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

ным уклоном до 20°. В первом случае необходимо лишь устройство траншеи, а изоляция и укладка могут выполняться обычной колонной с несущественным изменением расстановки механизмов; второй случай требует совершенно новой технологии, устройства полок и т. д. Но если выделить по трассе участки 4 и 19-го типов, то на всех однотипных участках можно при.ме-нять одинаковую технологию, что дает возможность оценивать выполняемые работы по заданному критерию оптималь11ости.

Пусть в качестве критерия используются затраты на строительные работы W на единицу длины трубопровода. Для каждого типа местности можно применить несколько технологических схем (см. § 16.3). Каждая из них требует определенных затрат Wi. Процесс поиска оптимальной последовательности работ будем рассматривать как многошаговый. На каждом шаге будем вводить в рассмотрение воз.можные технологические схемы и продолжать путь, имеющий наименьшую стоимость. Вследствие того, что па каждом шаге продолжается лучший FFyTb, на последнем шаге будет достигнута наилучшая последовательность технологических схем в целом. Это условие можно записать в виде

аУопт = п11п(ш£4-шг+i), (16.1)

где Wi - минимальная стоимость работ на предыдущем пути;

- минимальная стоимость работ на рассматриваемом шаге. Процесс реализации поиска оптимальной последователь1юсти рассмотрим на участке трассы длиной L (рис. 16.2), включающей п участков /, на каждом из которых требуется смена технологии строительства по сравнению с предыдущим участком.

Введем следующие обозначения: Wi (1, 2.....k) - затраты на

строительство единицы длины трубопровода на mcctfiocth /-го типа по одной из k возможных технологических схем; Wa - затраты иа 1 км пути при перебазировании строительных колонн (бригад) с участка t-ro типа на другой участок i-го типа. Последний должен быть обязательно однотипен с тем, па KOTopo:vi работала колонна, но не может быть его соседом. Поэтому колонна перебазируется на новый участок и сразу же приступает к работе по отлаженной па предыдущем участке технологии; Wim - затраты на переоснащение колонны (бригады), работающей на участке 1-го типа по одной технологии, для работы Fia участке т-го типа по новой технологии; п - число колонн (бригад), работающих на строительстве участка L. Простейшим будет случай /г=1, т. е. созда11а одна комплексная коло1П1а» способная вести работы па местности любого типа в пределах L.. Однако это не значит, что работа будет вестись от начала участка L до его конца последовательно. В комплексной колоппс в любом случае будут созданы специальные бригады для работ на разнотипных участках. Поэтому возникает задача использования основного звена комплексной механизированной колонны

(одна бригада) и специализированных бригад (две- три бригады и т. д.). Каким образом использовать основное звено и специализированные бригады - это уже оптимизационная задача с п-м числом бригад. Рассмотрим сначала случай с одной бригадой. Введем на первом шаге в рассмотрение стоимости работ на первом участке W\ = W{ (1, 2, 3, 4) /,. Цифры 1, 2, 3, 4 показывают, что на нем возможны четыре различные технологические схе.мы; соответственно будем иметь в виду и четыре стоимости. В качестве основной выбираем ту схему, стоимость которой минимальна, т. е. исследуем условие

W = mmw{\, 2, 3, 4)/. (16,2)

Переходим ко второму шагу. Бригада закончила работу па первом участке и подошла ко второму. Необходимо решить вопрос, переоснащать бригаду и приступать к работе на втором участке или переезжать на какой-либо участок с однотипной местностью и там продолжить работу. Из рис. 16.2, б видно, что од110типиы участки 1\, Ц и /7. Затраты на переоснащение колонны для работы на участке /2 составляют W12, включая и убытки, которые могут быть из-за простоя лишней техники. Затраты на перебазировку с участка /] на однотип11ый участок /4 составят W\i (/г-Ь/з); затраты на строительство на участке Ц составят

Wi = m\nwi(l, 2, . . . )U.

Таким образом, на втором шаге получим полную величину критерия оптимальности

lF2 = min (miniWi(l, 2, . . . )/-f min [оу-f Н-т1пйУ2(1. 2, . . .)l2,Wu{k + ls) + mmwi{\,2,. .

(i6.3)

Если окажется, что

iWi2-f т1пш2(1, 2,. . . )2<аУи(2 + з) + +minw{l, 2, . . .)U, (16.4)

то необходимо переоснащеиие колонны и продолжение работ на участке /2; в противном случае следует перебазироваться на участок /4. Однако это может не быть оптимальной последовательностью, если рассматривать весь участок L, а только для участка h + h- Поэтому нужно продолжить процесс поиска оптимальной последовательности работ. : Переходим к участку /3. Местность на нем отличается как от участка /ь так и от участков /2. Возможны два пути:

1) колонна переоснащена для работы на участке /2, прошла его и, подойдя к участку /3, снова переоснащается для работы нэ нем;

2) работа на участке k не производится, а колонна перебазируется на однотипный участок U.

Затраты на переоснащение колонны, закончившей работу иа участке h, для работы на /з составят Шгз; затраты для выполнения работ па участке /з по аналогии с /] составят

Гз = ттш,(1, 2, . . .)ls. (16.5

Можно поступить иначе: не переоснащая колонну для работы на участке /з, перебазировать ее на однотипный участок h участок /б. Затраты на эту перебазировку и стоимость работ на участке 4 составят

Таким образом, па третьем шаге имеем для полной величины критерия оптимальности

W + minlws, min ВУ8(1, 2, . . .)/з];

+ min (Is + и + lb) + min Wt (1, 2, .

W. = min

18 = min

(16.6)

Выражение (16.6) должно быть проанализировано с учетом всех возможных путей продолжения технологической последовательности на втором шаге, определяемых формулой (16.3). Выше было отмечено, что, если имеет место условие (16.4), то работы продолжаются на участке k с переоснащением колонны, если нет, то -на участке Ц. На третьем шаге должны быть исследованы возможности перехода с участка /г на k, т. е. должны быть определены затраты из условия

1т1пш1(1, 2, . . . )li + Wi2 + +minwi(l, 2,. . . )/3l+Njs-{-minu;3(l, 2 . . . )/з1; [min (1, 2,...) /i+ wu (k+1) + min 4 (1, 2,...) /.]; [minu;i(l. 2. . . )li + minWt + Wt2(i3 + U +U) + + т1пш,(1. 2. . .)l,]. (16.7)

Ha четвертом шаге осуществляем переход с участка I3 иа участок I4 и проверяем целесообразность перехода на однотипный участок /?. По аналогии с предыдущим находим полную величину критерия оптимальности:

lW, + w* + w{h 2, . . .)U];

[Wi + wn (h + lb) f min wU + tt-ii (/. + (16.8)

-{-/в) + т1пш7/7].

В выражении (16.7) исследуется по всем вариантам, а не только по минимуму затрат.

Процесс поиска продолжаем аналогичным образом до тех пор, пока не появится необходимость возвращения колонны или бригады на предыдущие участки. Допустим, на каком-то шаге

14 = min

был достигнут последний участок, но остались незаконченными строительством какие-то предыдущие участки. Необходимо вернуть колонну на один нз этих участков и учесть затраты на возвращение. Допустим, что на четвертом шаге было установлено, что необходимо перебазировать колонну на участок U, а затем на /7, т. е. при этом будут закончены строительством все однотипные участки. Но работы на участках h, k, k и k будут еще пе выполнены.

Процесс оптимизации далее будем продолжать в обратном направлении, но исключив из рассмотрения уже законченные строительством участки 1\, U, Ij.

Процесс определения оптимальной последовательности заканчивается, когда будут рассмотрены все участки и при этом получен минимум полной величины оптимальности.

Рассмотрим пример, приняв в соответствии с рис. 16.2, б следующие условные исходные данные (табл. 16.2).

Таблица 16.2

Будем считать, что все работы должны быть выполнены одной колонной. Последовательность решения задачи представим в виде шагов, на каждом из которых выполняется определенная процедура вычисления.

Первый шаг. Выбираем первые по оптимальности схемы работ на каждом участке. Из табл. 16.2 для первого участка (тип местности 1) имеем W\ (3)=0,8.

Второй шаг. Определяем Wz по формуле (16.3):

Работа на /i Работа на /j

U52 = minlmin(l; 1,1; 0,8) 10 +min [(1 + min (1,5; 1,2; 1,3)5);

Переход и работа на U 0,1 (5 + 2) +min (1; 1,1; 0,8) 3]) = min (8-f min [(7; 3,1)11 = 11,1

Как видно, на втором шаге более выгодными оказываются перебазировка колонны и продолжение работы на участке U.

Если принять вариант переоснащения колонны и продолжения работы на участке /2, то стоимость работ будет W2=\5, на 3,9 условных единицы больше.

Третий шаг. Определяем W3 по формуле (16.7).

Используя данные табл. 16.2, получаем

Г. = min

переход с I2 на Ig (0,8-10 + 1 + 1,2-5)+ (1+2,5-2) = 21

переход с li на /4 (0,8-10 + 0,1-7 + 0,8-3) = 11,1

переход с на /« (0,8-10 +11,1+0,1-12 + 1,2-2) = 22,7)

= 11.1.

На первых трех шагах наиболее выгодным будет переход с участка h на однотипный участок Ц. Четвертый шаг. На четвертом шаге

"21+ 1+0,8-3=24,4(путь 1-2-3-4) Wi==mm 22,7 (путь 1-2-6)

8+0,1 12+0,8-3= 12,4 (путь 1 - 4-7) = 12,4 (путь 1 - 4-7).

В скобках показана последовательность перехода с участка на участок. Как видно, из всех рассмотренных на первых четырех шагах технологических последовательностей минимальной стоимостью обладает путь с участка h на участок U: \=П,1. Определенные в результате вычислений на первом - четверто.м шагах последовательности имеют значения: (I-4-7) W=12,4; (1-2-3-4) W=24A; (1-2-6) W=22,7.

Наиболее перспективна последователыюсть 1-4-7, обладающая минимальной стоимостью. На следующем шаге эта последовательность требует обязательного переоснащенця колонны. Находим W5:

-12,4(1-4-7) + Ш7в + Шв/в 22,7(1 -2-6) +Шв7 + Ш7/7 Wbmin 24,4(1 -2-3-4) +Ш4., + Ш5;5

24,4 (1 - 2-3- 4) + Ш44 (/5 + U) + ©7/7

22,7(1 -2-6)+шв5+12)5/5 Подставив значения величин, входящих в W5, получаем

min Иб = 18,2(путь 1 - 4-7-6).

Выполняя вычисления на последнем шаге, получаем следующие технологические последовательности (в возрастающем по затратам порядке): 49,2 (1-4-7-6-2-3-5); 49,7 (1-4т7-6-5-3-2); 50,6 (1-23-4-7-6-5); 51,3 (I, 2, 3, 4, 5,.6,-7

W

Рис. 16,3. Схема последовательности работ

и 1, 2, 6, 7, 5, 4, 3); 51,7 (1, 2, 6, 7, 5, 3, 4); 52,6 (1, 2, 6, 5, 3, 4, 7);, 54,3 (1,2, 6, 5, 4, 3, 7).

Схема последовательностей показана на рис. 16.3.

Как видно, в условиях рассматриваемого примера лучшей будет технологическая последовательность!-4-7-6-2-3 - 5, в которой только два переоснащения колонны.

§ 16.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Основные технологические операции при строительстве трубопроводов в горах приведены на рис. 16.1.

Подготовительные работы включают три последовательно выполняемые операции: обследование, расчистку трассы, устройство подъездных путей.

В обследование трассы должны обязательно входить аэрофотосъемка в полосе 200-500 м, визуальное изучение трассы, инструментальные измерения.

В результате этих работ устанавливают:

оползневые участки, их конфигурацию, размеры, состояние (активное, спокойное), возможность активизации при строительстве, возможность переноса трассы из оползневых участков;

возможные варианты транспортировки труб и строительных материалов по трассе;

участки, пересекаемые селевыми потоками. Внимательно изучают на месте все ручьи (даже пересохшие), овраги, канавы