Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

для сети с диагоналями

для сети бее диагоналей

d = 4тя-3 (т + я) + 2,

d - 2mn-m - n.

где d - число дуг в сети; оно должно удовлетворять условию d 4032; тип - число узлов по каждой из сторон сети.

Допускается искривление дуги ячейки (например, при пересечении дугой озера или другого протяженного препятствия, которое можно обойти) ила смещение узла последней (узел попадает на поселок или какое-либо сооружение) при выборе наивыгоднейших услоНий прокладки трассы трубопровода на каком-либо локальном участке.

3. Дуги сети нумеруются в определенном порядке. Дальнейшее снятие информации осуществляется в той последовательности, в которой дуги пронумерованы [1, 2]. Рассматриваемая дуга сети после тщательного изучения разбивается по длине на отдельные участки с различными категориями местности.

Для инженерно-геологической характеристики территории необходимо использовать инженерно-геологическую карту СССР масштаба 1 : 2 500 ООО, изданную в 1968 г., на которой показаны генетические и лптологические разности пород. Кроме того, в фондах территориальных геологических управлений имеются карты четвертичных отложений масштаба 1 : 200 ООО, а также другой фактический материал, которые позволяют детализировать пнженерно-I еологическую характеристику предполагаемого района строительства. Границы распространения и характер многолетнемерзлых грунтов уточняют по геокриологическим картам и аэрофотоснимкам, при дешифрировании которых определяются зоны сплошной и островной мерзлоты, глубины сезонного протаивания, бугры пучения, термокарстовые явления, солифлюкционные процессы и т. п. Данные об уровне грунтовых вод устанавливают с помощью гидрогеологических карт масштаба 1 : 200 000-1 : 500 ООО и аэрофотоснимков. 1{аждому комплексу отложений присущи свои закономерности распространения водоносных горизонтов. Для песков, например, выдержанный горизонт вод обычно ниже 3 м. Морские суглинки характеризуются спорадическим распространением подземных вод, приуроченных к линзам и слоям песков.

Сведения о лесных массивах (высота и породы деревьев, диаметр и густота массивов) могут быть взяты с топографических карт масштаба 1 : 100 000-1 : 25 ООО. Кроме того, необходимо использовать лесные фотопланы масштаба 1 : 25 ООО и крупнее (имеющиеся в областпых управлениях лесного хозяйства), на которых показаны контуры лесных массивов, породы леса и характеристика древостоя.

На топографических картах масштаба 1 : 100 000-1 : 25 ООО показаны болотные массивы и пх проходимость: непроходимые болота (III тип по классификации Гипроспецгаза) - сплошной штриховкой; труднопроходимые (II тип) - сплошной и прерывисто!!; проходимые - прерывистой. Характеристики болот (местоположение, площадь, мощность торфа, строение торфяной залежи, растительный покров) можно найти так?ке в справочниках торфяного фонда, к которым приложены карты масштаба 1 : 600 ООО. Указанные материалы находятся в отделе торфа Министерства геологии РСФСР и отделах торфа главных управлений геологии при советах министров союзных республик. Тип болот можно определить также путем деишфрпровапия аэрофотоснимков района.

Характеристика рек (ширина, глубина, средний скорость течения) дана как на топографических картах, так и в гидрологических ежегодниках.

После изучения местности полученная о каждо!! дуге информация заио-сигся в специальные бланки в соответствии с «Инструкцие1г по проведению расчетов оптимальных трасс трубопроводов на ЭВМ», разработанной Мингаз-промом СССР в 1976 г,

§ 3.8. Местоположение площадок КС и НПС

При выборе оптимальной трассы с помощью ЭВМ было принято допуще-ц„е, что шаг между КС и НПС в пределах искомой трассы - равномерный по всей длине трубопровода или па локальном его участке. Это позволило капитальные вложенпя и эксплуатационные издержки на КС и НПС равномерно распределить по всей длине трассы.

После того как с помощью ЭВМ оптимальная трасса выбрана, ее наносят на картографический материал. Затем изучают возможные районы местоположения площадок КС и НПС с учетом оити.мального шага между ними по итогам гидравлических расчетов и конкретных местных природно-климатических условий. Так как площадки КС и НПС целесообразно максимально приближать к населенным пунктам, к источникам водо- и электроснабжения, расположенным в непосредственной близости от трассы, то строго академический шаг между площадками никогда не выдерживается. Отклонения от оптимального шага достигают иногда 10-20 км.

Предварительно намеченные варианты размещения площадок КС и НПС приемлемы только для первоначальных оценок эффективности объекта; на стадиях генеральных схем или ТЭО. Для ТЭО цолесообразностп строительства магистрального трубопровода необходи.мо провести натурное обследование трассы с изысканиями отдельных узловых участков (крупные речные переходы, площадки КС и НПС и т. п.), с соответствующим согласованием направления трассы с местными органами власти. После выбора площадок КС и НПС в натуре, оформления их актами, согласования трассы с соответствующими органами (геологическими и военного округа), получения технических условий проводится повторный гидравлически!! расчет магистрального трубопровода (см. гл. 2) с учетом окончательного расположения площадок КС и НПС.

Лишь после того как решения, заложеппые в ТЭО, рассмотрены и утверждены, приступают к разработке технического проекта. Из практики проектирования известно, что сколько-нибудь значительных из.менений трассы после уточнения местоположений площадок КС и НПС пе происходит.

§ 3.9. Выбор оптимальной трассы газопроводов с учетом конструктивных схем их прокладки

Как было сказано в § 3.1, оптимальные трассы трубопроводов выбираются по какому-либо критерию: суммарным приведенным затратам, метал-ловложениям, сроку строительства п т. д. Очень важным моментом является выбор оптимальных трасс трубопроводов с учетом конструктивных схем пх прокладки.

Стрсмлепио использовать прп выборе трассы как можно больн1се число критериев оптимальности значительно затрудняет теоретическое решение задачи вследствие несовместимости некоторых из них и в то 5ке время делает чрезвычайно сложной его реализацию даже при использовании современных dBM. Поэтому в настоящем параграфе рассматривается решеН1ге задачи выбора оптимальной трассы, когда в качестве критерия принимают конструктивные схемы прокладки га.зопроводов па различных категориях местности, выраженные через приведенные затраты. Решение данной задачи применительно ко всем трубопроводам - дело довольно сложное, хотя теоретически она может быть решена и для нефтепродуктов. Сложность заключается в том, что с изменением конструкции прокладки - подземной, наземной и надземной - резко меняются технологические услов1гя транспорта продукта для Всех трубопроводов, за исключением газопроводов, где изменения конструкции прокладки практически не меняют технологию транспорта газа.

Задача формулируется следуюп1им образом: и.>геются начальная и конечная точки нроектируе.мого газопровода, которые требуется соединить по такой TpacKTopirn и с таким чередованием конструктивных схем прокладки вдоль Рассы, чтобы получить минимальные суммарные приведенные затраты.

Критерием оптимальности в рассматриваемой задаче служат конструктивпые cxeMja прокладки газопровода в конкретных условиях местности. Но так как

конструктивные схемы прокладки - подземная, наземная и надземная

не об.тадают свойством аддитивности, то решить задачу можно, охарактеризовав каждую конструктивную схему числовой величиной. Это можно сделать черсм приведенные затраты, выраженные в тысячах рублей в год.

Вопрос выбора оптимальной конструктивной схемы прокладки на данцоп категории местности может быть более успешно решен при условии глубокого анализа всех существуюищх схем укладки, областей их применения вообще и по отдельным акономическим районам в частности. Схема укладки газопровода зависит от топографических, гидрогеологических, геокриологических, эконом1шеских, стратегических и других условий строительства и безаварийном оксилуатацпи лшгистрального газопровода.

Наиболее распространенный вид укладки при сооружении магистральных трубопроводов - подзе.чный. Подземной называется укладка, при кото-poir отметка верхней образующей трубы находится ниже дневной цоверхности на высоту засыпки. Высота засыпки может быть различной и зависит от района прохождения трассы газопровода, но должна быть не меньше, чей предусмотрено СНиП 11-45-75 либо техническими условиями. На отдельных участках возмояшо увеличение высоты засыпки, что обусловлено недостаточной жесткостью трубы или рельефом местности, теплотехническими расчетами, а также необходимостью обратной засыпки для балластировки газопровода при высоком стоянии грунтовых вод.

Полуподземпая укладка предусматривает такое положение трубы, при котором нижняя образующая находится ниже, а верхняя выше дневной поперхпости. Глубина траншеи и высота обвалования определяются проектом (• учетом гидрогеологической характеристики подстилающих груцтов, естественного откоса грунтов обвалования, условиями организации поверхностного водостока, а также необходимостью резкого сокращепия либо полной ликвидации балластировки трубопровода.

Наземная укладка, так же как и полуподземная, получила распространение в последние 5-7 лет в связи со строительством газопроводов в сильно обводненпых и заболоченных районах Севера страны. При наземной укладке нижняя образующая трубы имеет отметки несколько выше дневной поверхности (0,2-0,3 м). Газопровод обваловывается в соответствии с проектом прпвозным или местным грунтом. Высота обвалования и откосов, закрепление последних, ширина валика по верху и т. д. определяются расчетами либо принимаются конструктивно при очень малых диаметрах труб.

Надземная укладка трубопроводов применяется давно. Трубопровод прокладывают над землей или водой (на реках) на специальных опорах из сваи, ряжей, грунтовых призм и т. п. Высота от дневной поверхности до нияшет! образующей трубы зависит от рельефа местности, уровня горизонта паводковых вод, высоты снежного покрова в данной местности, гидрогеологических, геокриологических и других условий и определяется проектом.

Область применения различных схем укладки зависит от технико-экономических показателей для конкретной категории местности и района трассы.

Подземная укладка. Она может быть применена почти во всех районах Советского Союза (с любой характеристикой местности, включая и водные преграды). Исключение составляют:

- участки распространения многолетнемерзлых просадочных грунтов, в пределах которых должны быть проложены трубопроводы, транспортирующие продукт (газ, нефть н т. д.) с положительными температурами. Если температура газа постоянно ниже 0° С, включая и период остановок, то подземная укладка возможна и на участках с многолетнемерзлыми просадочными грунтами со спокойным рельефом местности;

- районы горных выработок со значительными смещениями грунтов;

- переходы через реки с особынш формам руслового процесса, горные реки, селевые потоки, реки с ярко выраженныьт неустойчивыми руслами {максп.чально плановые н глубинные более 2 м переформирования могут про-псходить в точение нескольких недель или месяцев)»

Наземная или полуподземная укладка. Наземная укладка впервые была ппедложона группой специалистов Гппроспецгаза в 1960 г. для строительства язопроводов на болотах. Она позволяет избежать дорогостоящей балласти-повки труб средних и больших диаметров и улчшает условия эксплуатации. В дальне1и11ем наземную укладку стали применять и па участках трассы с пылеватыми мелкодисперсными грунтами при высоком стоянии грунтовых

"разновидностью назе»гаой укладки является полуподземная, которая была предложена в 1963 г. специалистами Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству магистральных трубопроводов (ВПИИСТ).

Область применения этих конструктивных схем прокладки более ограниченна, так как сооружение над трубой валика высотой 0,8 м и более за счет как рытья канавы-резерва (глубиной около 1 м), так и прпвозного грунта нарушает естественные контуры поверхности земли и тем самым естественный водосток, а также создает искусственцое препятствие для пересечения трассы людь»га, техникой, дома1нним скотом и т. п. Кроме того, полуподземпая или наземная укладка трубопроводов в густонаселенных районах, а тем более на сельскохозяйственных угодьях, как правило, явно нецелесообразна, ибо тe самым будет нарушена установившаяся хозяйственная деятельность людей, искусственно расчленены п отчуждены дорогостоящие сельскохозяйственные угодья и т. п.

В связи с этим полуподземная и наземная укладки могут быть рекомендованы для районов малозаселенных, заболоченных, с высоким стоянием грунтовых вод, а также для территорий, где отсутствуют сельскохозяйственные и промышленные (торфоразработки) хозяйства. К таким районам можно отнести Север и Северо-Восток Сибири, Якутию, Коми АССР, Северо-Запад Страны. Эта рекомендация базируется на том, что в перспективе в этих районах не ожидается интенсивной сельскохозяйственной деятельности. Когда же эти территории будут намечены к освоению, истекут расчетные сроки эксплуатации построенных трубопроводов и могут быть приняты новые, соответствующие складывающейся обстановке решения.

В районах с многолетнемерзлыми сильно просадочными грунтами (ПГ и IV категорий по просадочности) при транспорте продукта с полояштельными температурами полуподземпая, как и подземная, укладка не приемлема. Что касается наземной укладки, то ее можно применять при условии сохранения грунта в естественном состоянии путем создания термоизоляционной подушки либо искусственного поддержания подстилающих грунтов в замороженном состоянии.

Надземная укладка. Укладка газопроводов над поверхностью земли на специальных опорах имеет более продолжительную историю, чем полуподземная и наземная, но область применепия ее для магистральных газопроводов весьма ограниченна. Даже преи.1гущество надземной укладки перед полуподзеьшой и паземной относительно сохранения естественного стока поверхностных вод и почти полного отсутствия земляпых работ не привело к широкому внедрению ее в практику. Принципиально надземная укладка может быть применена во всех районах, а практически - в тех же, что и наземная. Область ее применения даже более широка, так как наземная укладка на болотах III типа, через реки, в районах горных выработок, на оползневых участках пе npHeMnciia.

Тем не менее надземная укладка, песмотря на ряд явных преимуществ. Широко по используется. Основпая причина этого, па наш взгляд, заключается в характере строительно-моптажпых работ. Если все другие виды укладки трубопроводов могут быть почти полностью механизированы и выполняться как единый технологический процесс (исключая участки переходов через крупные реки, автомобильные и железные дороги, болота), то надземная укладка в Силу особенностей конструкции трубопровода (компенсационных участков) ограничивает широкое применение поточного строительства. Кроме транспорт-, ных, сварочных и изоляционных она требует еще специальных работ по созданию опор и монтажных по установке трубы на опоры. Последние операпии требуют от строителей высококвалифицированных профессиональных навыков особой точности выполнения работ.

с учетом того, что единственным критерием, объективно учитывающим эффективность любого сооружения по любо11 конструктивной схеме, являются приведенные затраты, необходимо отметить, что надземная укладка должна применяться в тех случаях, когда она требует минимальных приведенных затрат по сравнению с другими конструктивными схемами на рассматриваемой категории местности. При этом следует требовать от строительных орга-низаци!! скорейшего создания специальных машин и .механизмов, разработки специальной технологии и т. д. для превращения строительства надземных трубопроводов в поточный, полностью механизированный процесс с одновременным повыиюниом квалификации строительных кадров. При таком решении вопроса надзетая укладка может быть рекомендована для тех же районов, что и назе.мная.

В заключение необходимо отметить, что выбор оптп.чальных трасс газопроводов и конструктивных схем прокладки паиболое целесообразен во вновь осваиваемых районах Сибири, Средней Азии, севера европейской части страны и в аналогичных районах СССР и других стран, где открыты крупные месторождения газа и нефти и откуда будет проектироваться строительство трубопроводов в районы потребления. Оптимальную трассу газопроводов с учетом конструктивных схем их прокладки выбирают с помощью ЭВМ «Минск-22». Программа выбора составлена автором данного параграфа совместно с П. В. Радюн и В. >1. Волоховым. Порядок выполнении работы аналогичен порядку работ по выбору оптимальной трассы с помощью ЭВМ. В рассматриваемом случае подготовку исходных данных начинают с определения области развития линии трассы, напссепия цифровой модели местности, подбора картографического материала и т. и. Различие наблюдается в программе для расчетов на ЭВМ «Минск-22».

Программа выбора оптимальной трассы газопроводов с учетом конструктивных схем их прокладки состоит из четырех 4acTeii:

1) расчет стоимости всех возможных конструктивных схем прокладки на каждой категории местности, суммирование стоимости эле.ментарных работ [3];

2) расчет и выявление на каждом участке дуги конструктивной схемы прокладки с минимальны.ми приведенными затратами, суммирование их вдоль каждой дуги сетки;

3) поиск пути по сетке с минимальными приведенными затратами от начальной точки до конечной;

4) определение номеров лганимальных по приведенным затратам конструктивных схем прокладки, характерных для оптимального пути (трассы).

Более подробно программа описана в работе [3]. Удобство этой пpoгpaмп,т заключается не только в выборе оптимальной трассы, ЭВМ одновременпо подсказывает оптимальное чередование схем укладки по всей длине трассы.

§ 3.10. Основные принципы планирования инженерно-строительных работ

Понятие «оптимальная трасса магистрального трубопровода» включает в себя такие вопросы, как наименьшая длина трассы, минимальный снос существующих зданий и сооружений в охранной полосе, наименьшая протяженность заболоченных и обводненных участков и освоенных сельскохозяйственных угодий, наибольшая протяженность наилучших грунтовых условии (отсутствие скальных, многолетнемерзлых и плывунных грунтов, достаточная несущая способность их), минимальное число пересекаемых естественных и искусственных препятствий нри наличии вместе с тем достаточно развитой транспортной дорожной сети.

];лпссификация участков и категорий местности, а также учет влияния транспортных коммуникаций на выбор оптимальной трассы проектируемого трубопровода с отводами позволяют разработать единый подход к учету природных и других условий строительства. Не менее важны требования полноты, достоверности и высокой точности, которым должны отвечать физико-геогра-

фичоские, ипжснерпо-геологическио, гидрологические и другие характеристики, определяющие в конечном птоге критерий оптимальности выбранной трассы. Достичь выполнения этих требований можно только в результате комплексного исполь зовапия картографического и фондовых материалов и аэро-фотомотодов, особенно на стадиях ТЭО и технического проекта.

Для выполнения указанных требований рекомендуется следуюи1;ая при-.мерная методика сбора исходных данных. Категории грунтов по сложности пх механизированной разработки определяют с помощью картографического материала мастабов 1 : 1 ООО ООО на стадии ТЭО и 1 : 100 000-1 : 2,5 ООО на стадии технического проекта с одновременным использованием теологических карт четвертичпглх отложений и аэрофотоснимков, получаемых в соответствующих организациях. На стадии предварительного дешифрирования изучают природную обстановку района и проводят ландшафтное ра/гонированне: выделяют участки с лодниковы.ми, водно-ледниковы.ми и аллювиальными отложениями, со скальными породами, закарстованяые и сильно заболоченные. В результате дается предварительная инженерно-геологическая оценка трассы газопровода и отводов. При инженерно-геологическом дешифрировании на стадии технического проекта определяют литологичоски!! состав грунтов применительно к их группам по СНиП. При этом используют прямые и косвенные признаки, основанные на взаимосвязи различных коинононтов ландшафта и геологического строения территории, т. е. в основу положен ландшафтный метод. Де1Ш1фрирование аэрофотоснимков выполняют по методике, разработанно1г Лабораторией азрометодов НПО «Аэрогеология» .Министерства геологии СССР.

Соединив контуры распространения грунтов различного литологического состава ио материалам аэрофотосъемки, геологической карте и другому картографическому материалу, мы можем с высокой точностью установить границы их простирания.

Границы сельскохозяйственных угодий определяют по дешифрованным материалам аэрофотосъемки, планам этих угодий и почвенным картам, и.че-ющимся в областных управлениях сельского хозяйства. При этом уточняют территории мелиоративных и поливных земель.

Наиболее сложным препятствием при строительстве трубопроводов служат оолота. Контуры их четко отбиваются на картах, а но материалам аэрофотосъемки четко дешифрируется характер поверхности болота: топи, озера, сплавины, растительный покров и т. д. Аэрофотоснимки позволяют наметить возможные проезды по болоту или объезды. На топографических картах микрорельеф болот не показывается. При инженерно-геологическом дешифрировании аэрофотоснимков наиболее трудным является определение мопщости торфа. По прямым признакам абсолютные мощности его не дешифрируются; по аэрофотоснимкам можно определять лишь ориентировочные мощности торфа с ошибкой от 1 м на мелкозалежных болотах до 2-3 м на глубоко-залежных. Г1гароторфразведкой проведены обширные изыскания на болотных массивах страны. По каждой административной области изданы справочники торфяного фонда с картографическими приложениями. Определив по аэро-фотосни.мку морфологию впадины, в которой развивается болотный .массив, ДнГ болота"""""" установить мощность торфа и построить профиль

Ртер лесной растительности и границы ее распространения довольно Матр° Уанавливаются по аэрофотоснимкам в сочетании с картографическим съем Институтами объединения Лесонроект проведена аэрофото-

Детп а "РУ* следует использовать при выборе трасс трубопроводов.

шифрирование снимков позволяет установить характер залесепности лесоп Р" того, в областных управлениях лесхозов имеются планы

Циш "° которым также можно получить необходимую информа-

™ границам и видам лесов. Камип"" определяют по картографическим материалам, аэрофотоспим-•«РУпн кадастру СССР. На аэрофотоснимках хорошо просматриваются

вьгсот " яелкие водотоки, направленные течения, характер речных долин,

та и крутизна склонов террас и т. н. Уступы террас опознаются по

G •:

аказ 156