Строительство трубопроводов в ледовых условиях

Шельф группы морей нашей страны находится в Арктике с исключительно суровыми климатическими и ледовыми усилиями. Продолжительность ледового периода составляет 6 мес. и более, а в некоторых районах целый год. Аналогичные условия характерны для дальневосточных морей. Опыт строительства морских трубопроводов с о. Сахалин на материк через пролив Невельского. Данный район нельзя отнести к особо сложным районам региона. Незначителен и зарубежный опыт строительства подводных трубопроводов в арктических районах Канады и США. Несмотря на публикацию в печати ряда интересных сообщений о проектах строительства морских трубопроводов в районах Канадского арктического архипелага, в настоящее время между арктическими островами построено лишь несколько экспериментальных участков трубопровода длиной в несколько километров. В заливе Кука на небольшой глубине проложено несколько трубопроводов небольшого диаметра от нефтедобывающей платформы к берегу.

Главное препятствие при строительстве трубопроводов в таких районах — суровые климатические условия и ледовые условия, отдаленность от промышленных районов и связанная с ней трудность доставки грузов. Особенно сложно организовать прокладку трубопровода в ледовых условиях. Часто это связано с кратковременностью межледового периода, во время которого можно было бы уложить трубопровод традиционными методами, с наличием подвижных льдов в течение всего сезона ледостава, препятствующих укладке трубопровода со льда, с торосистостью льда, создающей препятствия при укладке трубопровода с припайного льда, и т.п.

На основе отечественного опыта строительства подводных трубопроводов через реки в зимних условиях во ВНИИСТе были разработаны методы прокладки морских трубопроводов в условиях прочного припайного льда. Один из таких методов — укладка трубопроводов с применением ледового стингера. Заранее изготовленный трубопровод вмораживают в лед, показано на рисунке 1.8, например путем полива водой. Затем со стороны погружаемого конца трубопровода одновременно с двух сторон баровой машины лед прорезается насквозь. Под собственной тяжестью трубопровод вместе с ледовым покровом под ним (ледовый стингер) опускается на грунт. Ледовый стингер под трубой обладает определенной, заранее рассчитанной плавучестью и создает разгружающий эффект благодаря тому, что лед легче воды. Регулируя ширину ледового стингера, можно изменять вес трубопровода в воде, доводя его до минимального, что позволяет увеличить глубину укладки трубопровода.

Рисунок 1.8 — Укладка трубопровода с помощью «ледовой подстилки»:

1 — трубопровод; 2 — прорезь во льду; 3 — лед

Другой метод укладки, показанный на рисунке 1.9, предусматривает поэлементную сборку трубопровода из отдельных труб на платформе-трубоукладчике, предназначенном для работы в ледовых условия. Трубоукладчик состоит из сборочной платформы (из двух понтонов), на которой размещается трубопровод, лежащей на опорных роликах, грузовой лебедки, связанной тросом с анкерной сваей, и закрытого от непогоды помещения вокруг трубопровода. За кормой платформы распложены ледорезная машина и поддерживающее устройство, связанные с платформой тросовыми тягами. Поддерживающее устройство состоит из двух понтонов с полозом, соединенных между собой порталом. К центру портала подвешен полиспаст с верхним неподвижным и нижним подвижным шкивами. Шкив поддерживает подвеску с роликовыми опорами, соединенными между собой шарниром. Ледорезная машина включает в себя корпус, движущийся по льду на полозьях, и два цепных бара для разрезания льда. На корпусе машины установлен механический привод для вращения цепи баров, их подъема или опускания во время работы.

Трубоукладчик работает следующим образом. На платформе проводится сборка отдельных труб в нитку. Трубы, передвигаясь по роликам, последовательно (по одной) стыкуются к трубопроводу, центрируются, свариваются и контролируются. При использовании обетонированных труб проводится изоляция и обетонирование их стыков непосредственно на платформе. Для выполнения данных операций на платформе установлено все необходимое оборудование, включая трубный центратор, сварочные машины, рентгеновское оборудование, бетономешалку и др. По мере наращивания трубопровода платформа передвигается по льду вперед с помощью тяговых лебедок, подтягивающих платформу тросом к анкеру. Лед прорезает двухбаровая ледорезная машина. По мере продвижения платформы вперед трубопровод обламывает под собой прорезанную полосу льда и проталкивает обломки в сторону, под лед.