Доталкиватель труб (PIPE THRUSTER) сегодня без него не обойтись!
 |
О.С. Горобец, начальник участка ННБ №1 ООО «Подводтрубопроводстрой» |
Олег Сергеевич, даже беглого взгляда на технологическую цепочку оборудования, используемого для сооружения закрытого перехода через р. Кирпили, что главное отличие от традиционной для метода ГНБ схемы заключается в использовании машины НК750РТ производства компании Herrenknecht AG. Можно ли в этой связи говорить о том, что Pipe Thruster получил «постоянную прописку» в повседневной практике или его применение носит выборочный, эпизодический характер?
Откровенно говоря, для специалистов нашей компании данный вариант компоновки оборудования в последние годы стал традиционным, повседневным. Особенно, когда речь идет о строительстве сложных переходов методом ГНБ с точки зрения протяженности трассы и диаметра прокладываемого дюкера. В настоящее время такие переходы составляют основу нашей практики.
Доталкиватель труб (Pipe Thruster) твердо прописался на выполняемых рабочих объектах, став по сути незаменимым в общей технологической цепочке используемого оборудования, сыграв немаловажную роль в успешном завершении ответственных, сложных с инженерной точки зрения проектов.
Насколько оправдано, данное в России определение машине НК750РТ как «доталкиватель труб»?
Никогда над этим не задумывался. Для нас, буровиков, как правило, важен конечный результат, который можно достичь с использованием данной машины. Конечно, «доталкиваниие» трубы входит в спецификацию технических возможностей НК750РТ. Но, это далеко не единственная функция машины.
Вы можете подтвердить или опровергнуть опасения некоторых специалистов в возможности безаварийного выполнения работ, выражающиеся в вероятности повреждения слоя заводской изоляции трубопровода или поломки вертлюга при работе Pipe Thruster совместно с буровой установкой на заключительном этапе – протяжке трубы?
Сразу хочу сказать, что эти опасения беспочвенные. Прорезиненные губки, формирующие внутреннюю поверхность прижимных тисков, достаточно надежно защищают поверхность внешней изоляции трубопровода от любых, даже незначительных деформаций при максимальных значениях толкающего усилия машины НК750РТ. Более того, машина исключает применение излишнего необоснованного усилия зажима трубопровода в каждой конкретной ситуации: для заданных значений усилия проталкивания рекомендовано свое значение давления в гидросистеме прижимных тисков (максимальное значение 200 Bar).
Теперь несколько слов по поводу вероятности поломки вертлюга или, что намного хуже, повреждения трубы в скважине в процессе протяжки дюкера с использованием машины НК750РТ. Здесь аварийная ситуация невозможна в принципе. Дело в том, что синхронная работа буровой установки и Pipe Thruster организована таким образом, что заданная скорость перемещения каретки установки ГНБ всегда превышает скорость хода штоков цилиндров машины НК750РТ. Иными словами, в данной ситуации Pipe Thruster, условно, никогда не «догонит» буровую колонку. Таким образом, вероятность возникновения аварийной ситуации полностью исключается.
Приведу пример из практики. Предположим, требуется затянуть дюкер в скважину с расчетным усилием буровой машины 100 т совместно с НК750РТ усилием 50 т со скоростью перемещения буровой каретки, выбранной значением 10 м/мин. Однако, в реальности фактическая скорость перемещения колонны не превысит темпов проталкивания дюкера Pipe Thruster – 5 м/мин. В режиме совместной работы установка ГНБ будет обеспечивать постоянное «натяжение» колонны с усилием 100 т, а дюкер будет перемещаться со скоростью работы цилиндров НК750РТ с приложенной нагрузкой 50 т. Работа ведется синхронно и безопасно!
Достаточно было ознакомиться с техническими характеристиками Pipe Thruster, чтобы понять, что при использовании машины на строительстве сложных переходов речь, как правило, идет о значительных усилиях при проталкивании трубы. Насколько представляется важным надежность крепления НК750РТ? Как удается обеспечить устойчивость?
Важность надежного крепления машины очевидна и не требует дополнительных комментариев. Помимо того, что обеспечение устойчивости НК750РТ является крайне ответственным моментом, эта операция достаточно трудоемка. В этой связи схема крепления была модернизирована нашими специалистами, что сделало ее более технологичной. Кстати, она была одобрительно воспринята техническими специалистами компаний ГК «ЮНИРУС» и Herrenknecht AGв ходе одного из визитов на объект ООО «ПТПС».
В чем заключается, реализованная Вашими специалистами на практике, новая схема крепления НК750РТ? Что заставило сделать такой шаг?
Сразу хочу отметить, что речь не идет о модернизации конструкции машины НК750РТ – она практически безупречна. Мы просто усовершенствовали схему крепления Pipe Thruster применительно к стоящим перед специалистами задачам, и наличию определенной специфики инженерных условий строительства закрытых переходов магистральных газопроводов. Речь идет о модернизации базовой схемы крепления машины, основанной на использовании анкеров, металлических упоров в основании НК750РТ, заглублении конструкции в грунт – что, в свою очередь, зачастую затрудняет монтаж НК750РТ в соответствии с конфигурацией проектной трассы скважины в месте входа дюкера. Кроме того, базовая схема крепления Pipe Thruster требует выполнения определенного объема бетонных работ, что обуславливает наличие определенных неудобств в общетехнологическом плане:
- затрудняется доставка товарного бетона при отдаленном расположении рабочего объекта от завода;
- наличие низких температур воздуха в зимнее время (необходимость утепления свежеуложенного бетона);
- необходимость ожидания набора бетоном заданной прочности;
- невозможность повторного использования конструкции бетонного основания.
Схема крепления машины, разработанная специалистами ООО «ПТПС», заключается в использовании прочных дорожных ж/б плит ПАГ-14 в сочетании с установкой металлического шпунтового ограждения в части контура площадки основания. Суть данного технического решения заключается в том, что по углам заранее подготовленного основания забивается металлический шпунт, а внутри укладывается плиты ПАГ-14, на которые затем монтируется основание НК750РТ. С внутренней части шпунтового ограждения крепятся металлические поперечные балки, которые передают распределенную нагрузку от торцевых упоров машины. Для исключения возможного «подъема» Pipe Thruster под воздействием реакции от больших рабочих нагрузок углы его основания крепятся к плитам ПАГ-14 с помощью горизонтальных металлических балок, закрепленных на шпунте.
Такая схема крепления является оптимальной в плане восприятия нагрузок и обеспечения продольной и поперечной устойчивости машины в процессе протаскивания дюкера в скважину. Изначально предложенное техническое решение было одобрено специалистами компании ГК «ЮНИРУС» и Herenknecht AG в ходе одного из визитов на рабочий объект, а его состоятельность многократно подтверждена практикой. Основные элементы, применяемые для крепления НК750РТ можно использовать многократно, при этом их монтаж/демонтаж, а также транспортировка, не занимает много времени. Это очень удобно при выполнении крупных проектов, предусматривающих строительство нескольких закрытых переходов методом ГНБ.
Насколько успешно машина справляется с основной производственной функцией – проталкиванием дюкера в скважину? Имеются ли здесь особенности в плане обеспечения качества производства работ и их безопасного ведения?
Основное функциональное назначение машины НК750РТ сводится к проталкиванию дюкера в готовую скважину. Для того, чтобы получить представление о том, насколько качественно выполняется данная производственная операция и осознать специфику работы машины, необходимо учитывать местоположение НК750РТ в общей технологической цепочке оборудования, используемого на объекте. Pipe Thruster монтируется в соответствии с проектной осью трассы перехода между уложенными на роликовые опоры дюкером и устьем скважины, подготовленной к протяжке. В процессе
работы дюкер, перемещаемый трубоукладчиками проходит внутри зажимных тисков машины и подается в скважину. Заданное усилие подачи трубопровода обеспечивается двумя гидравлическими цилиндрами НК750РТ при зажиме прорезиненными губками тисков поверхности дюкера. При этом на противоположной стороне перехода в синхронном режиме работает буровая установка.
Следует отметить, что машина не только обеспечивает заданное усилие проталкивания дюкера, но также гарантирует качество и точность выполнения данной операции:
- во-первых, в случае появления перекоса выхода цилиндров относительно направления заданной оси трассы значением 3 град. работа НК750РТ автоматически прекращается. В этом случае проблема устраняется в процессе протяжки дюкера за счет использования специального подруливающего устройства в конструкции зажимной клемы машины;
- во-вторых, при неравномерном выходе штоков подающих цилиндров машина также автоматически отключается при достижении значения 100 мм. Неисправность устраняется при «разжатии» зажимной клемы машины.
Наконец, немаловажным обстоятельством является возможность контроля текущего значения «угла входа» протягиваемого дюкера в скважину. Угол входа является не только важным технологическим параметром, влияющим на основные технические показатели прокладки дюкера. Его величина зафиксирована в условиях проекта и требует соблюдения заданного значения на период производства работ.
На объекте, где мы сегодня находимся, трубоукладчики оснащены троллейными подвесками. В этом случае контроль значения угла входа дюкера в скважину несколько упрощается по сравнению с вариантом, когда трубоукладчики оснащены так называемыми «полотенцами» и постоянно перемещаются с места на место. Все представляемые параметры фиксируются на мониторе оператора в кабине управления. Закончить рассказ о функциональных особенностях НК750РТ хотелось бы на упоминании о возможности машины работать в реверсном режиме, т.е. толкать трубу в обратном направлении.
Олег Сергеевич, не могли бы Вы привести конкретные аргументы в поддержку того обстоятельства, что Pipe Thruster стал незаменимым элементом технологической цепочки при строительстве закрытых переходов с применением технологии ГНБ.
О повышении качества протяжки дюкера в скважину за счет контроля значения угла «входа трубы» и оперативного устранения перекосов гидравлических цилиндров НК750РТ уже было сказано. Можно добавить еще два очевидных преимущества:
1. Возможность выбора оптимального режима протяжки трубопровода
Дело в том, что при использовании машины НК750РТ появляется возможность распределять суммарную нагрузку и на буровую установку, и на Pipe Thruster в зависимости от инженерных условий строительства перехода (протяженность трасы, горно-геологические условия и т.д.).
Причем, диапазон распределения нагрузки достаточно широк: от использования только тягового усилия установки ГНБ без «участия» НК750РТ до использования только усилий проталкивания машины при использовании колонны штанг от буровой установки в качестве направляющей.
Это обстоятельство, в свою очередь, дает дополнительные преимущества:
- за счет приложения проталкивающих усилий машины в хвостовой части дюкера при увеличении суммарного усилия протяжки в трубопроводе не создается дополнительных растягивающих напряжений;
- при строительстве протяженных переходов или переходов со сложной конфигурацией трассы установка ГНБ может эксплуатироваться без высоких нагрузок, что также позволяет улучшить следующие показатели:
- уменьшить износ буровой машины;
- существенно снизить риск обрыва буровой колонны в скважине;
- снизить риск выхода из строя отдельных узлов и механизмов буровой скважины;
- исключить развитие деформаций в системе крепления буровой установки, что особо актуально при местонахождении стройплощадки в районах с неустойчивыми грунтами вблизи поверхности.
- наконец, весомым преимуществом является возможность оперативно возобновить работу позатяжке дюкера после длительных простоев по самым различным причинам.
Иными словами, появляется шанс «раскачать» трубу в скважине, придать ей начальный импульс.
2. Возможность использования в качестве страховки
Это очень важный момент в эксплуатации Pipe Thruster, во многом определяющий актуальность её использования на стройплощадке. При возникновении нештатной ситуации в ходе протяжки дюкера в скважину машина НК750РТ просто незаменима за счет возможности в любой момент вернуть трубопровод в исходное положение. Причем, сделать она способна максимально оперативно и аккуратно, без привлечения дополнительных людских ресурсов и излишнего ажиотажа.
Думаю, всем специалистам хорошо знакома неприятная ситуация когда в процессе протяжки трубопровода начинает расти усилие буровой установки, необходимое для обеспечения дальнейшего проведения этой производственной операции. Как поступить в этом случае? Продолжить или остановиться?
Иностранные специалисты рекомендуют в таких случаях остановить протяжку, найти причину, устранить её и продолжить работу.
Для того, чтобы понять процессы, происходящие в скважине и принять правильное решение, нужна объективная информация. Но как её получить?
В любом случае требуемые усилия буровой установки могут стабилизироваться в диапазоне определенных значений или продолжить расти. Неизбежно придется сделать выбор: либо извлекать трубу из скважины (но при этом рост усилий может иметь локальный, устранимый характер), либо продолжить протяжку (но при этом шансы на возможность извлечь трубопровод или успешно закончить работу уменьшаются с каждым метром).
При этом следует иметь в виду, что вынужденное извлечение протягиваемого дюкера из скважины очень затратное во всех отношениях мероприятие, не добавляющее оптимизма ни строителям, ни заказчику.
Какие «бонусы» дает в данном случае использование машины НК750РТ?
В нашем случае всегда есть возможность продолжить протяжку дюкера и выяснить, насколько фатальной является ситуация – наступит ли стабилизация требуемых усилий буровой установки. При необходимости, прибегая к работе машины НК750РТ, можно завершить протяжку, а в безвыходных ситуациях – извлечь дюкер в исходное положение с минимальными затратами.
Если попробовать обобщить преимущества протяжки дюкеров с помощью машины НК750РТ, что можно отметить в качестве резюме?
В первую очередь, я бы отметил, что применение Pipe Thruster позволяет сделать процесс протяжки дюкера стабильным, при этом существенно минимизировать риски.
Сегодня силами Вашего участка успешно завершено строительство перехода через реку Кирпили. Что дальше?
Завтра начнем «собираться» на следующий переход в рамках данного проекта. На сей раз нас ждет река Понура.
Источник:http://www.unirus.ru/company/news/228
Комментарии 0