СОБЫТИЯ

Итоги XXIII Международной специализированной выставки «РОС-ГАЗ-ЭКСПО 2019»

XXIII Международная специализированная выставка газовой промышленности и технических средств для газового хозяйства «РОС-ГАЗ-ЭКСПО» прошла с 1 по 4 октября 2019 г. в Санкт-Петербурге в рамках IX Петербургского международного газового ...

В Омском политехе обсудили проблемы трубопроводного транспорта

30 октября в Омском государственном техническом университете прошла III Всероссийская научно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт углеводородов». Вот уже в третий раз ОмГТУ становится площадкой для обсуждения ...

Экспортный потенциал российских компаний был представлен ПМГФ-2019

«Единым окном» для экспортно-ориентированных российских компаний нефтегазовой отрасли выступил Российский экспортный центр (РЭЦ), который в третий раз принимал участие в качестве партнера IX Петербургского международного газового ...

В России хотят запретить пластиковые пакеты

Роспотребнадзор готовит законопроект, который подразумевает постепенный отказ от пластиковых пакетов. Это позволит сократить негативное влияние на природу, а также ее загрязнение пластиком. Инициативу Роспотребнадзора уже поддержали ...

Авиакомпаниям компенсируют расходы на топливо

Владимир Путин поручил Правительству компенсировать авиакомпаниям расходы на керосин из-за роста его стоимости. Повышение цен на топливо создает системные риски для всей отрасли. Правительство во главе с Дмитрием Медведевым должно до 1 ноября ...

Актуальные направления совершенствования конструкции подкапывающей машины

Ю. А.Федотенко, канд. техн. наук, доц., Д. В. Булаева

Аннотация

В статье рассмотрен способ удаления грунта под трубопроводом подкапывающей машиной.

Обозначены актуальные направления исследования конструкции подкапывающей машины

Введение

К настоящему времени общая протяжённость эксплуатируемых в России магистральных нефтегазотрубопроводов, включая промысловые, газораспределительные трубопроводы, приближается к одному миллиону километров (980 тыс. км). Поддержание действующих систем в исправном состоянии необходимо для безопасного функционирования всего топливно-энергетического комплекса страны [1].

Повреждения на магистральных трубопроводах наносят не только большой экономический ущерб из-за потерь продукта и нарушения непрерывного процесса производства в смежных отраслях, но могут сопровождаться загрязнением окружающей среды, возникновением пожаров и даже человеческими жертвами.

Анализ причин аварий и инцидентов на магистральных трубопроводах показал, что одной из основных причин повреждения трубопроводов являются механические повреждения при проведении ремонтных работ трубопровода (рис 1.)

Рисунок.1. Анализ причин аварий и инцидентов на магистральных трубопроводах

1 – технологические причины (35%); 2 – механическое воздействие при проведение земляных работ (23%);

3 – брак строительно-монтажных работ (20%); 4 – коррозия (12%);

5 – заводской брак (10%).

Анализ основных причин механических повреждений, по которым происходят аварии и инциденты, можно разделить на 5 групп (рис. 2.):

- повреждение трубопровода рабочими органами землеройно-транспортных машин (40%);

- повреждение патрубков (54%);

- нанесение дефектов при выполнении земляных работ для устранения дефектов выборочным способом (4,5%);

- при монтаже и демонтаже ремонтных конструкций (1,5 %).

В связи с этим в нефтегазовой индустрии считается, что основой повышения надёжности, безопасности и качества проводимых ремонтных работ  магистральных трубопроводов является применение эффективного технологического оборудования при проведении ремонтных и строительных работ трубопровода.

Рисунок. 2. Основные причины механических повреждений

1 – повреждение трубопровода рабочими органами  ЗТМ (40%); 2 – повреждение патрубков (54%); 3 – нанесение дефектов при выполнении земляных работ для устранения дефектов выборочным способом (4,5%); 4 – при монтаже и демонтаже ремонтных конструкций (1,5%).

Описание задачи

В проведении ремонтных работ участвует целый парк специализированных машин, В число которых входят бульдозеры, одноковшовые экскаваторы, подкапывающая машина, которая предназначена для разработки и удаления грунта из-под  ремонтируемого трубопровода, предварительно вскрытого сверху и с боков, очистная машина для снятия оставшегося грунта и старой изоляции.

В промышленности применяются подкапывающие машины с роторными цилинд-рическими рабочими органами. Крутящий момент на рабочие органы передаётся от электродвигателей. Для перемещения вдоль трубы машина имеет задний толкающий и передний тянущий приводы перемещения тележки с режуще-отвальным органом по трубопроводу. В качестве источника энергии для подкапывающей машины используют передвижную электростанцию, которая передвигается вдоль ремонтируемого трубопровода (рис 3.)

На сегодняшний день исключение из отряда специализированной техники подкапывающей машины и проведение ремонтных работ по вскрытию траншеи с помощью только бульдозеров и одноковшовых экскаваторов не может обеспечить необходимую безопасность ремонтных работ по причине того, что одноковшовые экскаваторы имеют ряд существенных недостатков:

- плохая видимость оператора экскаватора в процессе подкопа трубопровода;

- сложность конструкции – сложность поворота ковша в сторону в стеснённых условиях, т. е. необходимо дополнительно расширять траншею;

- опасность повреждения трубопровода ковшом экскаватора.

По наблюдениям Фонда развития трубной промышленности, с 2006 года отмечается рост случаев массового использования бывших в употреблении труб при строительстве промышленных объектов и объектов жизнеобеспечения. По оценке российских трубных компаний, рынок б/у труб составляет около 700 тыс. тонн. Ориентировочная стоимость б/у труб составляет 17-25 тыс. рублей за тонну – это в разы меньше стоимости трубы. Только в России свыше 90 предприятий, которые тем или иным способом «восстанавливают» трубы.

Поэтому, исключая подкапывающую и очистную машины из отряда специализированной техники, мы исключаем возможность повторного использования трубы, так как извлечение трубы при помощи одноковшового экскаватора методом «выдёргивания» наносит трубе дефекты, которые делают её непригодной для дальнейшего использования.

Однако при работе подкапывающей машины на связных и плотных грунтах на режущих роторах возникают большие сопротивления копания грунта, что приводит к снижению скорости передвижения машины, и именно поэтому на сегодняшний день подкапывающая  машина – это машина с самой низкой скоростью передвижения из всего отряда специализированной техники. Очистка подтрубного пространства рабочими органами подкапывающей машины не в полной мере соответствует условиям качества, установленные на рабочем органе подкапывающей машины резцы не обеспечивают максимальный вынос грунта из-под трубного пространства – практически они только рыхлят грунт, а не удаляют его в боковые приямки.

Следовательно, необходимо проведение теоретических и экспериментальных исследований для создания высокоэффективных рабочих органов подкапывающей машины.

Решение проблемы

Одним из актуальных направлений совершенствования конструкции подкапывающей машины на сегодняшний день является разработка, выбор и обоснование конструктивных параметров режущих элементов рабочего органа подкапывающей машины, которые должны быть на основе теоретических и экспериментальных исследований.

Для проведения экспериментальных исследований разработан план эксперимента.

Цель экспериментальных исследований: получение экспериментальных зависимостей геометрических параметров резца рабочего органа подкапывающей машины.

Задачи экспериментального исследования:

1. Установить влияние геометрических параметров резца (кривизна лопасти, ширина лопасти, длина лопасти и т. д.)  на величину силы сопротивления копанию грунта.

2. Получить численные значения силы сопротивления копанию грунта резцами рабочего органа подкапывающей машины.

3. По результатам экспериментальных исследований рассчитать коэффициенты регрессии, составить математическое описание и провести  оценку значимости коэффициентов регрессии.

4. Провести  анализ адекватности (соответствия) полученного уравнения действительному течению процесса влияния геометрических параметров резца рабочего органа подкапывающей машины на величину силы сопротивления копанию грунта и качество очистки подтрубного пространства.

5. Используя полученное уравнение, установить рациональные геометрические параметры резца рабочего органа подкапывающей машины.

Библиографический список

1. Ю. А. Федотенко, Л. Н. Киселёва. Новые возможности подкопочной машины //Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). 2007. Выпуск 5. С. 241 -244.

2. А. М. Завьялов, Д. А. Малых. Математическая модель взаимодействия рабочего оборудования подкапывающей машины с грунтом //Строительные и дорожные машины. 2004. № 10. С. 33-36.

НГС№1 2014


Категория статьи: Транспортировка углеводородов

К содержанию журнала
Яндекс.Метрика