Методика навигационно-гидрографического обеспечения трубоукладочных работ, проводимых на шельфе

Прокладка трубопровода последовательным наращиванием с применением трубоукладочной баржи (ТБ) заключается в следующем:

• заготовке изолированных труб на береговой базе;
• погрузке труб на плавсредства для отправки на ТБ;
• установке ТБ на точку строительства;
• разгрузке труб на борт трубоукладочной баржи;
• сварке трубопровода на палубе ТБ;
• проверке качества сварного стыка;
• нанесении противокоррозионного покрытия на сварной стык;
• опуске изготовленного трубопровода на дно моря по мере перемещения ТБ по трассе укладываемого трубопровода;
• испытании уложенного трубопровода.

При использовании укладки трубопроводов  с трубоукладчика методом размотки с барабана должна быть разработана и представлена на рас-смотрение в Регистр, следующая технологическая документация:

• технологическая и расчетная схема укладки;
• технология сборки и сварки плетей трубопровода;
• расчет прочности трубопровода при укладке;
• намотки трубопровода на барабан (сменную катушку);
• управление натяжением трубопровода.

Намотка трубопровода (плетей) на барабан  не должна вызывать продольную деформацию трубы более 0,3 %. Трубоукладчик должен быть снабжен устройством для восстановления формы поперечного сечения труб при сматывании трубопровода с барабана.

Этот метод в настоящее время  ограничен диаметром труб 300-400 мм и аналогичен укладке кабеля (длинномерные плети трубопровода наматывают на барабан, который устанавливается на судне-трубоукладчике). По мере продвижения судна вперед, вдоль трассы трубопровода, трубопровод разматывается с барабана и укладывается на дно моря. Поступление последующих плетей трубопровода на баржу осуществляют заменой барабана.

Особое внимание при этом методе укладки уделяют выбору наружного изоляционного покрытия, которое должно выдерживать значительные усилия. При этом утяжеляющее покрытие не применяется, и отрицательная плавучесть трубопровода достигается за счет увеличения толщины стенки трубы.

 

2. ТРЕБОВАНИЯ К ТРУБОУКЛАДОЧНЫМ СУДАМ

Требования настоящего параграфа  относятся к трубоукладочным  судам и баржам, осуществляющим укладку  трубопроводов на морское дно.

Судно-трубоукладчик должно иметь  класс Регистра или признанного  Регистром классификационного общества. Оно должно быть оснащено всеми необходимыми системами, устройствами и оборудованием для выполнения операций по укладке трубопроводов с учетом обеспечения соответствующей безопасности. Основные требования к судну отражаются в спецификации и относятся к следующему:

1. якорям, якорным цепям, тросам и якорным лебедкам;
2. раскреплению;
3. позиционированию и оборудованию по наблюдению за его осуществлением;
4. оборудованию динамического позиционирования и соответствующей системе координат;
5. системам сигнализации;
6. мореходным качествам судна в заданном районе;
7. крановому оборудованию;
8. трубопроводному монтажному оборудованию.

На судне должно находиться руководство  по техническому обслуживанию всех систем и оборудования, обеспечивающего безопасность действия в процессе выполняемых операций. Перед эксплуатацией судно, его оборудование и системы должны быть освидетельствованы Регистром.

Для раскрепления трубоукладочного судна  необходимо иметь карту расположения якорных устройств. Судно, осуществляющее укладку подвоных трубопроводов, должно работать в полном соответствии с предварительно утвержденной схемой расположения якорей, обеспечивая требуемые усилия на натяжных связях. Схема должна содержать следующую информацию:

1. предполагаемую трассу трубопровода и коридор для его укладки;
2. расположение существующих трубопроводов и установок; места, запрещенные для постановки на якорь;
3. положение каждого якоря и точки касания заземляющего кабеля;
4. положение судна при движении каждого якоря и рабочие координаты судна после остановки перемещения якоря;
5. управление якорями с учетом гидрометеорологических ограничений.

Необходимо определить минимальные  расстояния между якорями, якорными цепями (тросами), кабелями и любыми другими существующими стационарными конструкциями подводных устройств, трубопроводов и кабелей.

Требования к системе позиционирования и точности ее действия должны быть определены для каждого конкретного судна и соответствующих внешних условий. Точность горизонтального позиционирования должна полностью соответствовать требованиям к допустимым отклонениям осевой линии трубопровода при укладке. Для контроля позиционирования должны быть разработаны соответствующие системы контроля, установлены контрольные точки.

Системы позиционирования должны иметь, как минимум, 100%-ное резервирование для предупреждения ошибок или сбоев в позиционировании. Документация, отражающая, что система проверена в заданных пределах точности, должна быть подготовлена для ознакомления инспектору Регистра до начала работ по укладке трубопровода.

Судно, использующее систему динамического  позиционирования для «зависания» в требуемой точке, должно соответствовать требованиям Циркуляра ИМО MSC/Circ. 645 «Руководящие принципы для судов с системами динамического позиционирования».

До начала работ по монтажу необходимо осуществить проверку системы позиционирования с тем, чтобы убедиться, что все управляющие устройства работают в заданных пределах точности. Система дистанционного управления движителями должна проверяться в рабочем режиме вместе с системой определения координат местоположения судна, а также при различных вариантах возникновения отказов.

Системы контроля, аварийной сигнализации и резервные системы должны проверяться  в соответствии с принятыми методиками испытаний. Испытания должны проводиться  под наблюдением инспектора Регистра.

 

3. ЗАЩИТА МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

На строящиеся и уже существующие морские трубопроводы может и  оказывается влияние, которое в конечном итоге может привести к разрушению трубопровода, что может привести к серьёзным экологическим проблемам, а также ощутимым экономическим потерям, и выводу его из эксплуатации. В общем можно вывести две основных силы:

1. Влияние человека
2. Влияние природы

Основные два принципа защиты трубопровода от этих сил можно разделить на:

1. Механический
2. Химический

1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА

Основными видами воздействия на трубопроводы со стороны человека являются – повреждения трубопровода якорями и рыболовными тралами. Поэтому подводные трубопроводы на прибрежных участках трассы рекомендуется заглублять в траншеи. Величина заглубления трубопровода назначается в проекте в зависимости от инженерно-геологических, гидрометеорологических и других условии трассы трубопровода, однако эта глубина, считая от верхней кромки трубопровода, должна бить не менее 1 м на всем участке заглубленного трубопровода и не менее 2 м в береговой зоне.

В районах, в которых возможно вспахивание  льдом прибрежного грунта, трубопровод  должен быть заглублен на глубину, превышающую  глубину проникновения льда в грунт. Допускается применение других способов защиты против воздействия льда на трубопровод, если их надежность будет обеспечена (например, установка над трубопроводом бетонных плит или насыпи).

При определении величины заглубления  трубопровода следует учитывать  также следующие факторы. Расчетную  величину заглубления следует назначать  от наиболее низких отметок морского дна с учетом прогнозируемых его деформаций. Длина прибрежного участка, на котором трубопровод должен быть заглублен, выбирается в зависимости от рельефа дна и берега.

Детальные геологические изыскания  для определения величины заглубления трубопровода или его засыпки должны предупреждать образование провисающих участков трубопровода при местных размывах дна.

Засыпку траншей необходимо производить  только в том случае, когда естественный намыв грунта под воздействием волнения и течения будет продолжительным.

В тех районах, где морское дно  неустойчиво и может произойти  размыв, производятся периодическая  проверка состояния дна, насаждение искусственных водорослей, установка заграждений и т.п.

Трубопроводы, стояки и опоры стояков  должны быть надежно защищены от коррозии, вызываемой воздействием окружающей среды.

Система защиты от коррозии включает наружное защитное покрытие металлической поверхности трубопроводов, стояков и опор стояков во всех коррозионно-активных зонах и электрохимическую защиту металла трубопроводной системы превращением поверхности труб в катод электрохимического элемента.

Защита внутренней поверхности  трубопроводов и стояков требуется, если при укладке или эксплуатации они могут подвергаться коррозии или эрозии.

Транспортируемые газы рассматриваются как не эрозионные (не обладающие истирающим действием), если в них отсутствует пыль или скорость движения запыленного газа не превышает 12 м/с, и некоррозионными, если относительная влажность газа при минимальной температуре трубопровода меньше 80%, а точка росы при максимальном рабочем давлении и минимальной рабочей температуре на 5°С ниже температуры трубопровода.

На трубопроводах и стояках  следует применять наружные защитные покрытия, обеспечивающие их надежную работу на расчетный период эксплуатации.

Технические характеристики изоляционных покрытий (тип, толщина, физико-механические свойства, удельное электрическое сопротивление, устойчивость к действию микроорганизмов, а также способы испытания и контроля их качества) должны соответствовать требованиям проекта и отраслевых стандартов и специальной нормативно-технической документации (ГОСТ 9.015-74). Покрытие должно быть стойким к повреждениям при хранении, транспортировке, монтаже, эксплуатационных нагрузках и нагрузках окружающей среды.

Для стояков в зоне периодического смачивания устанавливается усиленная антикоррозионная защита, а при ее проектировании принимаются во внимание:

1. максимальная, минимальная и средняя температура углеводородов при эксплуатации;
2. температура поверхности стояка над и под водой;
3. частота изменения температуры при эксплуатации;
4. чередование увлажнения и высыхания;
5. сопротивление старения антикоррозионной зашиты под действием воздуха, морской воды и солнечной радиации;
6. совместимость различных материалов;
7. простота ремонта и ухода.

Одним из способов защиты в этой зоне может служить обшивка никелевыми сплавами, облицовка сталью, железобетоном, вулканизированной резиной, армированными пластиками и т.д.

2. ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА

Электрохимическую защиту осуществляют с помощью технологической системы, которая включает станции катодной защиты (или протекторы), анодные заземления, соединительные кабели и провода, изолирующие соединения, контрольно-измерительные пункты.

Электрохимическая защита от коррозии должна обеспечить достаточную защиту трубопровода и стояка на расчетный период их эксплуатации. Система защиты может быть рассчитана па более короткий период, если запланирована повторная установка анодных протекторов.

При проектировании электрохимической  защиты следует учитывать следующие основные факторы:

1. - удельное электрическое сопротивление изоляционного покрытия или общую площадь обнаженной поверхности трубопровода, подлежащую защите;
2. - продолжительность эксплуатации сооружения или необходимый срок действия защиты, а также состояние его на момент включения защитных установок;
3. - химический состав и температуру морской воды, и возможное их изменение во времени;
4. - скорость и направление течения, и его постоянство;
5. - содержание кислорода в морской воде или степень ее аэрации;
6. - возможные места подключения к источникам энергоснабжения и места контактов с трубопроводом

Противокоррозионную защиту стояков  в зоне периодического смачивания можно  осуществлять электрохимическим способом, при этом на поверхности стояка в  этой зоне следует закреплять гигроскопичный материал, обеспечивающий постоянный слой электролита, необходимого для распространения защитного тока.