Протаскивание трубопроводов по дну

Прокладка трубопроводов путем протаскивания их по дну моря широко распространена при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводов через реки, водохранилища, озера и в системе беспричального приема танкеров в морских условиях. Впервые он был применен на Каспийском море в 1950 г. при строительстве трубопровода сечением 168×8 мм и длиной 3,4 км. Соединения труб были выполнены стыковой электроконтактной сваркой. При прокладке использовалась буксирное судно, транспортирующее отдельные плети трубопровода, соединенные между собой на береговой монтажно-сварочной площадке у уреза моря. Накопленный опыт был использован в 1952 г. при прокладке на Каспии второго морского трубопровода того же диаметра протяженностью 7,2 км.

В настоящее время строительство морских трубопроводов протаскиванием осуществляется двумя способами: протаскиванием по дну моря (аналогично строительству подводных переходов через реки) и протаскиванием в непосредственной близости от дна моря. В последнем случае применяют понтоны, оснащенные гирляндами цепей, которые не позволяют трубопроводу всплыть на поверхность моря или опуститься на грунт. Трубопровод находится в состоянии нулевой плавучести и может транспортироваться с помощью буксиров небольшой мощности на расстоянии 1—2 м от дна моря.

Для трубопровода, покрытого сплошной деревянной футеровкой, коэффициент трения при скольжении по дну равен 0,65 (разрушенная скала, скальный грунт), 0,55 (пески крупные и гравелистые), 0,45 (пески мелкие и супеси), 0,4 (грунты илистые и суглинистые). Для трубопровода с бетонным покрытием коэффициент трения при скольжении принимается равным 0,3.

Для уменьшения веса трубопровода в воде обычно используют разгружающие понтоны, применение которых позволяет доводить отрицательную плавучесть трубопровода до 50—100 Н/м.

Технологический процесс строительства трубопроводов включает в себя изготовление на берегу плетей, спуск их на воду и протаскивание по дну с применением мощных лебедок или буксиров. Спусковая дорожка для транспортировка плетей трубопровода к урезу воды может иметь различную конструкцию (узкоколейная рельсовая дорога с тележками, спусковой путь из отдельных роликоопор, ледовая спусковая дорожка, спусковая дорожка в виде траншеи, заполненной водой, и др.). При этом особое внимание обращается на защиту изоляционного покрытия от повреждений. Для создания необходимой тяги используют лебедки, установленные на буксирах или баржах, которые удерживаются на якорях. В качестве якоря часто применяют понтон со стальной лапой, погружаемый на дно путем заполнения его отсеков водой. При выборе буксирного судна для транспортировки трубопровода тягой его винтов можно воспользоваться приближенной зависимостью для определения тяги, считая, что каждые 74 кВт буксира дают 10 кН тяги.

Способ протаскивания используют при сооружении трубопроводов к пунктам беспричального налива танкеров, прибрежным платформам или между двумя нефтедобывающими платформами в море. Он рационален в тех случаях, когда мощность тяговых средств на конечной точке трубопровода позволяет протянуть его за один прием без стыковки на воде.

В последние годы делаются усилия для разработки технологии протаскивания трубопроводов на большие расстояния со стыковкой под водой в гипербарических камерах. Главной проблемой при этом остается проблема обеспечения необходимой точки укладки и стыковки каждой новой прибуксированной плети трубопровода с уже лежащей на грунте.

Протаскивание трубопроводов по дну на больших глубинах применялось в Северном море. В Норвегии были изготовленный секции трубопровода, соединенные в петли длиной 2150 м. Диаметр трубопровода составлял 934 мм, толщина стенки труб 22 мм, толщина бетонного покрытия 54 мм, плотность бетона 2,22 т/м3. Браслеты анодов устанавливались в бетонной оболочке. Вес 1 м труб под водой равнялся 147,5 Н. Плети трубопровода транспортировались по дну буксиром мощностью 16 тыс кВт с помощью троса диаметром 75 мм. Для трогания с места было приложено усилие в 1500 кН от гидравлической лебедки буксира. Сопротивление трубопровода под водой при движении составляло около 800 кН. Транспортировка на расстояние 393 км длилась 40 ч при максимальной глубине 378 м и неблагоприятных погодных условиях (высота волны доходила до 4 м). Соединения секций было проведено в подводной стыковочной камере на глубине 150 м.

Способ протаскивания плетей трубопровода по дну по сравнению с укладкой его с баржи имеет следующие преимущества: уменьшаются напряжения в трубопроводе, возрастает глубина прокладки, сокращаются простои из-за погодных условий.