НГПО. Ремонт и мотаж НПО. А. А. Раабен п. Е. Шевалдин н. Х. Максутов ремонт и монтаж
 Скачать 2.04 Mb.
|
|
§ 8. РЕМОНТ ТРУБОПРОВОДОВ В процессе эксплуатации трубопроводы и их элементы изнашиваются. В основном трубопроводы подвержены коррозионному и эрозионному износам, поэтому основная задача заключается в устранении их причин. Нарушение условий эксплуатации может привести к аварийному выходу трубопровода из строя: разрыву трубы, отрыву фланца, выбиванию прокладки, ослаблению болтовых соединений и др. Состояние трубопровода систематически контролирует персонал. Периодически трубопроводы подвергают наружному осмотру. Данные наблюдений и контрольных измерений размеров, характеризующие состояние трубопровода, заносят в эксплуатационный журнал. Проверку и испытание трубопроводов, подведомственных органам Госгортехнадзора, производят в сроки, оговоренные в регистрационном журнале. Тщательная ревизия трубопроводов осуществляется при плановых ремонтах. Однако трубопровод по различным причинам может выйти из строя в межремонтный период, поэтому за трубопроводом должно быть установлено тщательное наблюдение. Действующий трубопровод может быть не только разрушен, но и забит твердыми отложениями или парафином. Пропуски в действующих трубопроводах определяют визуально, по появлению запаха или изменению режима перекачивания, например по снижению давления или подачи. Ремонтируемые трубопроводы должны быть полностью освобождены от продукта. Дефекты могут быть быстро выявлены при измерении толщины стенки ультразвуковыми дефектоскопами. Замеры производят по всему периметру трубопровода. Особенно тщательно измеряют толщину стенки труб на крутых изгибах, где износ наблюдается раньше, чем на прямых участках. Кроме нарушений условий эксплуатации аварии трубопровода могут быть вызваны различными причинами. Большинство из них обусловлено некачественным монтажом. Авария сопровождается обычно полным или частичным разрушением сварных стыков, разгерметизацией фланцевых соединений и разрушением трубы. Несвоевременно обнаруженный дефект трубопровода также приводит к аварии. Любая авария должна быть ликвидирована после остановки перекачки и соответствующей подготовки. Однако в некоторых случаях можно избежать полного отключения трубопровода и обеспечить нормальную эксплуатацию его до очередного планового ремонта с помощью временных мер. Пропуски на поверхности трубы или сварных швах можно ликвидировать наложением хомутов. Для этого по форме трубы изготовляют хомуты или скобы с накладками. Их устанавливают на дефектный участок таким образом, чтобы при стягивании хомутов или скоб прокладка (асбест, паронит, резина, свинец, фторопласт и др.) оставалась зажатой между трубой и хомутом и заполняла неплотности в трубе или сварном шве. Ширина хомута или накладки должна быть такой, чтобы при стягивании не раздавить трубу. Хомут должен обладать достаточной прочностью и жесткостью, т. е. его толщину необходимо точно определить. Иногда для большей надежности хомут приваривают к трубе. Материал прокладок зависит от условий работы трубопровода: давления, температуры и свойств перекачиваемой среды. Прокладка не должна растворяться или разрушаться средой при длительной эксплуатации в рабочих условиях. Для водопроводов с температурой воды до 100 °С и нефтепроводов при давлении до 1,6 МПа можно применять прокладки из картона. В водопроводах и кислотопроводах используют мягкую резину. Обычную резину можно применять при температуре не выше 50 °С. Следует помнить, что она нестойка в нефтепродуктах. В трубопроводах для газа, пара, нефтепродуктов, горячей воды и других жидкостей при давлениях до 4 МПа и температуре до 400°С устанавливают прокладки из паронита (прессованная смесь асбеста и резины). Для сред при давлении до 10 МПа и температуре до 300 °С успешно применяют асбоалю- миниевые прокладки. Широко используют полимерные материалы. Аварию, вызванную разрывом сварного шва, устраняют, удаляя дефектный участок с последующей заваркой. Если участок дефекта большой и его нельзя устранить наложением хомутов, его заменяют. Для этого трубопровод освобождают от продукта, и участок длиной, равной не менее одному диаметру трубы, вырезают. Заранее приготовленный кусок трубы вставляют вместо вырезанного участка и приваривают к трубопроводу после проверки стыков. При ремонтных работах используют в основном ручную электродуговую сварку, при этом особенно важно правильно выбрать электроды. Для сварки труб из углеродистой и малолегированной стали применяют электроды марок ОММ-5 МЭЗ-04, УОНИ-13/5, СМ-11, УП-2 и др. Пропуски во фланцевых соединениях обычно обусловлены плохой подгонкой соприкасающихся поверхностей, дефектами этих поверхностей, некачественной прокладкой и недостаточной подтяжкой болтов и шпилек. Для ликвидации утечки сначала подтягивают болты. Если утечка не устраняется, меняют прокладку. Для этого разъединяют фланцевое соединение, фланцы раздвигают на ширину, несколько большую толщины новой прокладки, с помощью распорного клина. Перед установкой новой прокладки уплотняющие поверхности тщательно очищают и проверяют отсутствие на них раковин или забоин. Если фланцы имеют дефекты, они должны быть заменены. Плановый ремонт трубопроводов предусматривает замену определенных участков труб с фланцами и крепежными деталями. Трубы отбраковывают, если их толщина в результате износа не обеспечивает заданные параметры эксплуатации. Для каждого трубопровода установлены предельные нормы износа. После ремонта трубопроводы испытывают на плотность и прочность. Все стыки трубопровода должны быть доступны для визуального осмотра. Сварные швы полностью или выборочно подвергают контролю с помощью рентгеновских или гамма-лучей, магнитографированием или ультразвуком. Ремонтный участок опрессовывают водой под давлением 1,25—1,5 рабочего давления, но не менее 0,2 МПа. При испытательном давлении трубопровод выдерживают в течение 5 мин, затем снижают давление до рабочего и приступают к осмотру. Сварные швы должны быть герметичными, запотевание также не допускается. Если испытание производят сжатым воздухом, неплотности обнаруживаются по появлению пузырьков мыльной эмульсии, нанесенной на швы. Все трубопроводы надежно заземляют для предотвращения образования зарядов статического электричества. При плановых ремонтах проверяют также опоры и подвески трубопроводов. Контрольные вопросы В чем заключается ремонт задвижек оборудования устья скважин? Какие работы выполняют при текущем и капитальном ремонтах станков-качалок? Расскажите об особенностях ремонта плунжеров и клапанов глубинных штанговых насосов. Каковы основные неполадки в работе газомотокомпрессоров? В каком порядке разбирают погружной центробежный насос? Какие работы входят в текущий и капитальный ремонты оборудования для подземного ремонта скважин и воздействия на призабойную зону? Как контролируют качество сварных швов резервуаров? В чем заключается ремонт центробежных насосов? Как устраняют утечки на дефектных участках трубопроводов? Какими методами испытывают трубопроводы на плотность и прочность? ГЛАВА VIII ПОДГОТОВКА К МОНТАЖНЫМ РАБОТАМ Технологический процесс монтажа — совокупность операций по подготовке строительной площадки, сооружению фундаментов, доставке оборудования к месту монтажа и расположению его на площадке, установке и пуску смонтированного оборудования. Особенности проведения монтажных работ в нефтяной и газовой промышленности заключаются прежде всего в многочисленности применяемых типов буровых установок, монтажных схем и методов строительства при монтаже бурового оборудования; тесной зависимости выбора монтируемого оборудования от геологических условий района (пластового давления, притока нефти, режима эксплуатации скважины и др.) при монтаже эксплуатационного оборудования. В большинстве случаев монтаж осуществляется в районах, удаленных от железных дорог, часто в условиях бездорожья, что требует максимальной типизации проектов и применения индустриальных методов. § 1. СООРУЖЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ, ДОРОГ И ОСНОВАНИЙ ПОД ОБОРУДОВАНИЕ В процессе работы вышки буровое и эксплуатационное оборудование испытывает значительные вибрации, вызываемые нагрузками и инерционными силами, развивающимися в системе передаточных механизмов. Поэтому фундамент должен обеспечить нормальную работу всей установки, воспринимая вибрации и опрокидывающие моменты. Он дает возможность независимо от рельефа местности установить оборудование по уровню и в строгом соответствии с монтажной схемой. Фундаменты под вышки, буровое и эксплуатационное оборудование должны удовлетворять следующим требованиям. Масса фундамента должна быть достаточной для восприятия вибрационных нагрузок и опрокидывающих моментов. Удельное давление на грунт не должно быть больше допустимого для данного вида породы. Ниже приведены удельные давления, допустимые для различных пород, МПа:   Фактическое напряжение сжатия материала фундамента при наибольшей нагрузке не должно превышать допустимое для данного материала. Фундамент должен быть жестким: расшатывающие усилия, возникающие в процессе работы, не должны влиять на устойчивость фундамента и его прочность. Материал фундамента должен быть устойчивым к температурным и другим атмосферным воздействиям. Фундамент должен быть прочным и сооружен с минимальными затратами труда, материалов и времени. Фундаменты под буровую вышку должны позволять устанавливать противовыбросовое оборудование. Размеры фундамента и глубина его заложения определяются прежде всего видом оборудования и глубиной скважины. В зависимости от характера использования фундаменты подразделяют на стационарные и передвижные. Стационарные фундаменты непрактичны ввиду их однократного использования. Возведение их требует больших затрат времени, в результате чего срок строительства скважины значительно увеличивается. Передвижные фундаменты, представляющие собой комплекс блоков из различных материалов, могут быть использованы многократно. Время, затрачиваемое на их строительство, значительно сокращается. В зависимости от назначения скважины и типа оборудования для сооружения фундамента применяют лесоматериалы, бетон и металлоконструкции. Конструкции фундаментов определяются размерами, массой оборудования и сроками работы. При монтаже стационарного эксплуатационного оборудования конструкция фундамента должна соответствовать нагрузкам, возникающим при длительной работе. Такой фундамент укладывают в соответствии с требованиями технических условий для сооружения ответственных фундаментов. Изготовление фундаментов Изготовление фундаментов начинается с подготовительных работ — земляных, а при необходимости—взрывных и свайных. Земляные работы начинают с планировки площадки. Затем выполняют разметку, при этом необходимо учитывать направление ветра, рельеф и расположение дороги. Если объем земляных работ небольшой, то их можно выполнять вручную. При значительном объеме этих работ применяют землеройные машины: грейдеры, скреперы, бульдозеры, экскаваторы и т. д. Для рытья котлованов может быть использован одноковшовый экскаватор. Взрывные работы проводят только при наличии скального грунта, не поддающегося разработке землеройными машинами. Для этих целей используют взрывчатые вещества. Свайные работы. При неустойчивых грунтах с очень малым допускаемым удельным давлением фундаменты сооружают на сваях. В настоящее время широко распространены железобетонные сваи. Материалом для свай могут служить также сосна, пихта, дуб, кедр, лиственница. Свая должна быть ровной (допускаемая кривизна — не более 1—2% длины сваи). Фундамент на деревянных стульях является облегченным и применяется при небольшой плотности грунта. Котлован роют размером 1,8x1,8 м и глубиной 1,2—1,5 м в зависимости от толщины верхнего разрыхленного слоя. Фундамент на клетках из брусьев под оборудование применяют для бурения скважин небольшой глубины в плотных устойчивых грунтах. Котлованы под такие фундаменты роют размером 2,0x2,0X0,8 м. Толщина трамбованной песчаной подушки 50 мм. Фундамент на деревянных фермах под оборудование сооружают для бурения скважин до 1200 м. Котлован под фермы роют размером 2,0x2,0 м, глубиной 1,2—1,5 м. Фундамент на деревянных сваях используют в местах, где удельное сопротивление грунта незначительно и фундамент обычного типа непригоден. Бетонный фундамент под вышку применяют для глубоких скважин с длительным сроком бурения, в основном для разведочных. Высота его должна позволять устанавливать противовыбросовое оборудование. Котлован под тумбы роют до плотной породы, но глубиной не менее 1,2 м. Если фундамент располагается на неустойчивой породе, то для предупреждения возможного смещения угловые и промежуточные тумбы связывают якорями из 102-миллиметровых бурильных труб. Для соединения якорей в центре каждой тумбы забивают металлические вставки из бурильных труб диаметром 90 мм. В каждой тумбе оставляют отверстие размером 100X100мм для анкерных болтов рамных брусьев. Описанные типы фундаментов используют также для установки на них эксплуатационных вышек и мачт, бурового и эксплуатационного оборудования, внося соответствующие изменения в объем земляных работ и размеры фундаментов. Расчет фундаментов под вышку На фундаменты действуют постоянные и временные нагрузки, передаваемые от надфундаментных сооружений. К постоянным нагрузкам относят вес сооружения, машины и укрытия, к временным — все полезные нагрузки, а также давление ветра, снега и др. Постоянные и временные нагрузки определяют в соответствии с указаниями СНиП, а также с требованиями отраслевых руководящих документов. Для расчета необходимо знать максимально возможные нагрузки на основание фундамента и нормативные давления (расчетные сопротивления) грунтов оснований. За основу расчета принимают следующее условие: среднее давление фундамента р не должно превышать расчетных сопротивлений грунтов RH;  где Q — максимально возможные нагрузки на основание фундамента; F — опорная поверхность подошвы фундамента. Сначала производят предварительный расчет, а затем окончательный. Цель предварительного расчета — определить опорную площадку фундамента по условию  где F'— расчетная площадь подошвы фундамента по грунту основания; Q' — максимально возможные нагрузки на фундамент от надфундаментного сооружения. Размеры (длину и ширину) фундамента выбирают конструктивно в зависимости от опор оборудования или его основания, на котором оно смонтировано и через которое передаются нагрузки на фундамент. Сначала задаются длиной, а затем по известной площади определяют ширину. При сосредоточенной нагрузке на фундамент (нога вышки) длину и ширину его принимают одинаковыми, а при распределенной (полоз основания) задаются шириной, а затем определяют конструктивные элементы фундамента (бетонные или железобетонные блоки, деревянные брусья и др.), причем опорная площадь этих элементов должна быть несколько больше расчетной. После этого выполняют проверочный расчет фундамента, при котором максимально возможные нагрузки на основание фундамента принимают с учетом веса фундамента. Проверочный расчет считается удовлетворительным, если среднее давление на основание фундамента не превышает расчетных сопротивлений грунтов (нормативных давлений) с учетом корректировки их коэффициентом т при глубине заложения фундамента менее 1 м:  где f — площадь опоры надфундаментной конструкции, которой передается нагрузка на фундамент; Rн.м — нормативное давление на материалы. Материал для фундамента (порода древесины, марка бетона) определяется также из условия, что среднее давление р' должно быть меньше нормативных сопротивлений соответствующего материала:  Строительство дорог и оснований Природные условия Западной Сибири потребовали решения ряда технических проблем по обустройству и подготовке месторождений к разбуриванию. Для эффективного разбуривания сильнозаболоченных и затапливаемых участков разработаны и успешно внедрены: лежнево-сланевые дороги, площадки и трассы для перетаскивания буровых; дороги и площадки на промороженном основании для перетаскивания буровых, так называемые ледовые дороги и основания; лежнево-мерзлотные основания под кусты скважин с комплексным использованием лежнево-сланевого настила и промороженного грунта; упрощенные конструкции оснований на железнодорожном ходу под буровые на затапливаемых участках. Лежнево-сланевые дороги и площадки (рис. 40) сооружают для обустройства разбуриваемых площадей и участков, покрытых болотами средней проходимости I и II типов, т. е. болотами, заполненными торфом, на которых работа технических средств возможна только при снижении удельного давления на поверхность площадки. В сланевых настилах основная нагрузка приходится на верхний, растительный слой торфяной залежи и частично — на лесоматериалы, поэтому при подготовке основания корневую систему сохраняют, а пни, оставшиеся после расчистки трассы, отпиливают или обрубают заподлицо с поверхностью болота. На болотах I типа непосредственно на поверхность торфяной залежи укладывают лежни 6 из леса первого и второго сортов (см. рис. 40), а на болотах II типа для равномерного распределения нагрузок сначала настилают в один слой хворост 5 и на него укладывают лежни. На лежнях располагают поперечный настил из бревен 3 диаметром 12—16 см, который крепят к лежням и прижимным брусьям 4 скрутками из проволоки. Между бревнами настила укладывают лапник 2, который засыпают слоем 1 из торфа и дренирующего грунта толщиной 0,3 м.  Размеры сланевых настилов определяют в зависимости от несущей способности болота и расчетных нагрузок. Равномерное распределение давления на торфяную залежь обеспечивают изменением размеров основания. Дороги и площадки на промороженных основаниях (рис. 41) строят на глубоких непроходимых болотах III типа только в зимний период. Технологический процесс строительства включает в себя ряд последовательно выполняемых операций: утрамбовку трассы для предварительного промораживания поверхности болот; очистку дорожной полосы и площадки от снега, мохового очеса, древесной и кустарниковой растительности для ускоренного промораживания болот; систематическую очистку сооружаемой дороги и площадки от снега в течение всего периода промораживания основания; устройство водопропускных сооружений, деревянных настилов на непромерзающих или слабопромерзающих участках болот. покрытие промороженного основания дороги и площадки теплоизоляционным материалом и устройство водоотводных каналов. Лежнево-мерзлотные основания с использованием промороженного грунта (рис. 42) применяют для строительства кустов скважин на глубоких болотах; в конструктивном отношении они аналогичны лежнево-сланевым покрытиям и ледовым основаниям. На поверхность предварительно промороженного болота укладывают лежнево-сланевый настил и насыпают дренирующий слой. Дальнейшее промораживание грунта в период строительства куста скважин происходит за счет естественной вентиляции лежневого слоя с помощью вентиляционных труб, устанавливаемых в торцевой части основания. Такой способ дает возможность одновременно вести работы по строительству лежнево-сланевого покрытия, монтажу бурового оборудования в кусте и дальнейшему промораживанию торфяной залежи вплоть до наступления плюсовых температур. Это очень важная особенность лежнево-мерзлотных оснований с использованием промороженного грунта, так как для болот Западной Сибири характерно медленное промерзание поверхностных слоев. Упрощенная конструкция основания для бурения кустов скважин в зонах затопления представляет собой брусчатый настил из однокантных брусьев, укладываемых непосредственно на грунт через 50 см один от другого и скрепленных сверху рельсами, которые служат для передвижения оборудования  (рис. 43). Во избежание всплытия ненагруженных участков брусчатый настил в нескольких местах заякоривают. В отличие от других типов искусственных оснований для затопляемых участков такая конструкция оснований, помимо простоты исполнения, не зависит от глубины паводковых вод. |