пылеуловители;
• градирня;
• емкость для воды;
• масляное хозяйство;
• газоохлаждаемые устройства и др.

Рядом с компрессионной установкой обычно возводят жилой поселок.

Такие станции считаются отдельным видом техногенного влияния на природную среду. Исследования показали, что на территории компрессорных установок концентрация оксида азота в воздухе превышает максимально допустимый уровень.

Они также являются мощным источником шума. Ученые выяснили, что длительное воздействие шума от компрессорной станции становится причиной нарушений в человеческом организме, и, как следствие, вызывает различные болезни и может привести к потере трудоспособности. Кроме того, шум вынуждает животных и птиц уходить на новые места обитания, что приводит к их переуплотнению и уменьшению продуктивности охотничьих угодий.

Изоляция для магистральных газопроводов

Особая часть работ по устройству газопровода, для которой также может разрабатываться отдельный проект. Главное требование к изоляции таких сооружений – стойкость перед коррозией и агрессивными веществами в составе почвы. Также покрытие должно быть сплошным, водонепроницаемым, прочным и термостойким. В практике строительства магистральных газопроводов чаще используются следующие виды изоляционных покрытий:

• Полиэтиленовые заводские полотна нанесения с порошковым покрытием и диэлектрическими свойствами.
• Покрытия на основе полиэтилена для трассовой укладки. Это широкая группа изоляторов, которые могут выполняться в ленточном виде или в составе с битумной смесью. Второй вариант отличается стойкостью к высоким температурам.

В некоторых случаях функции изоляторов для магистральных газопроводов могут выполнять и лакокрасочные материалы наподобие эпоксидной краски. Но такие решения допустимы только для контуров с наземной прокладкой, так как защитное покрытие этого типа будет требовать регулярного обновления.

Прокладка магистральных трубопроводов в местах шахтных разработок

В местах, где планируется или уже проходит горная выработка, прокладку магистральных систем рассчитывают, опираясь на все необходимые требования и технические нормы. При расчёте обязательно нужно учитывать показатели прочности трубопровода и особенность местности. Не следует забывать про то, что земная поверхность влияет на деформацию конструкции.

Важно! Строительство магистральных трубопроводов разрешается практически в любых горно-геологических обстоятельствах. Трасса конструкции должна быть согласована с планом горных работ и пролегать в тех участках, где уже закончилась добыча определённого вещества. Это очень важный момент, так как несогласованная с общими планами производства прокладка трубопровода может помешать работе всей шахты.

При прокладке трубопроводов следует учитывать рельеф местности, так как неровный грунт может приводить к деформации труб

Таблица 2

Местность	Глубина заложения (м)
Болотистая	1,1
Песчаная	1
Скалистая	0,6
На пахотных землях	1

Помимо этого, в условиях горных выработок, осуществляется оснастка системы труб специальными устройствами — компенсаторами. Эти устройства выполняют защитную функцию, увеличивая деформационную способность труб.

В случае, если подземная прокладка невозможна , выполняют надземную. Также этот тип монтажа рекомендуется, если не исключены провалы грунта. Изоляцию таких трубопроводов проводят по всем техническим правилам и нормам. Современное производство труб предлагает изделия с уже нанесенным термоизолирующим и защитным слоем – это трубы в ППУ-изоляции.

В процессе своей работы трубопроводы переносят действие разных климатических условий. Магистральная труба, которая проложена в почве, «ощущает на себе» воздействие почвенной коррозии. Если же трубопровод проходит над землёй, то он подвержен атмосферной коррозии.

Конструкции, которые прокладываются под землёй, защищают от разрушения двумя вариантами защитных покрытий: нормальное, усиленное. Усиленное покрытие используют в двух случаях: трубопровод сделан из сжиженной стали или его диаметр превышает 1020 мм и более. Также подобная изоляция применима при повышенных показателях солей в почве, которая служит рабочей средой для системы труб и при прокладке трубопроводов в болотистых местностях или на подводных переходах. Кроме этого, для предотвращения губительного воздействия коррозии используют пассивные и активные средства. К пассивным относят изоляцию, а к активным — электрохимическую защиту.

Для защиты сети от коррозии и механических повреждений используют трубы с заводской изоляцией

Сравнение газа из магистрали и газгольдера

Сравнивая оба варианта газоснабжения частного дома, необходимо смотреть как на стоимость покупки кубометра газа, так и на смету монтажа оборудования и цену его эксплуатации в последующем.

Учитывать следует все параметры обеих систем. При этом выбирая, что изначально дешевле – газгольдер и магистральный газ, надо анализировать и то, что проще в ремонте и обслуживании.

Главное преимущество газгольдера над газом из трубы – это высокая скорость подключения, если в первом случае достаточно 1–3 дней, то во втором все может затянуться на долгие месяцы

Газгольдер – это в первую очередь полная автономность в энергообеспечении частного дома. Магистральный газ могут в любой момент отключить. От аварий на газовых трубопроводах полностью застраховаться невозможно.

В этом отношении трубное голубое топливо схоже с электричеством. Рухнула общая сеть, и коттедж оказался без электро- и газоснабжения. А газгольдерное топливо всегда в наличии. Надо только следить за наполненностью резервуара.

Энергоэффективность и цена обслуживания

При анализе трат на газовое топливо необходимо разделять кубатуру (литраж) метана в трубе и пропан-бутанового СУГ в машине, привозящей сжиженное топливо к заказчику. Если смотреть на ценник в рублях/м3, то получается, что магистральный газ стоит в три–четыре раза дешевле пропан-бутана.

Однако в первом случае горючее поставляется в газообразном состоянии, а во втором в жидком. В результате испарения литр этой “жидкости” превращается 200–250 литров газа. Причем здесь еще надо учитывать соотношение пропана и бутана в газгольдерном СУГ. У них разная плотность.

С одной стороны, магистральный природный газ дешевле СУГ для газгольдера по стоимости за куб, но с другой – у него более низкая удельная теплоемкость

Если сравнивать калорийность двух видов газового топлива, то пропан-бутан готов будет дать фору метану. При сжигании одного куба пропан-бутановой смеси в газообразном состоянии выделяется порядка 28 кВт, тогда как метан способен дать всего около 9 кВт.

При усредненном расчете коттеджу в 100 квадратов для отопления необходимо в год порядка 3000–3100 м3 метана либо около 1000 м3 СУГ. При этом за первый газ придется заплатить в три–четыре раза меньше. В результате выходит, что расходы на топливо в целом за год в итоге получаются приблизительно равными.

Обслуживанием газгольдеров и газовых труб от магистрали до дома занимаются специализированные организации, которые также поставляют и газ

По нормам МЧС, магистральный природный газ относится к 4-ой, наиболее безопасной категории взрывоопасных газовых веществ. А вот пропан-бутан входит в более опасную 2-ю группу. Даже при небольших концентрациях СУГ в помещении он может взорваться от малейшей искры.

Причем метан сам по себе легок, при утечках он поднимается под поток и рассеивается либо уходит в вентиляцию. А вот пропан-бутановая смесь тяжела и опускается к полу или земле, постепенно накапливаясь там до критических значений.

С точки зрения безопасности магистральный газ сильно выигрывает у газгольдерного. Не зря газгольдеры категорически запрещено монтировать рядом с колодцами и подвалами, куда он может просочиться при утечках из емкости.

Нормативные расстояния расположения газгольдера на участке приведены здесь. В рекомендуемой нами статье детально изложены правила выбора места для установки оборудования этого типа.

Чтобы избежать проблем с СУГ, резервуары для него и помещения с котлами часто оснащаются специальными газовыми датчиками. Они моментально реагируют на повышение концентрации газа, предупреждая хозяина дома о потенциальных проблемах. Не стоит экономить на них.

Подключение

Установка газгольдера – это опасное мероприятие. Работы должны выполняться профессионалами с соблюдением норм безопасности. Но монтаж проводиться быстро (на это уходит пару дней). Если требуется отопление небольшого помещения, то можно использовать мобильный газгольдер. Это значительно снизит время и стоимость монтажа. При подключении автономной газификации не требуется получать никаких разрешений, а по окончанию работ дом станет энергонезависимым.

Газовый котел отопления простой в управлении, можно настроить дистанционный контроль.

Минусы газгольдера:

• Высокая стоимость установки.
• Обслуживание осуществляют только специалисты.

Для производства пеллет используют торф, отходы сельскохозяйственной и деревоперерабатывающей отрасли. Установку котла выполняет специальная компания, которая специализируется на производстве такого оборудования. Пеллетный котел обойдется дешевле, чем газовые и электрические приборы отопления.

К минусам системы относится сложная установка и обслуживание. Для оборудования придется выделить отдельное помещение, ведь конструкция объемная и тяжелая. Также нужно позаботиться о месте для хранения гранул. За котлом нужно постоянно смотреть, а раз в неделю выполнять чистку.

Эксплуатация

Для газгольдера не нужно выделять отдельное помещение и проводить заготовку топлива. Однако газовое оборудование нуждается в техническом обслуживании. Его проверяют и чистят 2 раза в год и 1-2 раза выполняют заправку. Самостоятельно выполнить эту процедуру невозможно, нужно нанять специально обученных людей. С помощью такой системы удается организовать не только отопление загородного дома, но и подключить горячее водоснабжение.

Особенности эксплуатации пеллетного котла:

• Нужно предусмотреть место для хранения гранул;
• Несколько раз в месяц проводится чистка котла;
• Горелка очищается раз в неделю;
• При загрузке пеллет можно испачкаться сажей.

Безопасность

Газгольдер – это безопасный резервуар для хранения газа. Его конструкция способна выдержать нагрузки под давлением 25 атмосфер, что подтверждено заводскими испытаниями. Дополнительно емкость оборудована предохранительным клапаном, который прекращает подачу газа при давлении 16 атмосфер. Такие показатели характерны для перегрева оборудования, что исключено при подземной установке. Если соблюдать правила монтажа и эксплуатации, то газгольдер прослужит до 50 лет.

Чтобы обезопасить работу пеллетного котла, комплектация дополняется предохранительным клапаном, прибором для измерения давления, электромеханическим датчиком, воздухоотводчиком. Чтобы контролировать работу котла, требуется установить автоматические термостаты.

Где выше КПД и что дороже, киловатт пропана и бутана или пеллеты

При сжигании 1 кг пеллет выделяется 5 кВт тепла, а при переработке 1 кг газа – 12,8 кВт. Коэффициент полезного действия выше у пропано-бутановой смеси. Но твердое топливо обойдется дешевле. За 1 кг гранул придется заплатить 7 рублей, а за 1 кг газа – 27 рублей. Пропан и бутан стоят в 1,5 раза дороже пеллет.

Экология

К экологически безопасным видам топлива относится сжиженный углеводородный газ, который является бесцветным газом без запаха и вкуса. Чтобы вовремя определить утечку в топливо добавляют одоранты, которые придают характерный аромат. Но при сгорании газа неприятного запаха не образуется.
Пеллеты – наиболее безопасное для экологии топливо среди твердых разновидностей. Но иногда производители умалчивают о добавлении неорганических веществ в состав гранул. Пеллеты могут впитывать токсины при хранении.

Техобслуживание сетей

Уже в проектной документации должен быть приведен график выполнения профилактических мероприятий, направленных на поддержание оптимального технического состояния трубопровода. Обслуживающая бригада проверяет герметичность контура, состояние соединительных узлов, измерительной аппаратуры и переходных станций. Также на этапе запуска инфраструктуры в эксплуатацию устанавливается зона охраны магистральных трубопроводов, в которой запрещается проведение земельных работ, прокладка других транспортных сетей, строительные мероприятия и т. д. Радиус действия этой территории вокруг канала в среднем составляет 25-100 м.

Техника безопасности при эксплуатации магистрального газопровода

Магистральный трубопровод – это потенциально опасное сооружение, использовать которое можно только в соответствии со специальными инструкциями, регламентирующими строительство и эксплуатацию магистральных газопроводов.

За работой газопровода обязаны следить промышленные организации, использующие его. Они также должны завести специальный паспорт в двух экземплярах. К ним прилагается схема, на которую нанесены все трубопроводные детали, указан их тип, фирма-производитель, материал, установленная арматура.

Периодичность обхода или облета всей территории сооружения устанавливается в зависимости от нормативов обслуживания. В случае стихийного бедствия, которое могло повредить трубы, должен быть проведен внеочередной осмотр. Обследование переходов трубопровода через автомобильные дороги проводится ежегодно.

Экологическая безопасность

Магистральные трубопроводы зачастую обеспечивают транспортировку опасных и агрессивных веществ, поэтому при их монтаже необходимо позаботиться о защите окружающей среды от негативного воздействия, которое может возникнуть в результате утечки.

Конечно, основной защитой является качественный монтаж конструкции, в который можно включить использование качественных материалов, грамотное проектирование магистральных трубопроводов и соответствие их характеристик нормативам. Магистраль обязательно должна находиться в слое изоляции, предохраняющей ее от коррозии и воздействия внешних факторов – учитывая опасность протечек, вероятность их возникновения нужно уменьшить до предела.

Если участок, по которому проходит трубопровод, подвержен эрозии, то почву необходимо укрепить. Для нормального функционирования сооружения в тяжелых климатических условиях или при сейсмической активности его нужно оборудовать усиленной изоляцией и компенсаторами.

Заключение

В данной статье был дан подробный ответ на вопрос о том, что такое магистральные трубопроводы. Данные сооружения являются важным элементом инфраструктуры любой страны, поэтому их проектированию и созданию уделяется серьезное внимание. Существует немало видов магистральных сетей, к каждому из которых предъявляются индивидуальные, но всегда строгие требования, что обусловлено немалым риском возникновения локальной катастрофы в результате нарушения целостности конструкции.