Проектирование трубопроводов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ (а. pipeline design; н. Planung der Rohrleitungen, Projektierung der Pipelines; ф. соnception des tuyauteries, etude des соnduites; и. elaboracion de proyectos de tuberis) — разработка комплексной технической документации (проекта), содержащей технико-экономические обоснования, расчёты, чертежи, макеты, сметы, пояснительные записки и другие материалы, необходимые для строительства новых, а также расширения и реконструкции действующих объектов трубопроводного транспорта (нефти, газа, нефтепродуктов, угля и др.). Методология комплексного проектирования трубопроводов предусматривает максимальную автоматизацию проектных работ при строгой регламентации последовательности и содержания этапов проектирования в соответствии с Единой системой конструкторской документации. Проектирование трубопроводов ведётся специализированными проектными институтами на основании заданий на проектирование, утверждённых в установленном порядке соответствующим министерством, ведомством или Советом Министров республики.

Проектирование трубопроводов включает комплекс геодезических, геологических и гидрологических исследований, а также сбор географических и экономических сведений, проводимых для разработки проекта трубопровода. Особое внимание уделяется изучению взаимодействия трубопроводов с окружающей средой при прокладке их в зоне многолетней мерзлоты и на морских пространствах. Разработка проектно-сметной документации (ПСД) предшествует выполнению схем развития соответствующего трубопроводного транспорта на перспективу (не менее чем на 15 лет), в которых определяются основные показатели трубопроводных систем, отдельных трубопроводов и отводов от них, обосновывается целесообразность проектирования, определяются расчётная стоимость и примерные сроки строительства. По схемам развития ведутся технико-экономические расчёты (ТЭР) и технико-экономические обоснования (ТЭО), в которых определяется порядок разработки проектно-сметной документации: в две стадии — проект и рабочая документация или в одну стадию — рабочий проект (трубопроводы малой протяжённости и производительности).

В ТЭО на строительство магистрального трубопровода выявляются потребности в топливе и химическом сырье на перспективу, определяется зона снабжения, обосновывается объём перекачки, приводятся соображения о размещении головных и конечных пунктов трубопровода и пунктов путевого отбора продукта. При составлении ТЭО определяются основные параметры трубопровода (диаметр, рабочее давление, число перекачивающих станций), по укрупнённым показателям — стоимость строительства, сопоставляются экономические показатели трубопровода с другими видами транспорта и с показателями передовых отечественных и зарубежных магистральных трубопроводов.

В соответствии с ТЭО выдаётся задание на проектирование, в котором указываются: назначение трубопровода; годовая пропускная способность с разбивкой по очередям строительства; для нефтепроводов и нефтепродуктопроводов — перечень нефтей и нефтепродуктов, подлежащих последовательной перекачке, с указанием количества каждого сорта; характеристики всех подлежащих транспортировке продуктов; направление трубопровода (начальный, конечный, а в случае необходимости и промежуточные пункты), перечень пунктов путевого отбора или подкачки продуктов с указанием количеств по сортам; сроки начала и окончания строительства по очередям; сроки представления технической документации по стадиям проектирования; наименование проектировщика и генерального подрядчика. Задание на проектирование трубопроводов — основной исходный документ и все положения, содержащиеся в нём, должны получить отражение в проекте. На стадии технического проекта производятся все необходимые изыскания, разрабатываются основные технические решения по проектируемым объектам и охране окружающей среды, организации строительства трубопровода, определяются общая стоимость строительства и основные технико-экономические показатели.

Изыскания для разработки проекта строительства трубопроводов включают комплексное изучение природных условий района (участка) строительства трубопровода и получение материалов, необходимых для разработки экономичных и технически обоснованных решений при его проектировании и строительстве, а также данных для составления прогноза и изменения окружающей природной среды в результате строительства и эксплуатации трубопровода и сооружений, связанных с ним. К основным видам инженерных изысканий для строительства трубопроводов относятся: инженерно-геодезические, инженерно-геологические и инженерно-гидрологические. Изыскания проводят в 3 стадии: рекогносцировочные изыскания — при выборе трассы, предварительные — для разработки проекта, окончательные — для разработки рабочей документации. При изысканиях широко используются результаты аэрокосмических исследований и аэрофотосъёмки. Для разработки рабочего проекта выполняются одностадийные изыскания. Основная задача рекогносцировочных изысканий — уточнение в натуре вариантов трассы трубопровода, намеченных по картам, и обследование переходов через естественные и искусственные препятствия.

При выборе технических решений при проектировании трубопроводов должен быть обеспечен высокий уровень индустриализации строительства, широко использованы унифицированные и типовые проекты, компрессорные и насосные станции целесообразно проектировать в комплектно-блочном исполнении. При проектировании морских трубопроводов учитываются гидрологические и гидробиологические условия акватории, широкий диапазон внешних воздействий, сложные условия работы, особенности их конструкций и технологии сооружения, жёсткие требования к охране окружающей среды. Строительство подводных трубопроводных переходов как сложных гидротехнических сооружений осуществляется по индивидуальным проектам.

В проекте организации строительства составляется схема движения комплексных технологических строительных потоков по объектам, распределяются объёмы работ строительные организациям, строятся графики оптимального обеспечения строительства материально-техническими ресурсами.

Проектирование трубопроводов невозможно без учёта вопросов охраны окружающей среды. Технология сооружения магистральных трубопроводов связана с неизбежными нарушениями поверхности в полосе строительства, срезки грунта на продольных и поперечных уклонах, расчисткой трассы от растительности; при строительстве подводных трубопроводов разрабатываются траншеи в береговой, приурезной и русловой частях водоёмов. Воздействия на окружающую среду в эксплуатационный период проявляются в течение более длительного времени в виде загрязнения грунтов вдоль трассы трубопровода и пересекаемых рек и водоёмов. В соответствии с многочисленностью видов воздействия на объекты окружающей среды и их разнообразием комплекс инженерно-технических мероприятий по обеспечению сохранности окружающей среды основывается на результатах биологических, экономических и инженерно-технических исследований. Последние направлены на разработку таких конструкций трубопровода, технологии строительства и эксплуатации, средств механизации, при которых обеспечивается большая сохранность окружающей среды, способов ликвидации последствий сооружения трубопровода, методик прогнозирования возможного ущерба окружающей среде. Решение проблемы охраны окружающей среды при проектировании трубопроводов заключается в определении совокупности мероприятий, методов и средств, которые уменьшают и даже исключают полностью возможные воздействия на окружающую среду и их последствия в процессе строительства и эксплуатации трубопроводов.

После рассмотрения технического проекта и сметной документации экспертной комиссией и их утверждения проектная организация приступает к составлению рабочих чертежей. Дирекция строящегося предприятия размещает заказы на оборудование и материалы, заключает договор с генеральным подрядчиком (одним или несколькими) на производство строительно-монтажных работ. Рабочие чертежи составляются в соответствии с утверждённым техническим проектом. Иногда допускаются отдельные отступления от проекта, направленные на улучшение его решений (замена устаревшего оборудования новым, использование более эффективных методов работ и т.п.), не вызывающие увеличения утверждённой сметной стоимости.

В процессе проектирования автоматизированных трубопроводных систем учитываются накопленный опыт сооружения и эксплуатации трубопроводных систем, большой объём научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, экспериментальных исследований, использование специального оборудования и аппаратуры. При этом выявляются и учитываются предельные условия работы трубопроводов, особенно в районах Крайнего Севера и Сибири, их прогнозирование и изменение в течение всего периода эксплуатации трубопроводной системы. При автоматизированном проектировании трубопроводов возможна широкая унификация и стандартизация элементов трубопроводных систем. Цель автоматизации проектирования трубопроводов — механизировать различные по содержанию поисковые, вычислительные и чертёжные операции, сопровождающие процесс проектирования трубопроводной системы и объединить их в автоматизированный управляемый процесс в соответствии с имеющимся опытом проектирования аналогичных систем.

Система автоматизированного проектирования магистральных трубопроводов реализуется в виде наборов технологических линий проектирования (ТЛП). Для магистральных трубопроводов приняты следующие ТЛП: синтез структуры и составление моделей; выбор трассы и основных технологических параметров; инженерные изыскания; проектирование линейной части компрессорных станций, а также вспомогательных сооружений; расчёт и выпуск смет.

Используется также ряд однотипных проектных операций, выполняемых по одним и тем же правилам и нормам для различных типов проектируемых объектов подготовки, транспорта и переработки газа: по обработке материалов инженерных изысканий; телемеханизации и автоматизации; конструированию внутренних трубопроводных коммуникаций и прочностные расчёты; электроснабжению и электрооборудованию; расчёту тепловых сетей, отоплению и вентиляции, по защите окружающей среды, связи и сигнализации, архитектурно-строительным решениям, проектированию автодорог. Для каждого конкретного магистрального газопровода составляются и увязываются сетевые графики проектирования трубопроводов.

Эффективность применения систем автоматизированного проектирования трубопроводов достигается за счёт повышения качества проектной документации, выбора рациональных вариантов из более широкого диапазона возможных к реализации, сокращения сроков проектирования, лучшей организации труда и повышения производительности труда проектировщиков, большей точности технико-экономических показателей.