Организация пересечения газопровода через каньон Гудука

Аннотация

Газовые скважины расположены далеко от потребителей. Поэтому газ транспортируется из них по системе магистральных газопроводов. Газопровод – это закрытая технологическая единица, состоящая из трубопровода с сопутствующим оборудованием и зданиями. Он пересекает различные ландшафты, и некоторые из наиболее сложных среди них – это водные пути, особенно когда они также являются активным военно-морским маршрутом. Пересечение газопровода через каньон Гудука было очень сложной задачей, учитывая, что точка пересечения имеет очень крутой и каменистый западный склон и несколько менее крутой восточный склон, состоящий из грязи и известняковой породы. Пересечение было сделано комбинированным методом бурения через скалу на западном склоне и вставки трубопровода в ствол скважины, и прокладки трубопровода в траншее для остальной части пересечения. После того, как трубопровод был подключен, но до того, как он был введен в эксплуатацию, он был проверен на соответствие требуемым стандартам качества.

Ключевые слова: газопровод; водный путь; каньон; скрещивание

Введение

Энергия является движущей силой в мире, а основными энергетическими ресурсами являются ископаемые виды топлива, такие как нефть, газ и уголь. Они в основном встречаются в малонаселенных регионах, поэтому необходимо транспортировать эти ресурсы на большие расстояния до потребителей. [1] Для транспортировки большого количества этих ресурсов должны быть созданы дороги, морские маршруты или трубопроводы. Месторождения природного газа можно найти в проницаемых слоях горных пород, окруженных непроницаемыми слоями. Подземные месторождения природного газа были обнаружены на глубинах от нескольких метров до 5 тысяч метров, иногда под давлением выше 300 бар и при температуре выше 180 ° C, в зависимости от глубины залежи. [2] Природный газ добывается в газовых скважинах, где он откачивается из-за высокого давления подземных резервуаров. После извлечения из месторождения его транспортируют через систему трубопроводов в погрузочный док или, по возможности, напрямую к потребителям. Однако поставка необходимых объемов газа для хорватского рынка практически зависит от единственного свободного доступного импортного трубопровода, связующего звена между Хорватией и Венгрией. [3] Природный газ используется в домашних хозяйствах и технологических процессах (для производства тепла и электроэнергии), а также используется в качестве сырья в химической промышленности, особенно в нефтехимической промышленности. [4] Поставка природного газа конечному потребителю может осуществляться несколькими способами: [5] [6]

• Строительство газопровода
• с использованием технологии GTL (основанной на химической конверсии природного газа в стабильную жидкость)
• перевозя его на специализированных судах
• Отправляя его в специальных теплоизолированных цистернах по железной дороге или по дороге

На рис. 1. показана зависимость между затратами на транспортировку газа для различных видов транспортировки газа и расстоянием транспортировки. Стоимость указана в долларах США / ГДж (долларах США за Гига Джоуль) [7]

Способ доставки газа зависит от ряда факторов, таких как расстояние между газовой скважиной и потребителем, количество газа, геополитические условия, цена и т. Д. [8] Для расстояний, встречающихся в Республике Хорватии, Согласно рис. 1, наиболее приемлемым вариантом является строительство наземных газопроводов.

Описание системы и условий

Водный путь или каньон можно пересечь трубопроводом одним из следующих трех способов: [9]

• По мостовой конструкции, построенной по водным путям / каньону
• С трубопроводом, проложенным в траншею, вырытую в реке или морском дне
• С трубопроводом, вставленным в пробуренное отверстие / микротуннель под водным путем / каньоном

Опорная конструкция может быть специально построенна для трубопровода или существующего моста или опорной конструкции, если допустимо. Затем трубопровод крепится к опорам или подвешивается на стальных тросах от опор на берегах. Как исключение, трубопровод может пересекать очень короткие расстояния как самостоятельная конструкция. Это обычно делается через узкие потоки, где прокладка трубопровода в траншею русла реки или непосредственно на русло реки невозможна, а бурение или перекрытие может привести к ненужным дополнительным расходам. Бурение подводным путем требует специализированного оборудования, персонала и технологий. Оно используется для пересечения водных путей, когда другие подходы экономически невыгодны или неприемлемы по другим техническим, организационным или экологическим причинам. Когда это возможно, трубопровод следует прокладывать в надлежащим образом подготовленную траншею, и поэтому предпочтительным способом пересечения водного пути без постоянного потока или с низким расходом воды является рытье траншеи на русле реки. После прокладки трубопровода и заполнения траншеи водный путь возвращается в исходное состояние. Этот метод также может быть использован на водных путях со значительным потоком, но затем необходимо либо отвести воду, либо провести процесс под водой с более высокой стоимостью.

Рис.2. Пересечение метода (а) экстраполирование с опорной конструкцией; (б) укладка в траншею на дне; (в) бурение под дном.

Каньон Гудука расположен на 221.498 километре газопровода Бенковац – Сплит. В каньоне во время проливных дождей течет река со значительным стоком, но каньон осушается в сухую погоду. Хотя это гарантирует, что каньон будет сухим в течение этого конкретного летнего проекта, необходимо принять особые меры предосторожности, чтобы гарантировать, что трубопровод не подвергается воздействию сильного потока после его запуска.

У западного берега каньона крутой склон, а у восточного берега пологий склон. Испытания почвы показали, что западный берег состоит из компактной породы глубиной около 50 метров, а восточный берег менее компактен и пригоден для рытья.

Выбранный пункт пересечения находится на северной стороне шоссе Загреб – Сплит в непосредственной близости от виадука Гудука. Промежуток между наземными точками трубопровода до и после каньона составляет 300 метров.

Из-за непосредственной близости от автомагистрали и национального парка Крка в этом проекте нельзя использовать взрывчатку. Учитывая этот факт, а также наклонный и почвенный состав западного откоса, рытье траншеи не является технологически и экономически целесообразным вариантом. Кроме того, из-за проблем безопасности трубопровод не может быть поддержан существующим виадуком, и строительство отдельного моста только для трубопровода не является финансово надежным.

С другой стороны, бурение по всей длине каньона также слишком дорого из-за возможности естественных стоков и воронок, характерных для ландшафта далматинского карста, которые могут быть непоправимо повреждены или привести к повреждению трубопровода. Они должны быть расположены индивидуально, и одно только это исследование может потенциально увеличить стоимость проекта, а также вызвать задержки.

Поэтому выбранный метод был комбинацией бурения и копания. Компактная скала на западном склоне должна была быть пробурена, в то время как дно русла и восточный склон должны были вырыть траншею на своей поверхности.

Бурение проводилось с помощью микротоннельной машины. Как следует из названия, микротоннелирование – это техника рытья, используемая для строительства небольших туннелей. Используя эту технологию, через скалу пробурили туннель с диаметром, достаточным для установки трубы газопровода вместе с его изоляцией из полиэтилена и бетонным покрытием толщиной 50 мм и плотностью 2300 кг / м3 без защитной колонны.

Оставшаяся часть трубопровода будет проложена в обычном желобе на дне русла реки и восточном берегу. Однако из-за крутизны берега траншея не могла быть покрыта песком, но вместо этого пришлось использовать мешки с песком. Это гарантировало, что нижние слои не соскользнут вниз по склону и не оставят трубы без надлежащей подстилки и будут подвержены повреждениям от острых подстилающих пород. Подготовка была сделана на плоских участках земли на восточном и западном краю каньона, которые были достаточно широкими, чтобы обеспечить доступ и маневрирование труб и механизмов.

Пересечение каньона Гудука

Многие эксперты и участники с разными специальностями и знаниями должны работать в унисон, чтобы успешно завершить проект трубопровода. Организационная структура проекта и пересечение зависят от ряда факторов. Наиболее подходящей организационной структурой для крупных инфраструктурных проектов, таких как магистральный газопровод, является организационная структура проектного типа. В рамках такой структуры и в соответствии с законодательством Республики Хорватии ключевые фигуры, такие как руководители проектов, должны быть определены и назначены заранее. Управление проектом включает в себя применение знаний, навыков, инструментов и методов в проектной деятельности для удовлетворения требований проекта. [10]

Преимущества организационной структуры проектного типа: [11]

• Четко определенная структура команд, особенно если менеджер проекта также является исполнительным менеджером
• Четкая направленность, поскольку вся команда несет особую ответственность за проект.

Такая организационная структура должна учитывать особые обстоятельства, обнаруженные в некоторых критических точках, например, в месте пересечения каньона Гудука. В этом конкретном месте встречаются топографические ограничения. Чтобы легче их преодолеть, для проекта созданы следующие этапы:

• Геодезическое определение и разметка маршрута
• Очистка и подготовка маршрута
• Строительство временной подъездной дороги к рабочей площадке
• рытье траншеи для трубопровода
• Транспортировка, сварка и подготовка труб
• рытье входных и выходных ям для микротоннельной машины на западном берегу
• Бурение в скале на западном берегу
• Создание рабочей платформы для процесса вставки трубы в микротоннель
• Вставка подготовленного участка трубы в микротоннель на западном берегу
• Укладка оставшегося участка трубы в траншею
• Соединение труб
• Проверка сварных швов
• Изоляция сварных швов и испытания изоляции
• Заполнение траншей, разметка трассы трубопровода, восстановление окружающей среды вокруг рабочей площадки.
• опрессовка трубопровода
• Калибровка трубопровода
• Ввод трубопровода в эксплуатацию

Геодезическое исследование маршрута должно быть выполнено на трассе трубопровода через участок каньона Гудука. После этого выбранный маршрут будет огорожен, очищен от кустарников, и рабочая площадка настроена для проведения строительных работ. Этот конкретный участок может быть доступен по комбинации местных дорог и очищенного маршрута трубопровода. Однако доступ к дну каньона возможен только после того, как на восточном берегу каньона к северу от виадука была построена временная серпантинная подъездная дорога. Эта дорога также должна быть проложена через русло реки до выемки на дне западного берега, чтобы обеспечить полный доступ ко всем соответствующим точкам на участке. Трубы и машины могут затем транспортироваться по этой дороге в места, где они необходимы, как указано в плане проекта.

Для минимизации транспортных расходов трубы доставляются в кеши вдоль маршрута, где они хранятся до тех пор, пока они не понадобятся. Для этого перехода были созданы два тайника, по одному на вершине каждого берега каньона. Оттуда они либо использовались напрямую, либо, для нижней части, транспортировались по подъездной дороге к траншеям русла реки либо по отдельности, либо в виде секций из двух или более труб, сваренных вместе.

Однако большинство труб необходимо было согнуть перед укладкой в траншею, чтобы соответствовать конфигурации местности на участке. В его проекте все изгибы и сварка сегментов труб были выполнены на уровне земли, а точнее вершинах каньона. Это означало, что для этой цели на площадке должно было присутствовать подходящее оборудование, а также дополнительные гидравлические экскаваторы, которые использовались для транспортировки таких сегментов труб в траншею. Все трубы были уложены с использованием комбинации гидравлических экскаваторов и специальных слоев труб.

Даже если сварка проводилась рядом с траншеей, когда это было возможно, некоторые сварные швы должны были выполняться в самой траншеи. Для этого была выкопана специальная сварочная яма и наняты лучшие сварщики. Согласно проектной документации все сварные соединения между трубами должны быть испытаны. Эти сварные швы должны были соответствовать определенным требуемым критериям, которые были определены в соответствии с их соответствующими стандартами и правилами.

Испытания проводились как неразрушающими методами испытаний на месте, так и разрушительными методами в лицензированных лабораториях. Неразрушающий контроль включал следующие методы: визуальный контроль, ультразвуковой контроль, контроль лучами Rx и т. Д. Разрушающие испытания проводились на вырезанных образцах. Они были проверены на прочность, твердость и прочность. Процент сварных швов, прошедших детальные испытания, зависел от параметров участка трубопровода, типа сопутствующих конструкций, способа сварки, условий на трассе и т. Д. Он составлял от 20% до 100% всех сварных швов. Сварные швы, которые были признаны неэффективными, были отремонтированы или восстановлены.

Наконец, все сварные швы должны быть защищены от коррозии и иметь изоляционный слой. Тот же самый общий метод сварки был использован с обеих сторон каньона.

В то время как сварные швы были одинаковыми с обеих сторон, процесс укладки был не таким, как на западном берегу, поверхность скалы пришлось просверлить. Первым шагом в этом процессе было копание как входной, так и выходной ямы в заранее определенных местах. Затем во входной яме была установлена машина для микротоннелирования и начался процесс бурения. Сверление проводилось поэтапно с увеличением диаметра отверстия до достижения желаемого диаметра. В данном конкретном случае это был диаметр 650 мм, который был достаточно широким, чтобы плотно разместить трубу и ее покрытие.

Затем были установлены платформы, чтобы обеспечить подходящее основание для экскаваторов, которые использовались для позиционирования трубы для вставки в отверстие. Труба должна была располагаться под углом 30 °, чтобы совмещаться с центральной осью отверстия. В общей сложности было построено три платформы различной высоты и размеров для размещения экскаваторов, которые удерживали сегмент трубы на месте. Они были построены из материала, который ранее был выкопан из входной ямы, чтобы снизить затраты.

Правильное выравнивание не было единственным требованием для процесса вставки. Было установлено, что коэффициент трения между бетоном покрытия трубы и горной породой является очень высоким, и, следовательно, жидкая суспензия выливается по стволу скважины для того, чтобы отрезок трубы мог скользить по наклонному микротоннелю. Из-за угла наклона скважины шлам мог свободно течь вниз, покрывая нижнюю часть туннеля и уменьшая трение. Кроме того, тот же уклон означал, что труба, когда она была на месте, могла просто плавно скользить вниз по отверстию без необходимости дополнительного толкания со стороны машин. В конце концов, экскаваторы просто должны были замедлить трубу, чтобы она не спустилась быстро и не повредилась в процессе.

Наконец после того, как весь отрезок трубопровода был проложен и подключен, должны были быть выполнены окончательные работы и испытания. Были заполнены траншеи, входные и выходные ямы, обозначен маршрут трубопровода. Окружающая местность была затем максимально восстановлена до первоначального состояния. Перед вводом трубопровода в эксплуатацию необходимо было проверить его прочность, герметичность и форму. Это было сделано в основном путем опрессовки в соответствии с правилами, изложенными в соответствующем законодательстве и проектной документации. Форма труб была проверена во время калибровки, и после того, как она была удовлетворена, трубопровод был готов к вводу в эксплуатацию.

Организация работы

Управление проектами – это дисциплина планирования, организации, мотивации и контроля ресурсов для достижения конкретных целей. Проект – это временная попытка с определенным началом и концом (обычно ограниченная во времени, и часто ограниченная финансированием или конечными результатами), [10] предпринимаемая для достижения уникальных целей и задач, [12], как правило, для достижения выгодных изменений или добавленной стоимости.

Основная задача управления проектом заключается в достижении всех целей и задач проекта [13] при одновременном соблюдении предвзятых ограничений. [14]

Сложные строительные работы должны быть выполнены до того, как трубопровод может быть введен в эксплуатацию. Для успешного выполнения этих задач обычно используется многопрофильная команда, состоящая из множества членов. Члены такой команды неизменно принадлежат к разным отраслям техники и другим областям, что означает, что требуется детальная организационная структура для обеспечения их эффективной совместной работы. Если это условие выполнено, такая команда должна быть в состоянии завершить проект вовремя и в рамках выделенного бюджета.

Поэтому организационная готовность имеет решающее значение для успешного проекта, и хорошая организационная готовность может быть достигнута только в том случае, если критические точки проекта правильно определены. Для проекта трубопровода критические точки (возникающие из-за пересечения водного пути) могут быть определены с использованием блок-схемы на рис. 3.

Если точка считается критической, она должна иметь отдельную организационную структуру независимо от целостности организационной структуры исходного проекта. Это главным образом связано с тем, что такие критические точки требуют использования специальных технологий и методов строительства, которые обычно не используются в рамках всего проекта.

Кроме того, критические точки часто имеют отдельный график и сроки из основной части основного проекта в связи с их конкретными обстоятельствами. Это особенно верно для пересечений водных путей, где дополнительные затраты на оборудование и различные скорости движения или потока могут ограничивать доступное время пересечения.

Пример организации этого проекта показан на рис. 4.

Из рисунка выше ясно видно, что в проекте в целом (и, следовательно, на пересечении водного пути) наиболее важная роль принадлежит руководителю проекта. По словам профессора Кала, нет лучшего условия для провала проекта, чем назначение неподходящего менеджера проекта. [15] Очевидно, что выбор персонала для проекта должен быть сделан тщательно и, если все сделано правильно, значительно увеличивает шансы на успех.

Однако, независимо от того, насколько хорошо подобраны кадры, инженерный проект во многом зависит от качества проектной документации. Эта документация может быть сделана только лицензированным экспертом в соответствии с законодательством Хорватии. Кроме того, этот человек должен предоставить доказательства прошлого опыта в этой области, чтобы гарантировать, что его работа будет наивысшего качества. Кроме того, эти ссылки должны основываться на ссылках компании, размещающей эту конкретную заявку. Здесь компании с предыдущим опытом в этой области должны быть предпочтительными. Поэтому подбор персонала начинается с выбора предложенного проектного решения и подписания контракта с подрядчиком.

После завершения процесса выбора создается организационная структура для основных переходов через водные пути путем присвоения соответствующих ресурсов из существующей организационной структуры первичного газопровода, которая была создана для проекта. Такая структура показана на рис. 5. Здесь следует отметить, что, хотя функции опроса и контроля организационно не подчинены руководителю проекта, они все же перечислены здесь, чтобы подчеркнуть, насколько они важны для проекта. Кроме того, в случае пересечения каньона Гудука только одна часть организационной структуры была сформирована вне основной организационной структуры. В частности, это был сегмент, касающийся микротоннелирования (бурения).

Важно подчеркнуть, что простого выделения этих ресурсов для пересечения недостаточно. Тщательно продуманный и задокументированный план и метод выполнения определенных действий на переходе может сделать или сломать это. Для перехода через каньон Гудука обзор хода этих действий показан на блок-схеме на рис. 6. Такая блок-схема также должна использоваться для облегчения создания начального графика назначения для перехода.

Что касается выполнения проекта, команда, управляющая проектом, должна предпринять действия, которые уменьшат или устранят влияние риска, то есть неопределенности. [16] Окончательный график был составлен в компьютерной программе, подходящей для подготовки и мониторинга работы над проектом. Чтобы создать его, в дополнение к списку действий, для каждого вида деятельности должны были быть назначены руководители групп, а также каналы связи, по которым отдельные группы могли легко координировать свои действия. Кроме того, окончательное расписание должно было включать как предыдущее, так и последующее действие для каждой из перечисленных задач.

В таблице 1 приведен пример примера плана встреч, из которого можно составить окончательный график проекта.

Лица, перечисленные как A, B, C и т. Д., возглавляют группы, которым поручены конкретные части проекта и которые несут ответственность за их завершение. Эта ответственность также включала синхронизацию дат начала и завершения, а также обеспечение надлежащей подготовки и качества. Продолжительность каждого мероприятия указана в днях. Такой подход имеет то преимущество, что резервирует и выделяет необходимые ресурсы из существующей структуры проекта (на время пересечения водного пути), что означает отсутствие ненужных времен ожидания и путаницы в отношении того, какие ресурсы доступны для этой конкретной задачи и когда они доступны

Предполагаемая продолжительность пересечения каньона Гудука составляла 45 дней, если отдельные задачи не выполнялись одновременно. Однако благодаря одновременному планированию неконфликтных задач прогнозируемое время выполнения было сокращено до 32 дней (как показано в таблице 1), что на 28,89% меньше по сравнению с первоначальным графиком. В итоге (с одновременным выполнением неконфликтных этапов) весь переход был завершен всего за 16 рабочих дней.

После завершения пересечения или, вообще говоря, завершения любой части проекта, для которой была создана отдельная структура, необходимо выполнить анализ выполненной работы и расформировать дополнительную организационную структуру. В ходе анализа могут быть выявлены любые отклонения и проблемы, возникшие в ходе пересечения, и выяснены их причины. На основе такого анализа можно сделать выводы, которые могут помочь в создании лучшего организационного плана для следующего перехода, что приведет к меньшим затратам и потере времени.

Заключение

Газопровод – это сложная система, используемая для транспортировки природного газа. Трасса трубопровода проходит по разной местности, и во время строительства трубопровода могут возникать определенные препятствия, такие как водные пути. Пересечение водного пути может быть выполнено несколькими способами в зависимости от типа и состояния водного пути, а также от параметров трубопровода и окружающей местности. Во время строительства четвертого участка газопроводной системы от Бенковац до Дугополье был встречен ряд сложных (критических) переходов. Один из таких переходов был в каньоне Гудука. Это русло реки внезапного паводка, и хотя вода течет через нее лишь изредка, когда она течет, она бурная. Пересечение было особенно требовательным из-за крутых берегов и твердой скалистой местности западного берега. Конфигурация местности и материал, а также дополнительные ограничения, такие как близость автомагистрали и национальный парк Крка, привели к бурению через скалу, используемую на пересечении. Затем трубопровод должен был быть вставлен в отверстие, в то время как остальная часть пересечения могла быть выполнена с использованием обычного метода прокладки в траншее.

В этой статье обсуждается этот комбинированный метод пересечения, состоящий из сверления / вставки и укладки в траншею. Конкретные требования этого метода и его организационная структура, изложенные здесь, могут использоваться в качестве справочного материала при создании будущих проектов, в которых необходимо подобное пересечение. Анализ показал, что время строительства сократилось на 28,89% по сравнению с первоначальным графиком, что было связано с одновременным выполнением неконфликтных задач. Дополнительное расследование может быть предпринято для изучения возможностей другого сочетания методов пересечения водных путей.

Список использованной литературы

1. http://www.Natural gas.org. (2012) Composition of natural gas. Retrieved 2012 – 07 – 14.
2. http://www.plinacro.hr/default.aspx?id=108, (2012) Natural gas, Composition and orign.
3. Kolundžić, S.: (2012) The future of Croatia's natural gas supply from the perspective of import infrastructure, Nafta, Vol. 63, No. (5 – 6), page 185 – 192 .
4. Knight, H., Wonderfuel: (2010) Welcome to the age of unconventional gas by, New Scientist, 12 June 2010, pp. 44–7.
5. Messner, J.; Babies, G. : (2012) Transport of Natural Gas, Consortium 2012, Working paper, No. 24, March 2012, D 2.1 – Potential sources of competition, tension and conflict and potential solutions, Grant Agreement: 224516 Dissemination Level: PU, page 1 – 3.
6. Jensen, J. T.: (2012) LNG and Pipeline Economics, Comments for the Geopolitics of Gas Meeting, Paolo Alto, USA, pp.8.
7. http://www.Institute of Gas Industry.org. (2010) Natural gas, Oil and gas tansport.
8. S. Department of Energy: (2003) The Global Liquefied Natural Gas Market Status & Outlook, December 2003, Washington D.C., USA, pp.
9. Čorić, V.; Ćatipović, I. : (2005) Polaganje podmorskog cjevovoda; Fakultet strojarstva i brodogradnje, Sveučilište u Zagrebu (Laying of submarine pipelines, Faculty of Mechanical engineering and naval in Zagreb), Zagreb, 2005.
10. Chatfield, C.; Johnson, T.: (2003) A short course in project management, 2003, Microsoft, http://office.microsoft.com/en-us/project-help/a-short-course-in-project-management-HA010235482.aspx
11. Project Management Institute (2004): A Guide to the Project Management Body of Knowledge. Third Edition (PMBOK Guide): Project Management Institute.
12. Nokes, S.: (2007) The Definitive Guide to Project Management.. 2nd Ed.n. London (Financial Times / Prentice Hall): 2007. ISBN 978-0-273-71097-4.
13. Lewis R., (2006) Project Management, McGraw-Hill Professional, Ireland, 2006. ISBN 0-07-147160-X. p.110.
14. Phillips J., (2003) PMP Project Management Professional Study Guide. McGraw-Hill Professional, 2003. Ireland, ISBN 0-07-223062-2 p.354.
15. Čala, I.: (2006) Predavanje na kolegiju Vođenje projekata, na politehničkom specijalističkom diplomskom stručnom studiju TVZ, ( Lecture at the College of Project Management at Polytechnic specialist professional graduate study TVZ) Zagreb, 2006.
16. Cerić, A.; Marić, T. : (2011) Determining priorities for managing risk on construction projects, Građevinar, Vol. 63, No. 3, page 265 – 271, UDK 69.008.001.3.