Бестраншейный ремонт. Ремонтопригодность трубы после ГНБ

Наиболее распространённым методом работ на данный момент является технология горизонтально-направленного бурения. Этот метод применяется для проведения полного цикла по строительству и замене коммуникаций (прокладка газо- и нефтепровода, водопроводных труб, оптоволоконных сетей и сетей электроснабжения, а также замена старых труб новыми). В работе приведены примеры с использованием труб, изготовленных из различных материалов, таких как полиэтилен, ПВХ, сталь и другие. [2]

Преимуществами ГНБ является скорость прокладки, неразрушающие технологии, экологичность, возможность прокладки в труднодоступных местах, возможность ремонта и замены трубы без обширного вскрытия грунтов. Со стороны экологичности метода рассмотрим следующие аспекты:

• прокладка и ремонт трубопровода в зоне акваторий, переходов через водные преграды (рис.1);

• прокладка и ремонт трубопровода в зоне протекания грунтовых вод;

• прокладка труб методом ГНБ для гидравлической очистки от подземных загрязнений;

• прокладка и ремонт трубопровода при проходе заповедных зон;

• прокладка через мелкоструктурную свалку отходов для слежения дегазификации, дренажа и укрепления. [1]

Применение метода ГНБ и бестраншейных методов ремонта труб, при котором протаскивание трубы проходит под дном водной преграды снижает возможность образования деформаций и как следствие значительно снижает риски.

Эти же преимущества применимы и для взаимодействия с грунтовыми водами. Данная технология позволяет обходить водонасыщенные грунты, не повреждая водоносный слой и препятствует их загрязнению. Прогноз деформации при горизонтально-направленном бурении составляется на расчетный 3-х кратный период эксплуатации перехода (100 лет).

Очень важно отметить, что помимо изоляции окружающей среды от вредного воздействия бурения, горизонтально-направленное бурение применяется для очистки и контроля вредных загрязнений водоносных горизонтов и грунтов в области свалов и городских агломераций. Так этим способом прокладываются стокоотводящие трубы и трубы очистительных конструкций, дренажные конструкции и конструкции укреплений дна свалок опасных отходов. Это позволяет сохранить качество экологии окружающих территории и уменьшить распространение вредных веществ. [5]

Для России, страны с огромным количеством водных преград, искусственных сооружений (дамб, каналов), развитой сетью железных и автомобильных дорог, огромным числом природоохранных территорий важность применения метода ГНБ трудно переоценить.

Вхождение России в мировую энергетическую систему заставляет более широко применять горизонтально-направленное бурение на территории нашей страны, так как технология перспективна не только для ее нужд, но и гарантирует участие России в трансконтинентальных энергетических проектах. [6]

Рис.2. Ремонт участка трубы и замена на новую после ГНБ (статический метод)

Устранение повреждений труб, проложенных методом ГНБ

После проведения ГНБ ремонт трубы осуществляется при применении статического и динамического способов бестраншейных технологий (рис.2). Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки. За свою экологичность в России наиболее распространён метод статического ремонта и замены труб. [3]

Технология заключается в прокладке новых труб внутри старой трубы, ее разрушения и вдавливания ее остатков во вмещающие грунты. Это позволяет снизить влияние на окружающую среду, снизить контакт с грунтовыми водами, полностью избежать вибраций грунта и ударных волн, применяемых в динамическом способе.

Возможен так же метод калибровки, когда старая труба не разрушается, а остается внешней оболочкой, а новые трубы подбираются более мелкого калибра и втягиваются в нее.

Рис. 3. Схема устранения повреждений труб, проложенных методов ГНБ [1]

На схеме устранения повреждений труб показана основа выбора метода ремонта трубы и ее замены, частичной или полной (рис.3). При небольших нарушениях местного характера не несущих в себе постоянный повторяющийся характер труба приводится в рабочее состояние путем устранения дефекта. Это может быть вставка полиэтиленового вкладыша. Однако, при более несущих повреждениях, носящих постоянный или длительный характер, производится санация или замена трубы.

Санационные методы ремонта трубы

Наиболее распространенными методами санации являются:

• технология «труба в трубе», где внутри поврежденного металлического участка закрепляется полимерный фрагмент;

• метод напыления на участок подготовленной поверхности трубопровода цементного раствора с последующим выравниванием насадкой конической формы;

• прогрессивная технология проведения восстановительных работ при помощи технических роботов, которые эффективны при прохождении сложных поворотных участков для фиксации внутренних покрытий;

• технология использования полимерных вкладышей «U-лайн».

Методика санации применяется повсеместно на все типы труб и имеет множество преимуществ, из которых выделим:

• значительное продление срока эксплуатации отремонтированной трубы;

• работы по восстановлению не затрагивают проложенных рядом сетей;

• доступ к поворотным участкам изнутри;

• нет потребности в доступе экскаваторных машин (другой техники) к ремонтируемому фрагменту подземной траншеи;

• устойчивость к коррозии и абразивным повреждениям после полимеризации бесшовного вкладыша;

• внутренняя полимеризация большого отрезка снижает риск возникновения новых протечек;

• улучшение функционирования и темпа продвижения транспортируемой среды за счет гладкой внутренней поверхности;

• работы не наносят вреда экологии.

Методы замены поврежденного участка трубы

При сильных разрушениях трубы требуется замена участка, подверженного воздействию неблагоприятных условий и дальнейшее укрепление.

Самым востребованным на данный момент в мире является метод замены и ремонта труб с применением методики гидравлического разрушения, относящегося к статическим методам. Он заключается в разрушении старой трубы, с одновременной протяжкой по старому каналу новой, большего или равного диаметра, без вскрытия грунта.

Метод разрушения – самый распространенный способ замены трубопроводов во всем мире. Данная технология нашла широкое применение при замене чугунных, стальных, железобетонных и других видов трубопроводов на полиэтиленовые и трубы ПВХ.

Объективно необходимость в методе разрушения обусловлена следующими причинами:

1. Трубопроводные сети по всей России изношены на 70-90%. Основная часть стальных и чугунных трубопроводов прокладывались еще в СССР и попросту сгнили. В этих условиях для развития просто необходимо масштабное применение новых технологий строительства.

2. В условиях труднодоступности часто просто негде проложить коммуникации вне старых линий трубопроводов. Необходимость прокладки по старым, отработанным трассам едва ли не больше, чем прокладка новых трубопроводов.

3. Постепенно, практически повсеместно вступают в силу запреты на вскрытие дорожного полотна и на работы, проводимые открытым способом.

Положительные аспекты бестраншейных методов ремонта и замены труб

Из этого следует отметить основные преимущества метода ремонта и замены данным методом:

• работа проходит без вскрытия большой площади вмещающих грунтов;

• труба укладывается по старому каналу;

• высокая скорость прокладки трубопровода;

• относительно низкая себестоимость работы;

• возможность увеличение пропускной способности трубопровода;

• низкий уровень воздействий на окружающую среду и соответствие экологическим нормам.

Необходимые меры контроля при ремонте трубы в соответствии с нормами охраны окружающей среды Российской Федерации

Экологическими особенностями методики ГНБ и ремонта труб является необходимость контроля:

• осадки и смещения грунтового массива, зданий, сооружений и коммуникаций, их повреждение;

• выход бурового раствора на поверхность, в подземные сооружения и коммуникации;

• загрязнение грунтовых вод химическими и полимерными добавками к буровым растворам;

• загрязнение природной (городской) среды отработанным шламом, буровым раствором в местах расположения площадок бурения и ремонта. [6]

Рассмотрев данным метод и его модификации, отметим, что он является наиболее экологичным и часто применяемым. По статистике, его применение используется в 90% случаев в России и Зарубежном мире. Эти показатели постоянно увеличиваются за счет быстрого развития технологий и применяемой аппаратуры.

Литература

1. Рыбаков А.П. Основы бестраншейных технологий (теория и практика): Технический учебник-справочник – М.: ПрессБюро №1, 2005 – 304с.

2. Баландинский Е.Д., Васильев В.А. Бестраншейная прокладка инженерных коммуникаций – М.: ТИМР, 1991.

3. Рыбаков А.П. Новая технология бестраншейной прокладки трубопроводов – М.: Транспорт и подготовка нефти, 1996, №5.

4. Агарков А.М., Межуев Д.С., Тихонов А.А. Технология прокладки коммуникаций методом горизонтально-направленного бурения // Инновационная наука, 2017. – №5. – С. 43.

5. Менейлюк А.И., Петровский А.Ф., Борисов А.А. Новые области применения технологии горизонтально-направленного бурения / /Молодой ученый, 2015. – №8-1. – С. 28-32.

6. СТО НОСТРОЙ 2.27.17-2011 – М.:Издательство «БСТ», 2012 – 145с.

Авторы:

Варачев Игорь Валерьевич, магистрант, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин ФГОУ ВПО "Удмуртский государственный университет" Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева,

Галикеев Ильгизар Абузарович директор ООО "НПП "Горизонт", старший преподаватель кафедры бурения нефтяных и газовых скважин ФГОУ ВПО "Удмуртский государственный университет" Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева