Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Объекты нефтяной и газовой промышленности arrow Строительство подводных переходов газопроводов способом направленногобурения  
24.09.2018
    
Строительство подводных переходов газопроводов способом направленногобурения

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

ВЕДОМСТВЕННЫЕ НОРМЫ

СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ ГАЗОПРОВОДОВ
СПОСОБОМ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Утверждены РАО «Газпром»

(Приказ от 24.07.1998 г., № 99)

Москва 1998

ВЕДОМСТВЕННЫЕ НОРМЫ

СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ ГАЗОПРОВОДОВ
СПОСОБОМ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

SPRECIFICATION DIRECTIONAL DRILLER SUBMARINE PIPELINES

Дата введения 01.08.1998 г

Ведомственные нормы разработаны Всероссийским научно-исследовательским институтом по строительству трубопроводов АО «ВНИИСТ» (канд. техн. наук М.А. Камышев - руководитель темы, кандидаты техн. наук Б.М. Кукушкин, С.И. Левин, В.К. Ким, инж. А.М. Камышев при участии инженеров В.С. Мальцева, П.П. Башаратьяна и И.И. Чернявского).

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ - Управлением проектирования и экспертизы Департамента перспективного развития.

СОГЛАСОВАНЫ с Госгортехнадзором России от 20.02.96 № 10-13/47, предприятием «Мострансгаз» (письмо от 01.06.98 № 07-08-91-2628).

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие Ведомственные нормы содержат рекомендации по проектированию и строительству переходов через водные препятствия стальных трубопроводов, осуществляемых способом наклонно-направленного бурения.

Отличительной особенностью технологии строительства трубопровода наклонно-направленным бурением является бестраншейный способ прокладки трубопровода в предварительно пробуренную и расширенную скважину при помощи специального бурового оборудования.

Принципиальным отличием метода направленного бурения от обычного является то, что трубопровод при строительстве и при эксплуатации не соприкасается с водной средой, которую он пересекает и может быть заглублен на русловом участке практически на любую глубину, исключающую последующие внешние воздействия на него при любых прогнозируемых деформациях русла и берегов.

Способ наклонно-направленного бурения, рассматриваемый в настоящих ВН применительно к строительству подводных переходов газопроводов через реки, может также применяться на пересечениях газопроводов с другими искусственными и естественными препятствиями.

ПРЕИМУЩЕСТВА И ОГРАНИЧЕНИЯ СПОСОБА НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Преимуществами способа направленного бурения при строительстве подводных переходов трубопроводов являются:

· - возможность прокладывать трубопроводы ниже прогнозируемых русловых деформаций, что надежно защищает трубопровод от любых механических повреждений;

· - при строительстве и эксплуатации сохраняется естественный режим водной преграды, что соответствует повышенным экологическим требованиям и имеет особое значение при пересечении трубопроводами рек с развитым рыболовством;

· - способ ННБ исключает необходимость дноуглубительных, подводно-технических, водолазных и берегоукрепительных работ при строительстве переходов через водные препятствия, составляющих более 50 % стоимости перехода;

· - исключается необходимость балластировки трубопроводов (балластных грузов и утяжеляющих покрытий);

· - не требуются взрывные работы по рыхлению плотных грунтов для последующего рытья подводной траншеи;

· - строительство перехода возможно в любое время года и упрощаются согласования с заинтересованными организациями (Рыбнадзором и другими).

Условиями, ограничивающими возможность применения способа направленного бурения, являются:

· - неблагоприятные грунтовые условия: направленное бурение представляет значительную сложность в гравийных грунтах (гравия более 30 %), в грунтах типа плывунов, в грунтах с включением валунов и булыжника. В таких случаях усложняется контроль при бурении пионерной скважины, возможен обвал грунта при расширении пионерной скважины и заклинивание рабочего трубопровода при его протаскивании;

· - другими ограничивающими факторами являются диаметр рабочего трубопровода, превышающий 1220 мм, и длина бурения горизонтальной скважины, превышающая 2 км. Для прокладки направленным бурением трубопроводов диаметром более 1220 мм и протяженностью свыше 2 км требуется более мощное оборудование и совершенная технология.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Строительство подводных переходов трубопроводов любых назначений наклонно-направленным бурением при благоприятных геологических условиях, наиболее эффективно и рекомендуется в следующих случаях:

· - строительство переходов через реки со значительными деформациями русла и большими скоростями течения, исключающими возможность предварительного (до укладки трубопровода) рытья траншей (например, Аму-Дарья и другие реки);

· - ограниченное свободное пространство в коридоре, где проложено несколько трубопроводов и невозможно выполнить требование СНиП о минимальном расстоянии проектируемого трубопровода до существующих;

· - когда невозможно выполнить требование СНиП о строительстве подводного перехода обычным способом ниже по течению от мостов и других сооружений;

· - при пересечении водной преграды с интенсивным судоходством и искусственными сооружениями на берегу (набережные, дороги, промпредприятия и другие);

· - когда требуется капитальный ремонт или реконструкция существующего подводного перехода прокладкой новых трубопроводов;

· - строительство прибрежных участков морских трубопроводов при обрывистых берегах, течениях и значительных волновых воздействиях, когда устройство траншеи для заглубления трубопровода представляет большие сложности;

· - в случаях, когда технико-экономическими расчетами установлено сокращение средств и времени при использовании направленного бурения для строительства перехода трубопровода.

Глава 1. ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

1.1. Общие требования

1.1.1. Инженерные изыскания для строительства переходов трубопроводов через водные препятствия способом наклонно-направленного бурения (ННБ) должны включать комплексное изучение природных условий района строительства для получения необходимых и достаточных материалов для проектирования и строительства перехода.

1.1.2. Инженерные изыскания следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07-87 «Инженерные изыскания для строительства» в объеме, установленном для строительства переходов трубопроводов через водные препятствия с учетом дополнительных рекомендаций, изложенных в настоящих ВН.

1.1.3. Инженерные изыскания должны включать топографические, гидрографические, геологические и гидрогеологические изыскания.

Полученные в результате инженерных изысканий материалы должны быть достаточны для выбора проектной организацией варианта строительства перехода трубопровода бестраншейным способом направленного бурения или обычным открытым способом с устройством траншеи (см. п. 1.2. ВН).

1.1.4. Инженерные изыскания должны выполняться изыскательскими, проектно-изыскательскими и проектными организациями, которым в установленном порядке предоставлено такое право.

1.1.5. Для выполнения инженерных изысканий на проектирование и строительство перехода способом ННБ должны быть составлены техническое задание, программа изысканий и сметно-договорная документация.

1.1.6. Техническое задание на изыскания должно составляться Заказчиком (его проектной организацией) и выдаваться изыскательской организации по согласованию с подрядной организацией, выполняющей строительство перехода наклонно-направленным бурением с привлечением в необходимых случаях изыскательской организации.

Техническое задание на изыскания должно содержать необходимые и достаточные сведения для организации и производства изысканий, проводимых для проектирования, разработки технологии бурения и организации строительства.

1.1.7. Программа инженерных изысканий должна составляться изыскательской организацией на основе технического задания Заказчика с максимальным использованием материалов ранее выполненных инженерных изысканий в районе строительства перехода.

Программа инженерных изысканий составляется с участием проектной организации и субподрядной организации, выполняющей работы по ННБ на переходе, и подлежит согласованию с Заказчиком.

1.1.8. Материалы выполненных инженерных изысканий для проектирования и строительства перехода способом ННБ, оформленные в виде технического отчета, предоставляются:

· заказчику инженерных изысканий (проектной организации Заказчика);

· подрядной организации по строительству перехода;

· субподрядной организации, выполняющей наклонно-направленное бурение.

1.2. Геологические изыскания

1.2.1. В результате геологических изысканий должны быть получены данные для:

· технико-экономических расчетов по выбору метода строительства перехода;

· выбора наиболее эффективного бурового оборудования и состава бурового раствора;

· определения проницаемости грунтов на русловом участке перехода и возможности просачивания бурового раствора и подпорной жидкости при бурении скважины;

· определения коэффициента трения для расчета величины тягового усилия;

· прогнозирования русловых деформаций на участке перехода;

· построения расчетного профиля бурения скважины.

1.2.2. Глубина бурения скважины должна быть на 8-9 м ниже проектируемого заглубления трубопровода.

1.2.3. Для переходов через широкие водные преграды могут быть рекомендованы двухэтапные буровые работы. Вначале на большом расстоянии друг от друга пробуриваются скважины на увеличенную глубину. На втором этапе - скважины с меньшим расстоянием одна от другой на наиболее ответственных участках, например, в местах криволинейной траектории скважины.

1.2.4. Расстояние между буровыми скважинами при изысканиях принимается:

для сравнительно коротких переходов равными 50-120 м и для переходов через широкие реки 120-200 м, если не предполагается каких-либо аномалий (например, валуны, булыжники или галечник), заставляющих уменьшить расстояние между скважинами.

1.2.5. Буровые скважины располагаются попеременно справа и слева от створа перехода на максимальном расстоянии 10 м и минимальном расстоянии 5 м от створа перехода.

1.2.6. Все имеющиеся пустоты и скважины после изысканий должны заполняться цементным раствором для предупреждения возможности утечки буровой жидкости при направленном бурении.

1.2.7. При выполнении буровых работ во время изысканий должен фиксироваться тип бура, условия бурения должны отмечаться в журнале работ для дальнейшей передачи подрядной организации, выполняющей строительство перехода способом ННБ, что должно облегчить выбор необходимого бурового оборудования.

1.3. Лабораторные исследования грунта

1.3.1. В результате лабораторных исследований должны быть получены данные о прочности грунта, его сопротивлении деформации и проницаемости, гранулометрическом составе, плотности частиц грунта, пределах пластичности и текучести, пористости и других свойствах грунта, необходимых для разработки технологии ННБ, указанных в СНиП 1.02.07-87.

Состав лабораторных исследований уточняется проектной организацией и указывается в техническом задании на изыскательские работы.

1.4. Прогнозирование русловых деформаций

1.4.1. Прогнозирование русловых деформаций пересекаемой водной преграды следует выполнять в соответствии с требованиями п. 4.42 СНиП 1.02.07-87.

Для определения характера и величины русловых деформаций следует использовать Рекомендации «Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов) ВСН 163-83 Миннефтегазстроя, Л., Гидрометеоиздат, 1985.

1.4.2. Результатом прогнозирования русловых деформаций является составление прогнозных профилей размыва дна русла и берегов за расчетный период, равный 3-х кратному периоду эксплуатации переходами определение профиля бурения скважины и проектируемого трубопровода.

1.5. Топографическая съемка

1.5.1. Топографическую съемку следует выполнять в объеме, установленном для проектирования подводных переходов магистральных трубопроводов обычным способом и в соответствии с требованиями СНиП, действующими на этот вид работ и применяемые приборы и оборудование.

При выполнении топографических работ следует учитывать необходимость двух строительных площадок на обоих берегах: одной для размещения буровой установки и оборудования и второй для монтажа и сварки рабочего трубопровода.

Глава 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДА

2.1. Общие требования

2.1.1. Проектировать переход трубопровода через водную преграду, строительство которого выполняется способом наклонно-направленного бурения, следует по данным инженерных изысканий, учитывающих технологию направленного бурения; условия эксплуатации в районе строительства ранее построенных подводных переходов; существующих и проектируемых гидротехнических сооружений; перспективных дноуглубительных работ в заданном районе пересечения трубопроводом водной преграды и требований по охране рыбных ресурсов.

2.1.2. Место перехода следует согласовывать с соответствующими бассейновыми управлениями речного флота, органами по регулированию использования и охране вод, охраной рыбных запасов местными органами самоуправления и заинтересованными организациями.

Несогласованный проект перехода не может быть передан на экспертизу и Заказчику.

2.1.3. Створ перехода следует выбирать с учетом геологических условий, благоприятных для бурения скважины. Кроме этого, при выборе створа перехода следует учитывать:

· невозможность использовать кривые механического гнутья рабочего трубопровода;

· необходимость при протаскивании рабочего трубопровода соблюдать соосность пробуренной скважины и трубопровода в месте его входа в скважину;

· угол наклона в местах входа и выхода скважины должны быть по возможности в пределах 6-20°.

2.1.4. Длина перехода, строящегося способом ННБ, определяется расстоянием между местом входа буровой скважины и местом её выхода на противоположном берегу.

2.1.5. Проектные отметки верха трубопровода на переходе, запроектированном способом ННБ, следует назначать не менее чем на 2 м ниже предельного профиля по прогнозу деформаций русла и берегов пересекаемой водной преграды. Прогноз деформаций русла и берегов составляется на расчетный 3-х кратный период эксплуатации перехода (100 лет).

Минимальное заглубление трубопровода в дно пересекаемой водной преграды должно быть достаточным для предотвращения выброса бурового раствора при строительстве и для устойчивого положения незабалластированного пустого трубопровода.

2.1.6. Допустимое отклонение места выхода пионерной скважины от проектного створа на противоположном берегу не должно превышать площади, равной 3´3 м.

Допустимое отклонение места выхода скважины не должно превышать 1 % ее длины и должно быть указано в проекте перехода.

2.1.7. Минимальное расстояние между параллельными трубопроводами, прокладываемыми способом ННБ, зависящее от точности системы ориентации в бурильной колонне, определяется проектом и должно быть не менее 10 м.

Такое же минимальное расстояние должно проектироваться между новым трубопроводом, прокладываемым ННБ и существующим трубопроводом.

Заданные проектом минимальные расстояния проверяются после бурения пионерной скважины до её расширения и протаскивания рабочего трубопровода.

2.1.8. Необходимость прокладки резервной нитки на переходе, построенном способом ННБ, в соответствии с приведенными п.п. 2.1.1.-2.1.7, должна быть обоснована проектной организацией.

2.1.9. Размещение запорной арматуры на переходе и проектирование участков, примыкающих к местам входа и выхода трубопровода, следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.05.06-85.

2.1.10. При проектировании пересечения водных преград несколькими трубопроводами малого диаметра (100-300 мм) разных назначений, целесообразно предварительно соединить их в один пучок трубопроводов, который протаскивается в одной общей скважине большего диаметра.

2.1.11. При проектировании переходов трубопроводов большого диаметра (1420 мм и больше) следует учесть, что существующие буровые установки до настоящего времени использовались для прокладки способом ННБ трубопроводов диаметром до 1220 мм включительно. Для прокладки трубопроводов большего диаметра потребуется более мощное оборудование и совершенная технология [15].

2.1.12. Проект перехода трубопровода, выполняемый способом ННБ, должен включать:

· план перехода с указанием строительно-монтажных площадок на обоих берегах и размещением оборудования; указанием мест входа и выхода трубопровода и их координаты; пикетаж и его привязку;

· продольный профиль перехода с указанием проектного положения и отметок трубопровода; углов входа и выхода скважины; прогнозируемой линии деформации русла и берегов; геологическое строение и буровые скважины; уровни воды;

· проект организации строительства и календарный график работ; сметную документацию;

· пояснительную записку с подробным описанием, в особенности, геологической структуры русла и выполненные расчеты трубопровода.

2.1.13. Бурение скважины в створе перехода рекомендуется начинать со стороны залегания более плотных грунтов.

2.2. Выбор метода строительства перехода

2.2.1. Проектная организация, которой поручено составление проекта перехода через водную преграду, должна выполнить технико-экономические расчеты вариантов строительства трубопроводов обычным способом с устройством подводных траншей и строительства их способом ННБ.

2.2.2. Для сопоставительных расчетов следует учитывать затраты на выполнение отдельных работ при строительстве перехода обычным способом и способом ННБ. При этом следует учитывать, что для варианта строительства направленным бурением:

· исключаются затраты на земляные работы, обетонирование рабочего трубопровода, берегоукрепительные работы, природоохранные мероприятия во время эксплуатации;

· сокращаются затраты на строительство резервных ниток трубопроводов; эксплуатационные расходы (исключается необходимость периодических осмотров и ремонтов перехода) и накладные расходы (за счет сокращения сроков строительства);

· повышаются затраты на инженерные изыскания, за счет более детальных геологических изысканий;

· потребуются затраты на удаление бурового шлама и стоимость эксплуатации буровой установки, стоимость которую следует определять с учетом расчетного времени на бурение скважины и протаскивание рабочего трубопровода, а также транспорта и прочих расходов.

Глава 3. КОНСТРУКЦИЯ РАБОЧЕГО ТРУБОПРОВОДА

3.1. Выбор материала и допускаемые напряжения трубопровода

3.1.1. Требования к конструкции и контролю качества стального рабочего трубопровода, прокладываемого на переходе способом ННБ, должны быть повышены по сравнению с обычными подводными переходами с учетом более сложных условий строительства и невозможностью ремонта при эксплуатации.

3.1.2. При применении способа направленного бурения наиболее целесообразно использовать стальные трубопроводы, вследствие их большого сопротивления растягивающим усилиям, возникающим при их укладке.

При применении полиэтиленовых труб высокой прочности следует учитывать их недостатки по сравнению со стальными, заключающиеся в малом сопротивлении растягивающим усилиям, деформациям и их плавучести.

3.1.3. Расчет трубопровода следует выполнять с учетом его последующей эксплуатации. При расчетах необходимо учитывать напряжения, возникающие от продольных усилий, изгиба, наружного гидростатического давления и воздействия грунта. Расчет должен устанавливать толщину стенки трубопровода и марку стали.

3.1.4. Трубы для стального рабочего трубопровода, предназначенного для транспортирования газа, следует применять по СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы». Допускается применение импортных труб, соответствующих требованиям этого стандарта.

3.1.5. Напряжения в трубопроводе следует рассчитывать от действия наружного и внутреннего давлений, изгиба трубопровода, аксиального растяжения или сжатия с учетом возможной овальности трубы.

3.1.6. Расчеты следует выполнять для периодов строительства и эксплуатации трубопроводов при самых неблагоприятных возможных сочетаниях нагрузок.

Напряжения в трубопроводе при эксплуатации определяются с учетом радиуса кривизны, наружного давления и прочих условий.

3.1.7. Минимальный радиус кривизны трубопровода при строительстве следует определять с учетом максимальных суммарных напряжений не более 90 % от предела текучести.

Минимальный радиус кривизны трубопровода при эксплуатации не должен быть менее 1200 Дн, где Дн - наружный диаметр трубопровода.

3.1.8. Расчет подводного веса рабочего трубопровода при протаскивании в скважине следует выполнять с учетом возможного изменения плотности бурового раствора.

3.1.9. Плавучесть трубопровода при его протаскивании в скважине может быть изменена путем изменения его веса внутренней нагрузкой [14].

3.2. Требования к изоляции трубопровода

3.2.1. Требования к качеству антикоррозионного покрытия рабочего трубопровода должны быть повышены с учетом воздействий на него сил трения при протаскивании в скважине и невозможности выполнить ремонт изоляции после прокладки трубопровода.

3.2.2. При строительстве газопроводов способом ННБ рекомендуется применять трехслойное полиэтиленовое покрытие труб, наносимое в заводских условиях:

· праймер на основе эпоксидных или других материалов толщиной слоя не менее 0,01 мм;

· подклеивающий слой (не менее 0,1 мм) из сополимера этилена и винилацетилена типа «Сэвилен», либо другой материал, обеспечивающий адгезию основного слоя;

· полиэтилен низкой плотности высокого давления толщиной слоя не менее 3,4 мм.

3.2.3. Наружное полиэтиленовое покрытие труб должно отвечать следующим требованиям:

· толщина слоя - не менее 3,5 мм;

· сопротивление ударной нагрузке не менее 18 Н×м;

· сопротивление отслаиванию изоляции не менее 35 Н/см.

Покрытие должно обладать сплошностью при проверке искровым дефектоскопом постоянного тока на щупе 17,5 кВ для толщины 3,5 мм.

3.2.4. Трубы стальные с наружным защитным покрытием из экструдированного полиэтилена должны изготовляться и соответствовать требованиям ТУ 400-24-557-88 [16].

3.2.5. Для стыковых сварных швов в полевых условиях рекомендуется трехслойная изоляция (эпоксидная смола, твердоплавкий клеевой слой и армированный стекловолокном слой полеолефина) в виде термоусаживающихся манжет и термоусаживающихся армированных манжет типа фирмы «Райхен», обладающих большой прочностью и следующими свойствами:

· толщина манжеты не менее 3,0 мм;

· толщина клеевого слоя - 1,2 мм;

· сопротивление отслаиванию не менее 60 Н/см (испытания по нормам DIN 30672);

· сопротивление сдвигу не менее 200 Н/см2 (испытания по нормам ISO 4587);

· сопротивление ударной нагрузке не менее 22 Н×м (испытания по нормам DIN 30672);

· прочность на вдавливание не менее 0,4 мм (испытания по нормам DIN 30672, 30 суток).

3.2.6. Изоляция стыков трубопровода в полевых условиях производится с использованием портативных пескоструйных аппаратов и подогрева пламенем горелки трубы и изоляционного материала до температуры 70 °С.

3.3. Катодная защита трубопровода

3.3.1. Электрохимическую защиту рабочего трубопровода от коррозии следует выполнять в соответствии с требованиями ВСН-00988/Миннефтегазстроя «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Средства и установки электрохимзащиты».

3.3.2. После окончания строительства перехода следует выполнить контрольные измерения для определения необходимой величины защитного тока.

При выполнении контрольных измерений должны соблюдаться следующие условия:

· трубопровод должен быть изолирован от всех токоподводящих объектов;

· неизолированные участки трубопровода не должны иметь контакта с землей;

· подключения к трубопроводу для электропитания и измерения потенциала всегда должны быть раздельны;

· при измерительных работах заземляющий зонд должен находиться на расстоянии не менее 5 м от трубопровода. Для трубопроводов с высоким потреблением тока это расстояние следует увеличить;

· во время проведения измерений, любые другие работы около трубопровода не допускаются.

3.3.3. Данные измерений следует сравнить с проектными. Если в ходе замеров обнаруживаются недопустимые значения, следует путем увеличения интенсивности измерений, установить местонахождение дефектного участка и совместно с Заказчиком определить необходимые меры по устранению дефекта.

Глава 4. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

4.1. Общие требования

4.1.1. До начала строительства перехода следует выполнить контрольный промер по створу перехода, проверить фактические отметки на проектном профиле и на трассировочном профиле субподрядчика по буровым работам.

4.1.2. Заглубление трубопровода в самой низкой точке перехода должно быть достаточным для предотвращения прорыва бентонитового раствора и подпорной жидкости в русло. Минимальное заглубление должно быть указано на трассировочном профиле подрядчика.

4.1.3. В договоре на производство буровых работ должны быть точно оговорены объемы, сроки и ответственность всех организаций, участвующих в строительстве перехода - Заказчика, генподрядчика и подрядных организаций.

4.1.4. Анкерные и упорные устройства, закрепляющие буровую установку, должны быть рассчитаны на двойное тяговое усилие, которое способна развить буровая установка.

4.1.5. Подрядчик по ННБ во время буровых работ должен иметь запасной силовой агрегат с двойным запасом буровых труб с 10-ти процентным их увеличением на случай выбраковки.

4.1.6. При отрицательных температурах всё оборудование (буровая установка, насосы, моторы, резервуар с раствором и прочее) должно находиться в обогреваемом помещении.

Работы в зимнее время следует проводить круглосуточно при непрерывной работе всех систем. Не рекомендуется планировать работы на период, когда возможно понижение температуры ниже минус 20 °С.

4.1.7. До начала буровых работ должна быть проверена система ориентации, определяющая местонахождение буровой головки и положение скважины.

4.1.8. При выполнении направленного бурения следует предусмотреть рециркуляцию бурового раствора и мероприятия, предупреждающие возможность его попадания в пересекаемую трубопроводом водную преграду, а также мероприятия по временному хранению неочищенного бурового раствора.

4.2. Организация строительства

4.2.1. Технический проект перехода, рабочие чертежи и проект организации строительства (ПОС) разрабатываются проектной организацией Заказчика, согласовываются с Подрядчиком и Госгортехнадзором и утверждаются Заказчиком.

Проектная организация при разработке ПОС выполняет все необходимые согласования с заинтересованными организациями.

4.2.2. Строительство перехода способом ННБ должно осуществляться специализированной организацией, имеющей необходимое буровое оборудование и специалистов, а также лицензию на проведение работ.

Буровые работы и прокладка трубопровода выполняются, как правило, субподрядной организацией.

4.2.3. До начала работ организация, выполняющая буровые работы, предъявляет Заказчику следующую документацию:

· план производства буровых работ с приложением трассировки трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях, в соответствии с проектом перехода;

· схему стройплощадки с размещением оборудования (рис. 1);

Рис. 1. Схема монтажной площадки при строительстве перехода трубопровода через водные преграды направленным бурением:

1 - длина монтажной площадки; 2 - длина участка трубопровода, выполняемая наклонно-направленным бурением; 3 - расстояние не менее 30 м (определяется проектом); 4 - длина спусковой дорожки; 5 - ширина монтажной площадки (определяется проектом); 6 - приямок для входа бура; 7 - участок выхода бура; 8 - буровая установка; 9 - ширина водной преграды

· данные о предполагаемых работах по закреплению буровой установки, строительным котлованам и другим временным сооружениям;

· расчеты трубопровода на различных этапах строительства (тяговое усилие, плавучесть, необходимая прочность изоляции и другие);

· календарный план с указанием затрат времени в днях по отдельным этапам работ;

· пояснительную записку с детальным описанием строительных работ и мероприятий, предусмотренных для предупреждений повреждения изоляционного покрытия; заполнения кольцевого пространства между скважиной и трубопроводом; защиты водоёма от загрязнения; расширения скважины и укладки трубопровода; контроля качества строительства на всех этапах.

4.2.4. Документацию, указанную в п. 5.2.3, Заказчик обязан рассмотреть и вернуть Подрядчику в течение 8 дней со дня их подачи.

Работы могут быть начаты только после получения разрешения (п. 5.2.1) Госгортехнадзора и письменного одобрения Заказчиком представленной документации и возвращения её Подрядчику.

4.2.5. Местные власти должны быть уведомлены о предстоящем строительстве перехода до подписания договора о начале его строительства для определения обоснованного и согласованного способа удаления бурового раствора, приемлемого для подрядной строительной организации (см. п. 5.11.4).

4.2.6. Проект производства работ на строительство подводного перехода трубопровода способом ННБ разрабатывается строительной организацией, выполняющей буровые работы.

Проект производства работ должен включать календарный план работ, профиль и план буровой скважины, а также пояснительную записку.

4.3. Состав буровой установки и обслуживающий персонал

4.3.1. Буровые установки состоят из отдельных мобильных блоков, удобных для транспортировки автотранспортом. В Приложении 1 приведен состав бурового комплекса НД-850 и ДД-90 с обслуживающим персоналом и расчетные максимальные осевые давления и тяговые усилия для обратного протаскивания трубопроводов в скважину.

Источником энергии являются дизельные агрегаты различной мощности.

4.3.2. Рекомендации по выбору буровой установки для конкретного перехода определяет проектная организация в результате расчета необходимых параметров, определяющих конструкцию и мощность установки. При этом мощность установки принимается с коэффициентом 1,5.

4.4. Технологическая схема и этапы наклонно-направленного бурения при строительстве переходов трубопроводов

4.4.1. Строительство переходов трубопроводов направленным бурением возможно по различным технологическим схемам [13].

В практике строительства переходов через водные препятствия применяется наиболее часто технологическая схема, включающая бурение пионерной скважины, её расширение и протаскивание в расширенную скважину рабочего трубопровода, сваренного на противоположном берегу.

4.4.2. Технологическая схема ННБ при строительстве переходов трубопроводов через водные преграды включает четыре последовательных этапа, схематически показанных на рис. 2:

Этап 1. Бурение пионерной скважины

Окончание бурения пионерной скважины (буровая головка вышла на противоположном берегу)

Этап 2. Расширение пионерной скважины с одновременной прокладкой второй колонны труб

Этап 3. Протаскивание трубопровода за расширителем к буровой установке

Этап 4. Гидравлическое испытание трубопровода в скважине

Обозначения: 1 - буровая головка с забойным двигателем; 2 - бурильная колонна труб;-3 - вторая бурильная колонна труб; 4 - буровая установка; 5 - вертлюг; 6 - расширитель; 7 - трубопровод; 8 - цилиндрический расширитель

Рис. 2. Технологическая схема строительства перехода трубопровода через преграды способом направленного бурения

Этап I - бурение пионерной скважины с выходом буровой головки на противоположном берегу;

Этап II - расширение пионерной скважины;

Этап III - протаскивание рабочего трубопровода в расширенную скважину;

Этап IV - испытание рабочего трубопровода.

4.4.3. Эффективность работы на всех этапах ННБ зависит от правильного выбора бурового оборудования и инструмента с учётом грунтовых условий, состава бурового раствора, надежной системы ориентации, квалификации и опыта обслуживающего персонала.

4.5. Бурение пионерной скважины

4.5.1. Перед началом бурения пионерной скважины необходимо:

· выполнить монтаж и опробование бурового оборудования, в соответствии с Инструкцией предприятия-изготовителя;

· выполнить закрепление буровой установки с наклоном рамы, в соответствии с заданным углом входа;

· проверить надежность и устойчивость радиосвязи между берегами водной преграды (пунктами входа и выхода скважины);

· проверить и выполнить калибровку прибора ориентации, с целью получения и записи исходных показателей прибора для последующей корректировки направления бурения скважины.

4.5.2. Эффективность бурения пионерной скважины зависит от правильного выбора конструкции буровой головки. В зависимости от грунтовых условий применяют два типа буровых головок:

· для бурения мягких грунтов (как правило, илистых и песчаных) рекомендуется струйная боровая головка. С этой головкой бурение осуществляется высоконапорными струями бурового раствора, выбрасываемого через насадки и разрешающие грунт;

· для бурения твердых глинистых и мягких скальных грунтов рекомендуется бурильная головка с режущими, обычно вольфрамово-карбидными зубьями, приводимая в действие забойным двигателем.

4.5.3. Выбирается и рассчитывается профиль наклонно-направленной скважины. Составляется план-программа на бурение ННС. В план-программе указывается тип забойного двигателя, тип и диаметр долота, компоновка низа бурильной колонны, типоразмер бурильных труб, режим бурения, характеристика бурового раствора, расход промывочной жидкости.

4.5.4. Бурение пионерной скважины ведется ориентированным способом. Перед забуриванием скважины забойный двигатель ориентируется в нужном направлении и после каждого наращивания проводится контроль траектории ствола скважины. При необходимости проводится корректировка параметров искривления.

4.5.5. В зависимости от грунтовых условий при бурении пионерной скважины могут быть использованы трубы (их диаметр определяется расчётом) в качестве направляющей для бурильной колонны. Обсадная колонна при бурении следует за бурильной колонной, предупреждая ее изгиб и удерживая по курсу, создавая устойчивость стенок скважины при бурении, являясь кожухом вокруг бурильной колонны. В этом случае обсадной трубопровод в дальнейшем используется для протаскивания расширителя и рабочего трубопровода через скважину.

4.6. Буровой (бентонитовый) раствор для направленного бурения

4.6.1. При бурении горизонтально-направленных скважин должен применяться бентонитовый раствор, приготовленный из глинопорошка, воды и химических реагентов. Буровой раствор должен выполнять следующие основные функции:

· очищать забой от выбуренной породы и выносить ее на дневную поверхность;

· удерживать частицы разрушенных или осыпавшихся пород во взвешенном состоянии при прекращении промывки и предотвращать осаждение шлама;

· охлаждать и смазывать трущиеся поверхности долот, забойных двигателей, бурильной колонны, трубопроводов;

· препятствовать проявлениям неустойчивости пород стенок скважины;

· передавать мощность от насосного агрегата к забойному двигателю;

· кольматировать поры и трещины в стенках скважины, создавать в них непроницаемую корку;

· сохранять стабильность свойств в процессе бурения и химической обработки.

4.6.2. Требования к бентониту регламентируются данными, приведенными в приложениях 2 и 5.

4.6.3. Для поддержания стабильности свойств бурового раствора на протяжении всего процесса бурения следует применять различные добавки, согласно требованиям Приложения 5.

4.6.4. Перед началом работ необходимо произвести гидравлический расчет промывки скважины с учетом режима бурения.

4.6.5. Для выбора типа бурового раствора и определения его параметров необходимо руководствоваться пособием: «Технология приготовления и очистки буровых растворов, промывки скважин, утилизации отходов при бурении горизонтально-направленных скважин на предприятиях ОАО «Газпром».

4.6.6. Ответственность за попадание бурового раствора в русло реки несет подрядная организация, выполняющая буровые работы.

4.7. Расширение пионерной скважины

4.7.1. Площадь поперечного сечения скважины должна быть больше поперечного сечения рабочего трубопровода. Поэтому перед протаскиванием трубопровода скважина должна быть расширена.

Расширение пионерной скважины возможно в процессе протаскивания рабочего трубопровода при его небольшом диаметре (200-300 мм) или в виде отдельных операций с использованием одного или нескольких расширителей.

4.7.2. Величина расширения скважины зависит от грунтовых условий и диаметра трубопровода. Обычно принимается условие, по которому площадь поперечного сечения скважины должна не менее, чем на 25 % превышать площадь поперечного сечения протаскиваемого в ней трубопровода.

4.7.3. Для расширения скважины, в зависимости от грунтовых условий, используют различные конструкции расширителей. Расширение ствола скважины проводится поэтапно с нарастающим увеличением диаметра расширителей.

Для предотвращения потери пробуренного ствола скважины к расширителю присоединяется посредством вертлюга колонна бурильных труб, которая следует за расширителем на всем пути его движения в скважине.

Скважина считается подготовленной к протаскиванию трубопровода после достижения проектного значения её диаметра и длины.

4.8. Монтаж и прокладка рабочего трубопровода

4.8.1. Монтаж рабочего трубопровода для протаскивания на полную расчётную длину или отдельными плетями осуществляется на берегу, противоположном буровой установке. Чем больше длина плетей, тем меньше потребуется гарантийных стыков и сократятся нежелательные простои в процессе протаскивания трубопровода.

4.8.2. Трубопровод целиком или его плети после сварки испытывают путем гидравлического давления до нанесения изоляции на сварные стыки. Испытания следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП III-42-80. После испытаний трубопровода сварные стыки изолируются.

4.8.3. Протаскивание рабочего трубопровода в скважину не должно сопровождаться его скручиванием. Поэтому между трубопроводом и расширителем помещают вертлюжное устройство, исключающее поворот (скручивание) рабочего трубопровода.

К оголовку трубопровода присоединяют последовательно вертлюг, цилиндрический расширитель и конец буровой колонны (или обсадного трубопровода), идущей к буровой установке.

Цилиндрический расширитель способствует укреплению стенок скважины и свободному прохождению трубопровода.

4.8.4. Рабочий трубопровод непрерывно протаскивается в скважину, полностью заполненную буровым раствором, при вращении буровой колонны и расширителя.

Этот процесс прерывается только на время приварки очередной плети рабочего трубопровода, в том случае, когда трубопровод нельзя было смонтировать на полную длину скважины.

4.8.5. Трубопровод на берегу в процессе протаскивания должен, в зависимости от местных условий, поддерживаться кранами или укладываться на роликоопоры. При этом продольная ось трубопровода в месте его входа в скважину должна совпадать с осью разбуренной скважины.

Сложность протаскивания трубопровода возрастает с увеличением угла, под которым трубопровод входит в скважину (угол выхода пионерной скважины).

4.8.6. Трубопроводы диаметром 1220 мм и более рекомендуется прокладывать в скважину отдельными секциями с применением поворотного устройства [15].

4.8.7. В некоторых случаях, в зависимости от рельефа пойменного участка, смонтированный и испытанный трубопровод в процессе протаскивания может частично находиться в траншее, отрытой по направлению продольной оси скважины и заполненной водой.

4.8.8. Перед протаскиванием трубопровода необходимо определить величину тягового усилия и возможность его изменения. Величина тягового усилия принимается с коэффициентом 1,5.

4.8.9. Тяговое усилие для протаскивания трубопровода в скважине к буровой установке зависит от диаметра и веса трубопровода и вида грунта, кривизны скважины и качества бентонитового раствора.

При движении трубопровода в скважине двумя главными составляющими тягового усилия будут: усилие, необходимое для движения расширителя и усилие на преодоление сил трения трубопровода о стенки скважины.

При расчете тягового усилия следует учитывать возможное изменение необходимой тяговой силы на криволинейных участках скважины.

4.8.10. Перед протаскиванием трубопровода производится его балластировка для достижения нулевой плавучести. Способ балластировки принимается с учётом конкретных условий строительства перехода [14].

4.9. Контроль качества строительства

4.9.1. Контроль качества при проектировании и строительстве перехода трубопровода способом ННБ должен соответствовать требованиям норм ВСН 012-88/Миннефтегазстроя «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ».

4.9.2. Контроль качества должен охватывать весь комплекс работ при строительстве перехода с обязательным пооперационным контролем изготовления трубопровода и прокладкой его в скважину.

4.9.3. Всё оборудование, приборы и материалы, используемые на строительстве, должны иметь документацию, подтверждающую соответствие их требованиям стандартов и технических условий.

4.9.4. Перед началом бурения скважины производят проверку и калибровку системы ориентации, углов входа и выхода скважины и их соответствие проекту.

4.9.5. В процессе бурения пионерной скважины буровой мастер (оператор) должен контролировать направление бурение скважины через каждые 9 метров проходки по сигналам системы ориентации.

4.9.6. При бурении оператор непрерывно осуществляет наблюдение за давлением и расходом бурового раствора, которые не должны превышать заданной величины.

4.9.7. Контроль качества сварки стыков трубопроводов и их изоляции в полевых условиях выполняется в соответствии с указаниями проектной организации и нормами.

4.9.8. После окончания протаскивания трубопровода в скважину, состояние изоляционного покрытия следует проверить методом катодной поляризации.

4.10. Требования безопасности ведения работ

4.10.1. Монтаж и эксплуатация бурового оборудования должны выполняться в точном соответствии с правилами безопасности, указанными в Инструкции по эксплуатации завода-изготовителя. При отсутствии Инструкции на участке строительства - работы производить не разрешается.

4.10.2. Все работы по строительству перехода способом ННБ должны проводиться в соответствии с требованиями по безопасности при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводов, «Правилами техники безопасности при строительстве магистральных стальных трубопроводов» (1982 г.), а также требованиями нормативных документов на отдельные виды выполняемых работ.

4.10.3. Строительные площадки должны быть ограждены и снабжены вывешенными предупредительными знаками.

4.10.4. Все сварочно-монтажные работы должны проводиться в дневное время, а при необходимости круглосуточной работы освещение должно быть в соответствии с нормами.

4.10.5. К работам при сооружении перехода допускается специально обученный и аттестованный персонал.

4.11. Охрана окружающей среды

4.11.1. Природоохранные мероприятия при проектировании и строительстве переходов трубопроводов должны быть включены в проект перехода и отвечать требованиям ВСН 014-89/Миннефтегазстроя «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Охрана окружающей среды».

4.11.2. До начала строительства перехода весь личный состав должен пройти инструктаж по соблюдению требований охраны окружающей среды при выполнении строительных, монтажных и буровых работ.

4.11.3. В проекте перехода должны быть предусмотрены мероприятия, предупреждающие попадание бурового шлама в пересекаемую водную преграду. Эти мероприятия должны быть согласованы с местными природоохранными органами и заинтересованными организациями.

4.11.4. Утилизация отходов бурения должна производиться по методике, описанной в пособии «Технология приготовления и очистки буровых растворов, промывки скважин, утилизации отходов при бурении горизонтально-направленных скважин на предприятиях ОАО «Газпром»», которое является неотъемлемой частью настоящего Руководящего документа.

4.11.5. При выполнении работ следует предусматривать рециркуляцию бурового раствора.

4.11.6. В проекте перехода следует предусмотреть мероприятия по предотвращению прорыва бурового раствора и выброса его в пересекаемую водную преграду.

4.11.7. Для контроля за качеством речной воды в процессе бурения выше и ниже по течению реки следует отбирать пробы воды для лабораторного анализа.

Глава 5 СДАЧА ПЕРЕХОДА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

5.1. Испытания рабочего трубопровода

5.1.1. После протаскивания трубопровода необходима очистка внутренней полости очистными устройствами и проверка сечения трубопровода пропуском калибровочного устройства, после чего трубопровод заполняется водой для гидравлического испытания.

5.1.2. Очистку полости трубопровода и его испытание следует выполнить в соответствии с требованиями СНиП III-42-80 и ВСН 011-88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Очистка полости и испытание».

5.1.3. Величина испытательного давления рабочего трубопровода указывается в проекте.

5.1.4. После гидравлического испытания необходимо полное удаление воды и осушка трубопровода путем пропуска поршней-разделителей.

5.1.5. Калибровка трубопровода и его испытание выполняются с обязательным присутствием представителей генподрядной организации и Заказчика с оформлением необходимой документации.

5.2. Исполнительная документация на переход, законченный строительством

5.2.1. Исполнительная документация составляется генподрядчиком и передается Заказчику не позднее 2 недель после завершения работ. Исполнительная документация должна быть подписана подрядчиком и представителями генподрядчика.

5.2.2. Исполнительная документация, подтверждающая выполнение работ по монтажу, сварке, радиографированию и изоляции стыков труб, испытанию рабочего трубопровода (акты на скрытые работы), составляется в соответствии с требованиями и по формам на аналогичные работы, выполняемые при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводов, указанные в нормах [6 - 12].

5.2.3. По окончании строительства перехода Заказчику (генподрядчик) передаются:

· продольный профиль перехода трубопровода с указанием: отметок верха трубы, дна водоема, уровнями воды, геологическим строением, буровыми скважинами, мест входа и выхода скважины, отметок трубопровода на входе и выходе. Масштаб профиля должен соответствовать масштабу проектного профиля;

· план перехода с указанием координат входа и выхода трубопровода.

На плане и профиле перехода следует указать, какие отступления сделаны по сравнению с проектом перехода.

5.2.4. Перечень исполнительной документации приведен в Приложении 3.

ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы». М. Госстрой СССР, 1985.

2. СНиП III-42-80 «Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ». М. Стройиздат, 1981.

3. СНиП 1.02.07-87 «Инженерные изыскания для строительства».

4. ВСН 51-80/Мингазпром «Инструкция по производству строительных работ в охранных зонах магистральных газопроводов».

5. ГОСТ 17.5.3.04-83 «Общие требования к рекультивации земель».

6. ВСН 006-89/Миннефтегазстрой «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Сварка». М. ВНИИСТ. 1990.

7. ВСН 008-88/Миннефтегазстрой «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Противокоррозионная и тепловая изоляция». М. ВНИИСТ. 1990.

8. ВСН 009-88/Миннефтегазстрой «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Средства и установки электрохимзащиты». М. ВНИИСТ. 1990.

9. ВСН 010-88/Миннефтегазстрой «Строительство магистральных трубопроводов. Подводные переходы». М. ВНИИСТ, 1990.

10. ВСН 011-88/Миннефтегазстрой «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Очистка полости и испытание». М. ВНИИСТ, 1990.

11. ВСН 012-88/Миннефтегазстрой «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ». М. ВНИИСТ. 1990.

12. ВСН 014-89/Миннефтегазстрой «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Охрана окружающей среды». М. ВНИИСТ, 1990.

13. Авторское свидетельство СССР № 1276769, кл. F 5/18, F 16L S, 1986, Бюл. № 46. Способ бестраншейной прокладки трубопровода.

14. Авторское свидетельство СССР № 1270237, кл. Р 5/18, 1986, Бюл. Мз 42. Оголовок трубопровода.

15. Патент Российской Федерации № 2033567, кл. Р 16L 1/032, 1995, Бюл. № 11. Способ укладки трубопровода в криволинейную скважину и устройство для его осуществления.

16. ТУ 400-24-557-88. Трубы стальные с наружным покрытием из экструдированного полиэтилена. М. Мосинжстрой, 1988.

Приложение 1
(справочное)

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

№№

Параметры

Ед. изм.

Тип установок

HD-850

DD-90

1

2

3

4

5

1.

Размеры буровой установки

м

12,2´3,65´2,45

12,2´3,05´2,45

2.

Вес

тн

40

40

3.

Привод

 

Гидродвигатели 4 шт.

Зубчатая передача

4.

Максимальная осевая нагрузка (тяговое усилие)

тн

250

40

5.

Максимальный момент вращения

тм

12

5

6.

Угол бурения

град.

8-20

8-20

7.

Якорь для закрепления и буровой установки

шт.

2

1

8.

Блок управления

 

Мобильный

Мобильный

9.

Производительность водяного насоса для водоснабжения

л/мин

3500

3500

10.

Двухкамерный резервуар для бурового раствора:

 

 

 

·

вес

тн

20

 

·

общая емкость

м3

35

 

·



Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: