Новые технологии нефтегазовому региону
|
Скачать 4.16 Mb.
|
Список литературы
Научный руководитель: Серебренников Д.А., к.т.н., доцент. Опыт использования телеуправляемых подводных аппаратов в строительстве морских газопроводов Дружбицкий И.С., Новицкий Д.В., ТюмГНГУ, г. Тюмень В настоящее время широко широкое распространение получает проблема обеспечения энергетической безопасности Евросоюза. Для этого в реализацию вступает все больше и больше программ по снабжению Европы газом. Основным поставщиком газа будет является Российская Федерация. Одним из вариантов решения этой проблемы является строительство магистральных газопроводов способных обеспечить потребности предприятий, а так же частных лиц. Многие из таких газопроводов будут пролегать по дну морей. Одной из таких связующих ниток является стрящийся в данный момент газопровод Выборг – Лубмин, реализуемый в рамках проекта «Северный поток». Такие проекты требуют соблюдения высокой точности и качества, что обеспечивается использованием перспективных технологий в сфере строительства магистральных газопроводов на морских акваториях. Широкое применение телеуправляемых подводных аппаратов (ТПА) позволяет сказать что без их помощи не возможно представить себе проведение обследовательских, поисково-спасательных, а так же гидрографических геологических и других исследовательских видов работ. Достижения науки последних лет позволили создать различные типы ТПА от небольших обследовательских систем до универсальных рабочих подводных аппаратов, траншеекопателей, трассоукладчиков и других видов. Основные виды телеуправляемых подводных аппаратов (ТПА) В зависимости от видов работ выполняемых работ и комплекса решаемых задач ТПА можно разделить на две группы: обследовательские ТПА и рабочие ТПА. Так же для классификации ТПА существуют различные характеристики, такие как: рабочая глубина аппарата, габариты аппарата, полезная нагрузка, наличие навесного оборудования, тип и мощность силовой установки и.др. Основным критерием все же является назначение ТПА. Основное назначение исследовательских аппаратов – проведение поисковых работ, обследование подводных объектов, установка исследовательского оборудования, например радиолокационных датчиков в направлении трассы трубопровода. Основное оборудование, которым комплектуются такие ТПА это видеокамеры различных типов, радиолокаторы секторного и бокового обзора, профилографы. Так же исследовательские аппараты оснащаются механическими манипуляторами для поднятия и перемещения объектов, а так же установки оборудования и взятия проб. Соответственно основной задачей рабочих ТПА является выполнение самого разнообразного спектра технических работ непосредственно на объекте. Список таких работ весьма велик: Это разнообразные виды земляных работ: разработка и засыпка траншеи под трубопроводы, кабели разнообразных диаметров и сечений, размыв заиленых конструкций, все работы по перемещению грунта. Все виды монтажных работ: монтаж и демонтаж трубопроводов, элементов конструкций подводного технологического, бурового оборудования, соединение металлических элементов с помощью сварки, гидрообразивная резка. Диагностические работы: проведение не разрушающего контроля. Поэтому основным оборудованием рабочих ТПА будут являться: гидромонитры, оборудование неразрушающего контроля, оборудование для резки металла, сварочное оборудование, подъемное, различное навесное оборудование типа установок гидрообразивной резки. Не сложно понять, что основной характеристикой рабочих аппаратов является величина полезной нагрузки. Которая в первую очередь определяет возможность установки на аппарат навесного оборудования и доставки различных грузов к месту производства работ. Последнее время все сложнее становится произвести разделение исследовательских и рабочих аппаратов, так как большинство рабочих ТПА могут выполнять функции исследовательских, и в то же время нести на себе весь вышеперечисленный комплекс рабочего оборудования и инструментов. Конструкция телеуправляемых подводных аппаратов ТПА представляет собой самодвижущуюся установку, которая получает электропитание с поверхности. Собственно ТПА представляет собой самодвижущуюся платформу на которую устанавливаются винтовые движители, обеспечивающие ее перемещение, а так же различное оборудование и инструмент для выполнения работ под водой. Как правило, основой конструкции ТПА является рама, выполненная из металла или полипропилена, а также специальные секции, обеспечивающие близкую к нейтральной плавучесть ТПА. Электронные приборы управления и контроля размещаются в прочных контейнерах, рассчитанных на максимальную глубину погружения аппарата. ТПА имеет несколько движителей, которые обеспечивают движение аппарата в трех направлениях: вертикальном, продольном и поперечном. Иногда движители делают поворотными. В качестве силовой установки используется либо прямой электропривод, либо гидравлический привод. Прямой электропривод используется в основном в аппаратах обследовательского класса. В этом случае электроэнергия подается непосредственно к электромоторам движителей аппарата. За счет электропривода можно обеспечить легкость и компактность аппарата. При использовании гидропривода электроэнергия, подаваемая к аппарату, приводит в движение гидромотор гидравлической силовой установки. Моторы движителей в этом случае имеют гидравлический привод. Иногда для привода навесного инструмента (гидромонитор, тросорез и т.п.) делают отдельный гидравлический контур, что повышает живучесть основной гидравлической системы. Основные технические характеристики ТПА К основным техническим характеристикам ТПА относятся: - Массогабаритные показатели - Полезная нагрузка - Рабочая глубина - Максимальная скорость хода в трех направлениях - Мощность силовой установки Данные характеристики определяют в основном функционаьные возможности ТПА. Сравнение ТПА по основным характеристикам не всегда дает ясное понимание преимуществ и недостатком сходных моделей различных фирм-изготовителей. Поэтому при выборе конкретной модели ТПА необходимо знание и других характеристик, таких как тип привода движителей, возможность установки вспомогательного оборудования, конструкция несущей рамы и основных узлов, мощность (упор) движителей, ремонтопригодность, периодичность технического обслуживания, стоимость запасных частей и т.д. Далее на примере конкретных моделей ТПА мы рассмотрим влияние и взаимосвязь основных и вспомогательных характеристик ТПА на их функциональные возможности. Применение ТПА Для использования ТПА необходим целый комплекс взаимосвязанного технически сложного и дорогостоящего оборудования. Набор этого оборудования и стоимость конкретной комплектации зависит в основном от глубины использования аппарата и возможностей обеспечивающего судна. Различают два режима использования ТПА в зависимости от глубины: так называемый «плавающий» и глубоководный. Для каждого типа ТПА в зависимости от его мощности эта глубина различна. В «плавающем» режиме аппарат непосредственно спускается за борт обеспечивающего судна при помощи спуско-подъемного устройства (СПУ) практически любого типа. Тип СПУ и его необходимость определяются весом и гибкостью кабель-троса, который необходимо вытравливать за борт по мере удаления ТПА, и выбирать на борт при возвращении ТПА. Далее ТПА самостоятельно достигает объекта работ, находящегося на определенном расстоянии и глубине от обеспечивающего судна. Чем больше абсолютное удаление ТПА от обеспечивающего судна, тем большое возмущение движению аппарата под водой создает кабель-трос. Это объясняется как большим весом кабель-троса, так и воздействием течения на него. Поэтому максимальная глубина использования аппарата и удаление его от обеспечивающего судна определяются мощностью конкретного аппарата. Для обследовательских аппаратов максимальная глубина в «плавающем» режиме составляет 50-300 метров, для рабочих, как правило, не превышает 1000 метров. В глубоководном режиме ТПА опускается за борт с использованием системы глубоководного погружения (СГП). СГП представляет собой специальный контейнер, или как его иногда называют «гараж», имеющий свою собственную лебедку с кабель-тросом длиной не более 300 метров. Спуск за борт аппарата в гараже или с установленной на нем лебедкой производят на кабель-тросе повышенной прочности при помощи специального СПУ. Достигнув рабочей глубины, ТПА выходит из «гаража» или отсоединяется от захвата установленной на нем лебедки. При этом кабель-трос сматывается с лебедки, установленной в «гараже» или подвешенной к армированному кабель-тросу. Специальная телекамера со светильниками, установленная на СГП, позволяет оператору на поверхности контролировать процесс выхода/захода аппарата в СГП. Одним из преимуществ использования СГП является более быстрое погружение аппарата, т.к. скорость погружения определяется скоростью вращения лебедки СПУ, а не скоростью движения аппарата в вертикальном направлении, которая относительно невелика. Это становится особенно заметным при работе на больших глубинах. Управление движением аппарата осуществляется с надводного пульта, имеющего специальные рукоятки в виде джойстика для управления его движителями, штатными поворотными устройствами (как правило, для телекамер) и светильниками. Управление различным навесным оборудованием осуществляется с отдельного пульта. Отображение информации от телекамер и гидроакустических приборов осуществляется на соответствующих мониторах. Все управляющие устройства и блок питания (трансформатор), как правило, размещаются в специальном контейнере управления, оборудованном громкоговорящей связью для подачи команд оператору СПУ. Управление ТПА осуществляют двое человек. Один из них управляет движением аппарата (пилот), второй управляет работой навесного оборудования и дает рекомендации пилоту. Спуско-подъемное устройство представляет собой лебедку с токопереходом для кабель-троса, кран или А-образную стрелу и гидравлическую насосную станцию для привода механизма лебедки и крана. Использование ТПА возможно практически с любых судов, имеющих штатные грузо-подъемные устройства и необходимые площади (помещения) для размещения вспомогательного оборудования. Для выполнения работ судно должно быть оснащено системой динамического позиционирования. Навигационная система обеспечивающего судна должна иметь возможность постоянного определения текущих координат. Для определения места ТПА относительно судна и в абсолютных географических координат обычно используют специальную систему позиционирования ТПА (так называемую трекинг-систему). При этом на ТПА устанавливается гидроакустический маркер, а на обеспечивающем судне приемники сигнала от маркера. По сигналам от маркера определяется положение ТПА относительно судна обеспечения и в конечном итоге абсолютные координаты ТПА. Как уже отмечалось выше, благодаря своим функциональным возможностям ТПА применяются при выполнении самого широкого спектра работ под водой. Прежде всего, это визуальное и гидроакустическое обследование различных объектов: подводных трубопроводов, кабельных трасс, конструкций буровых платформ, причальных сооружений, различных затонувших объектов, объектов ловли рыбы и промышленного производства морепродуктов. Наибольшее применение ТПА получили при добыче нефти и газа на континентальном шельфе. ТПА применяются при обследовании и разметке места предполагаемого месторождения, подготовке его к установке платформы и трубопроводов, монтаже конструкций платформы. Во время добычи углеводородов ТПА производят обслуживание сложного подводного оборудования: различных клапанов, задвижек и т.п. Кроме того, производится периодическая инспекция всех подводных конструкций, в том числе с применением приборов неразрушающего контроля: толщиномеров, дефектоскопов сварных швов и т.п. При прокладке подводных коммуникаций – кабелей, трубопроводов – все большее применение находят гусеничные ТПА или ТПА комбинированного типа. Последние представляют из себя модуль, подобный обычным ТПА, который может использоваться как в традиционном «плавающем» режиме, так и устанавливаться на гусеничную базу. Широко применяются ТПА военно-морскими силами. Это работы по поиску и подъему затонувшей техники, оружия и боеприпасов, установка и демонтаж различных систем вооружения (прежде всего гидроакустических). Отдельную задачу представляет поиск и уничтожение мин. Особую актуальность последнее время приобрело использование ТПА для оказания помощи аварийным подводным лодкам, лежащим на грунте. Помимо обследования ТПА могут устанавливать гидроакустические маркеры, подавать предметы снабжения в прочных контейнерах через торпедные аппараты, присоединять шланги вентиляции отсеков и продувки цистерн главного балласта, очищать от ила и посторонних предметов комингс площадку для присоединения спасательного колокола или аппарата. Таким образом, ТПА могут практически полностью заменить труд водолазов-глубоководников и обеспечить выполнение спасательных работ с большей эффективностью и за меньшее время. Активно развивающиеся миниатюрные ТПА широко применяются для обследования отсеков затонувших кораблей, обследования гидротехнических сооружений, различных емкостей и цистерн большого размера. Кроме того, ТПА находят применение в области рыболовства и рыбоводства, охраны окружающей среды. При помощи ТПА обследуются морская фауна и флора, орудия лова рыбы и морепродуктов, различные объекты, представляющие опасность для окружающей среды. Разработка грунта с помощью энергии направленного взрыва Ермаков Р.Г., Пономарева Т.Г., ТюмГНГУ, г. Тюмень В последнее время проводятся исследования по прикладной геодинамике взрыва. Начало формирования и развития данного научного направления положено с 1965 года. Развитие взрывных технологий приводят к постановке новых задач, требующих разработки соответствующих методик, теоретических и экспериментальных исследований. Взрывы зарядов со сложной конфигурацией (например, удлиненной цилиндрической формы и переменного сечения), требуют решения в двухмерном пространстве с применением метода суперпозиции, а также новых подходов к формулированию начальных и граничных условий. Технологии получения взрывом открытых выемок в грунтах моделируются с учетом критерия Фруда, что дает возможность упростить задачу, так как в этом случае имеем дело лишь с двумя условиями подобия. При этом процесс образования воронки выброса рассматривается лишь в начальной (момент подачи импульса к заряду) и конечной (до момента прекращения движения грунта и продуктов взрыва) стадиях, исключив из анализа трудно учитываемые скорости, ускорения грунта в процессе его рыхления. Решения выполняются с привлечением аппарата теории размерностей в предположении, что воронки будут подобными, если энергия заряда пропорциональна четвертой степени масштаба. Аналитические решения выполняются, главным образом, с использованием метода конформных отображений, а при невозможности построения двух вспомогательных областей - методом краевых задач. Использование энергии взрыва как полезной и эффективной силы неотъемлемо связано с обеспечением безопасности этих работ. Последние регламентируются "Едиными правилами при ведении взрывных работ. Методы взрывных работ и взрывчатые вещества (ВВ) представлены рис. 1.   Рис. 1. Методы и взрывчатые вещества при взрывных работах После выбора метода и взрывчатых веществ, проводятся подготовительные работы и мероприятия по защите действующих сооружений рис.2. Бурение выполняется станками с погружным пневмо-ударником, шарошечного и вращательного бурения, ударно-канатного бурения, пневматическими бурильными молотками, электрическими и пневматическими сверлами. Взрывчатые вещества и средства взрывания подготавливаются непосредственно перед заряжанием шпуров и скважин. Подготовка состоит из следующих операций: - подготовка и размельчение ВВ в разминальном ящике или непосредственно в мешках - на месте работ; - затаривание размельченных ВВ и доставка к месту работ; - изготовление патронов с осмолкой гильз для мокрых грунтов; - подбор и проверка электродетонаторов, их наращивание концевыми проводами длиной до 7 м; - заготовка зажигательных трубок при длине отрезков огнепроводного шнура до 3 м и более. В целях механизации трудоемких работ по подготовке ВВ и их заряжанию используются специальные зарядные машины для заряжания скважин гранулированными или водонаполненными ВВ. Показатель действия взрыва может иметь значение n > 1 при проектировании взрыва на выброс или n<1,0, когда требуется рыхление породы без выброса. Взрывание на выброс применяется для образования выемок и может осуществляться с выбросом грунта в одностороннем или двухстороннем направлении. При одностороннем взрыве заряды в рядах взрываются в определенной очередности, то есть способом замедленного взрывания с интервалами замедления от 150-200 мс до 2 с и более. Замедление взрывания осуществляют с помощью присоединения к зарядам разной длины отрезков огнепроводного шнура при огневом и электродетонаторами замедленного действия при электрическом способе взрывания. Направление замедления зарядов противоположно направлению выброса грунта. Удельный расход зарядов для рыхления (Кз) принимают по табл. 1.
Примечание: а показатель взрыва принимают n<0,75. При n<0,75 видимая воронка от взрыва не образуется, энергия взрыва ограничивается дроблением и вспучиванием разрыхляемого грунта. Исследования волновых процессов при взрывах удлиненных зарядов и линейно рассредоточенных отдельных зарядов, взрываемых одновременно, показали, что в этом случае наблюдается асимметрия в интенсивности сейсмических волн в направлении оси заряда (или вдоль линии скважин) и поперек ее (поперек линии скважин). Проведен анализ существующих методов снижения интенсивности, воздействия сейсмовзрывных волн на охраняемые объекты в 1,5...2,5 раза с помощью создания перед объектом искусственной преграды в виде цепочки полостей, полученных взрывом ряда вертикальных цилиндрических зарядов. Весьма актуальной является в настоящее время проблема компьютеризации расчетных методов проектирования и ведения взрывных работ. Создание автоматизированных систем управления способами взрывного разрушения горных массивов на основе анализа данных о структуре и механических свойствах разрушаемой среды. Актуальна также разработка экологически безопасных способов и создание методов снижения экологических последствий, ведения взрывных работ.  Рис. 2. Работы перед основным этапом проведения разработки грунта энергией взрыва Рассматриваемый метод разработки грунта энергией взрыва имеет ряд достоинств и недостатков, которые представленные на рис. 3.   Рис. 3. Достоинства и недостатки метода «энергии взрыва» Анализируя существующие методы взрыва можно отметить следующие: - что влияние конструктивных особенностей цилиндрического заряда на интенсивность сейсмовзрывной волны и закономерностей ее затухания с расстоянием, что позволяет не только более точно прогнозировать сейсмобезопасное ведение ВР, но и определять значения параметров сейсмовзрывных волн; - что при взрыве рассредоточенных зарядов сейсмоэффект существенно больше, чем при взрыве сосредоточенного заряда эквивалентной массы; - что период колебаний зависит от радиуса заряда, а не от его массы, что в корне меняет определения параметра, как частота вынужденных колебаний грунта. Таким образом «земляные работы без грязи» - казалось бы, подобная формулировка неприменима в сооружении нефтегазовых объектов. Однако новые технологии в строительстве позволяют сократить продолжительность и трудоемкость земляных работ, используя метод подземного взрыва. Список литература 1 Викторов С.Д. Современные проблемы разрушения массивов горных пород. www.grantclub.da.ru |
||||||||||
Похожие:
 |
Новые технологии нефтегазовому региону Новые технологии – нефтегазовому региону [Текст] : материалы Всероссийской научно-практической конференции. Т. 2; под ред. В. И.... |
|
Новые технологии нефтегазовому региону. Материалы региональной конференции... Новые технологии – нефтегазовому региону. Материалы региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.– Тюмень: Тюмгнгу,... |
 |
Инструкция по размещению материалов Всероссийского конкурса методических... Всероссийского конкурса методических и управленческих проектов «новые технологии – новые возможности» |
|
Курсовая работа с аптечной технологии лекарств на тему: «Совершенствование... На базе новейших научных открытий создаются принципиально новые, более совершенные и производительные технологические процессы,... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплина: квантитативная лингвистика... Программа дисциплины «квантитативная лингвистика и новые информационные технологии» 4 |
|
Пояснительная записка Стремительное развитие информационных и коммуникационных... Школьникам, которые сегодня сидят за партами, предстоит осваивать новые профессии, новые технологии, решать новые задачи. Школьное... |
|
Николая Анатольевича Попова посвящается пенобетон: новое в основах технологии Предложены следующие новые приёмы в технологии неавтоклавного пенобетона без наполнителей и заполнителей, а также изделий на его... |
|
Новые технологии Систематические ошибки в рассуждениях, потенциально влияющие на оценку глобальных рисков 159 |
|
О проведении пуско-наладочных работ Общество с ограниченной ответственностью «Новые технологии инжиниринг», именуемое в дальнейшем |
|
Интерактивная доска в образовательном процессе Новые информационные технологии, безусловно, играют в этом смысле положительную роль |
|
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Новые разделы информатики» Данные методические указания «Мультимедиа технологии»к лабораторным работам могут быть полезны студентам и преподавателям смежных... |
|
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Новые разделы информатики» Данные методические указания «Мультимедиа технологии»к лабораторным работам могут быть полезны студентам и преподавателям смежных... |
|
Англо-русский словарь по нефтегазовому делу ... |
|
Новые медицинские технологии Метод интрамиокардиальной клеточной трансплантации с прогностическими критериями его клинической эффективности у больных с тяжелой... |
|
Региональная благотворительная общественная организация «центр лечебной педагогики» Психолого-педагогическая помощь детям с ограниченными возможностями здоровья: современные подходы и новые технологии |
|
Центр психолого-медико-социального сопровождения На IV всероссийский конкурс психолого-педагогических программ «Новые технологии для «Новой школы» |