Войти
Подводный трубопровод (также известный как морской, подводном или морском трубопроводе) является трубопровод, который заложен на морском дне или под ним в траншее. В некоторых случаях трубопровод в основном проходит по суше, но в некоторых местах он пересекает водные просторы, такие как небольшие моря, проливы и реки. Подводные трубопроводы используются в основном для транспортировки нефти или газа, но транспортировка воды также важна. Иногда различают отводную линию и трубопровод. Первый является внутрипромысловым трубопроводом в том смысле, что он используется для соединения подводных устьев скважин, манифольдов и платформы в пределах конкретного месторождения разработки. Последний, иногда называемый экспортным трубопроводом, используется для доставки ресурса на берег. В крупных проектах строительства трубопроводов необходимо учитывать многие факторы, такие как экология на шельфе, геологические опасности и экологическая нагрузка - они часто выполняются многопрофильными международными группами.
Пример маршрута подводного трубопровода: трубопровод Langeled. Выбор маршрута - одна из самых ранних и важных задач при планировании подводного трубопровода. Этот выбор должен учитывать множество вопросов, некоторые из которых имеют политический характер, но большинство других связано с геологическими опасностями, физическими факторами на предполагаемом маршруте и другими видами использования морского дна в рассматриваемом районе. Эта задача начинается с упражнения по установлению фактов, которое представляет собой стандартное кабинетное исследование, которое включает в себя обзор геологических карт, батиметрии, рыболовных карт, аэрофотосъемки и спутниковой фотографии, а также информации от навигационных властей.
Взаимодействие подводного трубопровода с морским дном, на которое он опирается (четыре возможных сценария). Основным физическим фактором, который следует учитывать при строительстве подводного трубопровода, является состояние морского дна - гладкое ( т. Е. Относительно плоское) или неровное (гофрированное, с высокими и низкими точками). Если он неровный, при соединении двух высоких точек трубопровод будет включать свободные участки, в результате чего участок между ними останется без опоры. Если неподдерживаемый участок слишком длинный, изгибающее напряжение, приложенное к нему (из-за его веса), может быть чрезмерным. Вибрация от вихрей, вызванных током, также может стать проблемой. Меры по исправлению неподдерживаемых пролетов трубопровода включают выравнивание морского дна и поддержку после монтажа, например, засыпку бермы или песка под трубопроводом. Силы морского дна является еще одним существенным параметром. Если грунт недостаточно прочен, трубопровод может погрузиться в него до такой степени, что проведение осмотра, технического обслуживания и предполагаемых врезок станет затруднительным. С другой стороны, каменистое морское дно является дорогостоящим для траншеи, и в высоких точках может произойти истирание и повреждение внешнего покрытия трубопровода. В идеале грунт должен быть таким, чтобы труба могла в какой-то степени оседать в нем, обеспечивая тем самым некоторую боковую устойчивость.
Одна из многих причин, по которым подводные трубопроводы проложены ниже морского дна: чтобы защитить их от действия дрейфующих льдов, таких как айсберги. Другие физические факторы, которые необходимо учитывать перед строительством трубопровода, включают следующее:
Правильное планирование маршрута трубопровода должно учитывать широкий спектр человеческой деятельности, которая использует морское дно вдоль предложенного маршрута или которая, вероятно, будет использовать это в будущем. К ним относятся следующие:
Подводные трубопроводы обычно имеют диаметр от 3 дюймов (76 мм) для газопроводов до 72 дюймов (1800 мм) для трубопроводов большой мощности. Толщина стенок обычно составляет от 10 миллиметров (0,39 дюйма) до 75 миллиметров (3,0 дюйма). Труба может быть разработана для жидкостей при высоких температуре и давлении. Стенки изготовлены из стали с высоким пределом текучести, 350-500 МПа (50 000-70 000 фунтов на квадратный дюйм), свариваемость является одним из основных критериев выбора. Конструкция часто защищена от внешней коррозии покрытиями, такими как битумный пластик или эпоксидная смола, дополненная катодной защитой с помощью расходных анодов. Бетонная или стекловолоконная обертка обеспечивает дополнительную защиту от истирания. Добавление бетонного покрытия также полезно для компенсации отрицательной плавучести трубопровода, когда по нему проходят вещества с более низкой плотностью.
Внутренняя стенка трубопровода не имеет покрытия для нефтесервиса. Но когда он переносит морскую воду или коррозионные вещества, он может быть покрыт эпоксидной смолой, полиуретаном или полиэтиленом ; он также может быть облицован цементом. В нефтяной промышленности, где утечки недопустимы и трубопроводы подвергаются внутреннему давлению, обычно порядка 10 МПа (1500 фунтов на кв. Дюйм), сегменты соединяются сварными швами с полным проплавлением. Также используются механические соединения. Свинья является стандартным устройством в трубопроводном транспорте, будь то на суше или на море. Он используется для проверки гидростатического давления, проверки на наличие вмятин и изгибов на боковых стенках внутри трубы, а также для проведения периодической очистки и мелкого ремонта.
Строительство трубопровода включает две процедуры: сборку множества сегментов трубопровода в полную линию и установку этой линии вдоль желаемого маршрута. Можно использовать несколько систем - для подводного трубопровода выбор в пользу любой из них основан на следующих факторах: физических и экологических условиях ( например, течения, волновой режим), наличии оборудования и стоимости, глубине воды, длине трубопровода. и диаметр, ограничения, связанные с наличием других линий и структур вдоль маршрута. Эти системы обычно делятся на четыре большие категории: тягово-буксирная, S-образная, J- образная и катушечная.
Упрощенные чертежи, показывающие три конфигурации, используемые для буксировки подводных трубопроводов от берега к планируемому месту установки (не в масштабе). В системе тяги / буксировки подводный трубопровод собирается на берегу, а затем буксируется на место. Сборка производится параллельно или перпендикулярно береговой линии - в первом случае вся линия может быть построена до буксировки и установки. Существенным преимуществом системы тяги / буксировки является то, что предварительные испытания и осмотр линии проводятся на берегу, а не в море. Это позволяет обрабатывать линии любого размера и сложности. Что касается процедур буксировки, можно использовать ряд конфигураций, которые можно разделить на следующие категории: буксировка с поверхности, буксировка с поверхности, буксировка на средней глубине и буксировка вне дна.
Упрощенные чертежи трех распространенных систем, используемых для строительства и монтажа подводных трубопроводов (без масштаба): S-образная, J-образная и катушечная. 
Solitaire, один из крупнейших трубоукладчиков судов в мире. 
DCV Эгир, A трубоукладочное судно, предназначенное для J-Лей и бобину-скрутки. 
Саипем 7000, полупогружной крановое судно оснащено J-скрутки системы укладки труб. В системе S-образной прокладки сборка трубопровода осуществляется на месте установки, на борту судна, имеющего все необходимое оборудование для соединения сегментов труб: конвейеры для обработки труб, сварочные станции, рентгеновское оборудование, модуль покрытия стыков, и т.д. S обозначение относится к форме трубопровода, как это укладывается на морское дно. Листья трубопроводов судна в корме или носу судна из несущей конструкции называется жала, что направляющие движение вниз трубы и управляет выпукло-вверх кривой ( overbend). По мере продвижения к морскому дну труба имеет выпуклый изгиб вниз ( прогиб) перед тем, как вступить в контакт с морским дном ( точка касания). Изгиб прогиба регулируется натяжением, прикладываемым к судну (через натяжители) в ответ на погруженный вес трубопровода. Конфигурация трубопровода контролируется, чтобы не повредить его из-за чрезмерного изгиба. Такой подход к сборке трубопровода на месте, называемый строительством укладочной баржи, известен своей универсальностью и автономностью - несмотря на высокие затраты, связанные с развертыванием этого судна, он эффективен и требует относительно небольшой внешней поддержки. Но ему, возможно, придется столкнуться с серьезными волнениями на море - они отрицательно сказываются на таких операциях, как перекачка труб с судов снабжения, установка якорей и сварка труб. Последние разработки в конструкции баржи-укладчика включают динамическое позиционирование и систему J-образной укладки.
В районах, где вода очень глубокая, система S-образной прокладки может не подходить, потому что трубопровод оставляет жало, чтобы идти почти прямо вниз. Чтобы избежать резкого изгиба на его конце и уменьшить чрезмерное изгибание провисания, натяжение в трубопроводе должно быть высоким. Это может помешать позиционированию судна, а натяжное устройство может повредить трубопровод. Можно было бы использовать особенно длинное жало, но это также нежелательно, поскольку на эту конструкцию неблагоприятно повлияли бы ветры и течения. Система J-lay, одно из последних поколений барж-трубоукладчиков, лучше подходит для глубоководных условий. В этой системе трубопровод покидает судно по почти вертикальной аппарели (или вышке). Нет никакого перегиба - только прогиб цепной цепи (отсюда и обозначение J), такой, что можно уменьшить натяжение. Трубопровод также меньше подвержен воздействию волн при входе в воду. Однако, в отличие от системы S-образной свивки, где сварка труб может выполняться одновременно в нескольких местах по длине палубы судна, в системе J-образной свивки можно разместить только одну сварочную станцию. Для компенсации этого недостатка используются современные методы автоматической сварки.
В системе намотки трубопровод собирается на берегу и наматывается на большой барабан, обычно размером около 20 метров (66 футов) на 6 метров (20 футов), установленный на борту специально построенного судна. Затем судно выходит на место для прокладки трубопровода. Береговые сооружения для сборки трубопровода имеют неотъемлемые преимущества: они не подвержены влиянию погодных условий или состояния моря и менее дороги, чем морские операции. Подачу трубопровода можно координировать: пока одна линия прокладывается в море, другая может быть намотана на берег. Емкости одной катушки может хватить для проточной линии полной длины. Однако система катушечной укладки может работать только с трубопроводами меньшего диаметра - примерно до 400 мм (16 дюймов). Кроме того, сталь, из которой изготовлены трубы, должна быть способна подвергаться требуемой степени пластической деформации, поскольку она изгибается до нужной кривизны (с помощью спиральной J-образной трубки) при намотке на барабан и выпрямляется обратно (с помощью выпрямителя). при проведении работ по планировке на месте установки.
Для стабилизации и защиты подводных трубопроводов и их компонентов используются несколько методов. Их можно использовать по отдельности или в комбинациях.
Упрощенный чертеж, показывающий типичную систему промывки траншеи под подводным трубопроводом, проложенным на морском дне. Подводный трубопровод может быть проложен внутри траншеи как средство защиты от рыболовных снастей ( например, якорей ) и траления. Это также может потребоваться на подходах к берегу для защиты трубопровода от течений и воздействия волн (когда он пересекает зону прибоя ). Проходка траншеи может выполняться до прокладки трубопровода ( рытье траншеи перед укладкой) или после нее путем удаления морского дна из-под трубопровода ( рытье траншеи после укладки). В последнем случае устройство для рытья траншей устанавливается поверх трубопровода или захватывает его. Для рытья траншей на морском дне для подводных трубопроводов используются несколько систем:
«Закопанная в земле труба защищена намного лучше, чем труба в открытой траншее». Обычно это делается либо путем укрытия конструкции камнями, добытыми в карьере на близлежащей береговой линии. В качестве альтернативы грунт, извлеченный с морского дна во время рытья траншеи, может использоваться в качестве обратной засыпки. Существенным недостатком захоронения является сложность обнаружения утечки в случае ее возникновения и последующих ремонтных операций.
Бетонные матрасы на барже Матрацы можно укладывать поверх трубопровода или как под ним, так и над ним, в зависимости от основания.
Для предотвращения бокового смещения можно использовать зажимы, удерживающие трубопровод на сваях.
Седельные блоки из сборного железобетона могут использоваться для обеспечения боковой поддержки и более прочного удержания трубопровода.
Они могут быть упакованы по бокам или под трубопроводом для обеспечения вертикальной и / или боковой поддержки.
Гравий можно насыпать на участки трубопровода для уменьшения размыва и стабилизации от бокового смещения.
Эспо создали определенные требования для уведомления и проведения консультаций, когда проект может оказать трансграничное воздействие на окружающую среду. Ученые разделились во мнениях о том, насколько Эспоо снижает вред окружающей среде. Концепции морского права, используемые при строительстве трансграничных трубопроводов, касаются территориальных вод, континентальных шельфов, исключительных экономических зон, свободы открытого моря и защиты окружающей среды. Согласно международному праву открытое море открыто для всех государств для строительства подводных трубопроводов и различных других типов строительства.
Подводные трубопроводы представляют опасность для окружающей среды, поскольку сами трубопроводы могут быть повреждены судовыми якорями, коррозией, тектонической активностью или в результате дефектной конструкции и материалов. Станислав Патин сказал, что исследования воздействия природного газа на подводные экосистемы, рыб и другие морские организмы были ограниченными. Исследователи обнаружили причинно-следственную связь между массовой гибелью рыбы и утечками природного газа после аварий при бурении в Азовском море в 1982 и 1985 годах.
Обеспокоенность экологическими рисками подводных трубопроводов высказывалась неоднократно. Произошло как минимум два серьезных инцидента с нефтепроводами на континентальном шельфе Великобритании. Также было несколько «незначительных разливов и утечек газа» на других трубопроводах в Северном море. В 1980 году трубопровод был поврежден якорем судна, а в 1986 году из-за изменения давления вышла из строя задвижка трубопровода. Оба инцидента привели к разливу нефти. Некоторые страны Балтии выразили обеспокоенность по поводу трубопровода Nord Stream. Маршрут подводного трубопровода протяженностью 1 200 км будет проходить через рыболовные районы Балтийского моря, а также районы, где было выброшено химическое оружие времен Второй мировой войны.
