RU2667308C1

RU2667308C1 - Pipeline ballasting method

Info

Publication number: RU2667308C1
Application number: RU2017128483A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Кузьбожев; Иван Владимирович Шишкин; Игорь Николаевич Бирилло; Сергей Анатольевич Шкулов; Юрий Анатольевич Маянц; Александр Васильевич Елфимов
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2018-09-18

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas pipeline transport, and can be used for the constructed or repaired underground pipelines ballasting, including under the trench flooding conditions. Pipeline ballasting method includes the ballasting weights placement on equipped with load-bearing belts pipeline. Load-bearing belts are equipped with turning assemblies and connecting assemblies. Lowering the ballasting weight from above on the load-bearing belt, fixing on the load-bearing belt by means of connecting assembly, moving the ballasting weight around the pipeline axis to the position below the pipeline by means of the turning assembly.EFFECT: increase in the pipeline reliability as a result of reduction of the ballasting weights propensity to overturn due to the low center of gravity, and also in the ballasting weights installation technology simplification.1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефти и газа и может быть использовано для балластировки сооружаемых или ремонтируемых подземных трубопроводов, в том числе в условиях обводнения траншеи.The invention relates to pipeline transport of oil and gas and can be used to ballast constructed or repaired underground pipelines, including in conditions of flooding the trench.

Из области техники известен способ балластировки трубопровода парными балластировочными утяжелителями, выполненными в виде железобетонных блоков, укладываемыми справа и слева от трубопровода, соединенными между собой силовыми поясами, охватывающими трубопровод сверху (см. ВСН 39-1.9-003-98 «Конструкции и способы балластировки и закрепления подземных газопроводов»). Согласно данному способу установку балластировочных утяжелителей осуществляют сверху путем навешивания на трубопровод.The method of ballasting a pipeline by paired ballasting weights, made in the form of reinforced concrete blocks, stacked to the right and left of the pipeline, interconnected by power belts covering the pipeline from above (see VSN 39-1.9-003-98 “Designs and methods of ballasting and fixing underground gas pipelines ”). According to this method, the installation of ballasting weights is carried out from above by hanging on the pipeline.

Недостатком данного способа является неустойчивость балластировочного утяжелителя, ввиду высокого центра тяжести, расположенного на уровне оси трубопровода или между осью трубопровода и нижней частью трубопровода.The disadvantage of this method is the instability of the ballast weighting agent, due to the high center of gravity located at the level of the axis of the pipeline or between the axis of the pipeline and the lower part of the pipeline.

Известен способ балластировки трубопроводов на переходах через водные преграды кольцевыми железобетонными или чугунными утяжелителями, включающими два полукольца, охватывающих трубопровод и соединяемых между собой стальными шпильками с гайками (см. ВСН 39-1.9-003-98 «Конструкции и способы балластировки и закрепления подземных газопроводов»).A known method of ballasting pipelines at transitions through water barriers with ring reinforced concrete or cast iron weights, including two half rings, covering the pipeline and interconnected by steel studs with nuts (see BCN 39-1.9-003-98 "Designs and methods of ballasting and fixing underground gas pipelines" )

Основными недостатками данного способа балластировки являются:The main disadvantages of this method of ballasting are:

1) Высокая трудоемкость монтажа балластировочных утяжелителей.1) High complexity of installation of ballasting weighting agents.

2) Невозможность установки балластировочных утяжелителей в траншее.2) The inability to install ballasting weights in the trench.

3) Необходимость использования усиленных средств механической защиты трубопровода.3) The need to use enhanced means of mechanical protection of the pipeline.

4) Необходимость использования значительного количества трубоукладчиков по причине высокого веса укладываемых трубных секций с установленными балластировочными утяжелителями.4) The need to use a significant number of pipe layers due to the high weight of stacked pipe sections with installed ballasting weights.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ прокладки трубопровода в обводненной траншее [см. авторское свидетельство СССР, №1476228, F16L 1/04, опубл. 30.04.1989, бюл. №16], заключающийся в установке снизу трубопровода балластировочных утяжелителей, имеющих силовые пояса, оснащенные ходовыми роликами, с помощью которых осуществляют перемещение и распределение утяжелителей вдоль трубопровода.Closest to the proposed method is a method of laying a pipeline in a flooded trench [see USSR copyright certificate, No. 1476228, F16L 1/04, publ. 04/30/1989, bull. No. 16], which consists in the installation of ballasting weighting materials from the bottom of the pipeline, having power belts equipped with running rollers, with the help of which the weighting materials are moved and distributed along the pipeline.

Основными недостатками данного способа прокладки трубопровода являются:The main disadvantages of this method of laying the pipeline are:

1) Значительная весовая нагрузка на ограниченный по длине поддерживаемый на весу начальный участок трубопровода и поддерживающие его тракторы-трубоукладчики, обусловленная тем, что перед началом распределения по трубопроводу балластировочные утяжелители располагаются в одной группе.1) Significant weight load on the initial portion of the pipeline, supported by weight, limited in length, and the pipe-laying tractors supporting it, due to the fact that before starting the distribution through the pipeline, the ballasting weights are located in one group.

2) Перемещение балластирующих утяжелителей возможно только по гладкой поверхности трубопровода и затруднено при наличии механической защиты труб в виде полимерных или деревянных реек или скального листа.2) The movement of ballasting weighting agents is possible only on a smooth surface of the pipeline and is difficult if there is mechanical protection of the pipes in the form of polymer or wooden slats or rocky sheet.

3) При перемещении по поверхности трубопровода балластировочного утяжелителя, в случае разрушения или заклинивания ролика возможно повреждение защитного покрытия трубопровода.3) If the ballast weighting agent moves along the pipeline surface, if the roller is destroyed or jammed, the protective coating of the pipeline may be damaged.

Задачей изобретения является создание способа балластировки трубопровода, исключающего указанные недостатки аналогов и прототипа и обеспечивающего расширение технологических возможностей применения балластировочных утяжелителей.The objective of the invention is to provide a method for ballasting a pipeline that eliminates the above disadvantages of analogues and prototype and provides an extension of the technological capabilities of the use of ballasting weighting agents.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности трубопровода, в результате уменьшения склонности балластировочных утяжелителей к опрокидыванию, ввиду низкого центра тяжести, а также в упрощении технологии монтажа балластировочных утяжелителей.The technical result of the invention is to increase the reliability of the pipeline, as a result of reducing the tendency of ballasting weights to capsize, due to the low center of gravity, as well as to simplify the installation of ballasting weighting materials.

Поставленная задача и технический результат в способе балластировки трубопровода, включающем размещение балластировочных утяжелителей на трубопроводе, оснащенном силовыми поясами, решается тем, что силовые пояса оснащают узлами поворота и соединительными узлами, балластировочный утяжелитель опускают сверху на силовой пояс, закрепляют на силовом поясе с помощью соединительного узла, перемещают балластировочный утяжелитель, вокруг оси трубопровода, в положение под трубопроводом, с помощью узла поворота.The problem and technical result in a method of ballasting a pipeline, including placing ballasting weights on a pipeline equipped with power belts, is solved by the fact that the power belts are equipped with turning units and connecting nodes, the ballast weighting agent is lowered from the top to the power belt, secured to the power belt using a connecting unit , move the ballasting weighting agent, around the axis of the pipeline, to a position under the pipeline, using the rotation node.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1-9. На фиг. 1 показана схема размещения балластировочных утяжелителей на уложенном в траншею трубопроводе. На фиг. 2 показана схема закрепления балластировочного утяжелителя сложной формы с помощью силового пояса, оснащенного несколькими соединительными узлами. На фиг. 3 показана схема закрепления балластировочного утяжелителя с помощью нескольких силовых поясов, объединенных общих соединительным узлом. На фиг. 4 показана схема установки балластировочного утяжелителя в обводненной траншее. На фиг. 5 показана схема спуска балластировочного утяжелителя на трубопровод. На фиг. 6 показан порядок закрепления балластировочного утяжелителя в верхней части трубопровода. На фиг. 7 показано начало поворота балластировочного утяжелителя вокруг трубопровода. На фиг. 8 показан поворот балластировочного утяжелителя вокруг трубопровода на одном несущем стропе. На фиг. 9 показано завершение поворота балластировочного утяжелителя вокруг трубопровода.The invention is illustrated in FIG. 1-9. In FIG. 1 shows a layout of ballasting weights on a pipe laid in a trench. In FIG. 2 shows a fastening scheme for a complex weighting ballast using a power belt equipped with several connecting nodes. In FIG. 3 shows a scheme for securing a ballasting weighting agent with the help of several power belts, united by a common connecting node. In FIG. 4 shows a diagram of the installation of a ballasting weighting agent in a flooded trench. In FIG. 5 shows a diagram of the descent of a ballasting weighting agent into a pipeline. In FIG. Figure 6 shows the procedure for securing the ballast weighting agent in the upper part of the pipeline. In FIG. 7 shows the beginning of the rotation of the ballast weighting agent around the pipeline. In FIG. 8 shows the rotation of the ballasting weighting agent around the pipeline on one carrier sling. In FIG. 9 shows the completion of the rotation of the ballast weighting agent around the pipeline.

Способ реализуется следующим способом.The method is implemented in the following way.

Трубопровод 1 (фиг. 1) с закрепленными силовыми поясами 2, оснащенными узлами поворота (на фиг. не показаны) и соединительными узлами 3, укладывают в траншею 4 на грунтовые призмы 5, при этом соединительные узлы 3 на силовых поясах 2 располагаются в верхней части трубопровода 1. На верхнюю часть трубопровода 1, в месте размещения силового пояса 2, опускают балластировочные утяжелители 6 и скрепляют их с силовыми поясами 2 с помощью соединительных узлов 3. Выполняют перемещение балластировочных утяжелителей 6 из верхней в нижнюю часть трубопровода 1, для чего балластировочный утяжелитель 6 и скрепленный с ним соединительным узлом 3 силовой пояс 2 поворачивают с помощью узла поворота (на фиг. не показан) вокруг трубопровода 1.The pipeline 1 (Fig. 1) with fixed power belts 2, equipped with turning units (not shown in Fig.) And connecting nodes 3, is laid in a trench 4 on soil prisms 5, while the connecting nodes 3 on the power belts 2 are located in the upper part pipeline 1. On the upper part of the pipeline 1, at the location of the power belt 2, lower the weighting weights 6 and fasten them to the power belts 2 using connecting nodes 3. Move the ballasting weighting materials 6 from the upper to the lower part of the pipeline 1, why the ballasting weighting agent 6 and the power belt 2 fastened with it by the connecting unit 3 are turned with the help of a turning unit (not shown in FIG.) around the pipeline 1.

В качестве балластировочных утяжелителей 6 используют монолитные блоки различной формы, выполненные из железобетона или чугуна, а также контейнеры, заполненные утяжеляющими наполнителями, например, песком. Узел поворота выполняется в виде роликов или скользящих вставок (на фиг. не показаны), размещаемых по периметру силового пояса 2, с его внутренней стороны.As ballasting weights 6 use monolithic blocks of various shapes made of reinforced concrete or cast iron, as well as containers filled with weighting fillers, for example, sand. The rotation node is made in the form of rollers or sliding inserts (not shown in Fig.), Placed around the perimeter of the power belt 2, from its inner side.

Для надежного соединения имеющих сложную форму балластировочных утяжелителей 6 (фиг. 2) с трубопроводом 1, силовые пояса 2 оснащают несколькими соединительными узлами 3.For reliable connection of complex-shaped ballasting weights 6 (Fig. 2) with the pipeline 1, power belts 2 are equipped with several connecting nodes 3.

Для размещения одиночных балластировочных утяжелителей 6 (фиг. 3), имеющих значительный вес, на трубопровод 1 устанавливают группу силовых поясов 2, соединенных между собой общим соединительным узлом 3.To accommodate single ballasting weights 6 (Fig. 3), having significant weight, a group of power belts 2 are installed on the pipeline 1, interconnected by a common connecting node 3.

При отсутствии обводнения траншеи 4, для свободного поворота балластировочного утяжелителя 6 вокруг оси трубопровода 1, между дном траншеи 4 и нижней частью трубопровода 1 обеспечивают зазор путем выполнения на дне траншеи 4 углублений (на фиг не показаны) или укладки трубопровода 1 на грунтовые призмы 5, насыпаемые с заданным шагом на дно траншеи 4 (фиг. 1).In the absence of flooding of the trench 4, for free rotation of the ballasting weighting agent 6 around the axis of the pipeline 1, between the bottom of the trench 4 and the lower part of the pipeline 1, a gap is made by making recesses at the bottom of the trench 4 (not shown in FIG.) Or laying the pipeline 1 on soil prisms 5 poured with a given step to the bottom of the trench 4 (Fig. 1).

При обводнении траншеи 4 (фиг. 4), на уложенный в траншею 4, обладающий положительной плавучестью и находящийся у поверхности воды 7 трубопровод 1, дополнительно поддерживаемый от затопления с помощью монтажных поясов 8, прикрепленных с крюкам 9 тракторов-трубоукладчиков (на фиг. не показаны) последовательно устанавливают балластировочные утяжелители 6, каждый из которых скрепляют с помощью соединительного узла 3 с силовым поясом 2, после чего поворачивают вокруг оси трубопровода 1 до достижения балластировочными утяжелителями 6 нижней части трубопровода 1. Для подъема и спуска балластировочных утяжелителей 6 используют стропы 10, соединяемые с крюками 9 тракторов-трубоукладчиков (на фиг. не показаны). После установки всех балластировочных утяжелителей 6 трубопровод 1 затапливают.When flooding the trench 4 (Fig. 4), laid in the trench 4, which has positive buoyancy and is located near the water surface 7, the pipeline 1, additionally supported from flooding by means of mounting belts 8, attached to the hooks 9 of the pipe-laying tractors (in Fig. Not shown) sequentially install ballasting weights 6, each of which is fastened using a connecting unit 3 with a power belt 2, and then rotate around the axis of the pipeline 1 until the ballasting weighting agents 6 reach the bottom ruboprovoda 1. For lifting and lowering ballasting weighting using 6 lines 10, mating hook-laying tractors 9 (Fig. not shown). After installing all of the ballasting weights 6, the pipeline 1 is flooded.

Пример:Example:

Необходимо выполнить балластировку трубопровода диаметром 1220 мм в условиях обводнения траншеи на уровень 1,2 м. Балластировку выполняют с использованием балластировочных утяжелителей 6, выполненных из железобетона и имеющих вес 3000 кг. Шаг установки составляет 2 м.It is necessary to ballast a pipeline with a diameter of 1220 mm in conditions of flooding the trench to a level of 1.2 m. Ballasting is performed using ballasting weights 6 made of reinforced concrete and having a weight of 3000 kg. Installation step is 2 m.

Трубопровод 1 (фиг. 5) с установленными силовыми поясами 2, оснащенными узлами поворота (на фиг. не показаны) и соединительными узлами 3, спускают на обустроенные на дне траншеи 4 грунтовые призмы 5 (фиг. 1), после чего, с помощью стропов 10, присоединенных к крюку 9 трактора-трубоукладчика (на фиг. не показан) на верхнюю часть трубопровода 1 устанавливают балластировочные утяжелители 6.The pipeline 1 (Fig. 5) with installed power belts 2, equipped with turning units (not shown in Fig.) And connecting nodes 3, is lowered onto the soil prisms 5 (Fig. 1) arranged at the bottom of the trench 4 (after which) using slings 10, attached to the hook 9 of the pipe-laying tractor (not shown in FIG.), Ballasting weights 6 are mounted on the upper part of the pipeline 1.

Каждый балластировочный утяжелитель 6 (фиг. 6) соединяют с силовым поясом 2 с помощью соединительного узла 3, при этом, при спуске крюка 9 ниже уровня, при котором обеспечивается одновременное натяжение стропов 10, происходит смещение балластировочного утяжелителя 6 вправо или влево, вследствие чего, один из стропов 10 разгружается и провисает, а второй воспринимает нагрузку от веса стремящегося под действием силы тяжести повернуться вокруг трубопровода 1 балластировочного утяжелителя 6. Провисающий строп 10 (фиг. 7) демонтируют, после чего выполняют подъем крюка 9 вверх до тех пор, пока балластировочный утяжелитель 6 не пройдет высшую точку поверхности трубопровода 1 и не сместится в сторону противоположную первоначальному смещению.Each ballasting weighting material 6 (Fig. 6) is connected to the power belt 2 using the connecting unit 3, while, when the hook 9 is lowered below the level at which the slings 10 are simultaneously tensioned, the ballasting weighting device 6 is displaced to the right or left, as a result of which, one of the slings 10 is unloaded and sagging, and the second takes the load from the weight of the aspirant under the influence of gravity to turn around the pipeline 1 of the ballasting weighting material 6. The sagging sling 10 (Fig. 7) is dismantled, after which they lift the hook 9 up until the ballasting weighting material 6 passes the highest point on the surface of the pipe 1 and moves to the side opposite to the initial displacement.

При перемещении крюка 9 (фиг. 8) с присоединенным к нему стропом 10 вниз происходит поворот балластировочного утяжелителя 6 вокруг трубопровода 1. После того, как балластировочный утяжелитель 6 (фиг. 9) достигает нижней части трубопровода 1, натяжение стропа 10 ослабевает и его демонтируют.When moving the hook 9 (Fig. 8) with the sling 10 attached to it, the ballasting weight 6 rotates around the pipeline 1. After the ballasting weighting 6 (Fig. 9) reaches the lower part of the pipeline 1, the tension of the sling 10 decreases and it is removed .

После установки всех балластировочных утяжелителей 6 на трубопровод 1, выполняют засыпку траншеи 4.After installing all ballasting weights 6 on the pipeline 1, fill the trench 4.

Технический результат изобретения заключается в низкой трудоемкости монтажа обеспечиваемой за счет того, что балластирующие утяжелители, устанавливаемые на верхнюю часть трубопровода, скрепляются с помощью соединительного узла с охватывающим трубопровод силовым поясом, после чего поворачиваются с помощью узла поворота вокруг оси трубопровода, в повышении эксплуатационной надежности трубопровода, достигающейся за счет закрепления балластировочных утяжелителей на нижней части трубопровода, и как следствие понижению их центра тяжести, что исключает их возможное смещение и опрокидывание.The technical result of the invention is the low complexity of installation provided by the fact that the ballasting weights installed on the upper part of the pipeline are fastened using a connecting unit with a power belt enclosing the pipeline, and then they are rotated using a turning unit around the axis of the pipeline, in order to increase the operational reliability of the pipeline achieved by fixing ballasting weights on the lower part of the pipeline, and as a result of lowering their center of gravity ty, which eliminates their possible displacement and tipping.

Claims

A method of ballasting a pipeline, including placing ballasting weights on a pipeline equipped with power belts, characterized in that the power belts are equipped with turning units and connecting nodes, the ballasting weight is lowered from above onto the power belt, secured to the power belt using a connecting unit, the ballasting weighting agent is moved around the axis pipeline into position under the pipeline using the rotation unit.