СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
METHOD OF PROTECTING UNDERWATER PIPELINES

Изобретение относится к защите подводных трубопроводов, в частности путем укладки каменной отсыпки на дне водоема, и может быть использовано для отсыпки провисаний морских трубопроводов.
Трубопроводы, проложенные по дну моря, подвергаются влиянию штормов и течений, под действием которых постепенно размывается грунт вокруг и под трубопроводами, что приводит к образованию свободных провисаний трубопроводов. Они представляют собой эксплуатационный риск для трубопроводов из-за статических и динамических нагрузок, которые со временем могут привести к механическому повреждению и возможной потере целостности трубопровода.
Для предотвращения повреждения трубопровода из-за его провисания используют отсыпку камнями, которая может осуществляться различными способами.
Например, в RU 2601567 описан способ укладки каменной отсыпки с судна на заданной площадке на дне водоема, согласно которому камни для отсыпки подают в соединенную с судном спускную трубу, проходящую под наклоном к вертикали до места укладки камней.
Однако устройство, реализующее такой способ отсыпки, является сложным и дорогостоящим, а использование существующих судов-камнеукладчиков также требует больших затрат, поскольку значительную часть стоимости работ составляет мобилизация судна на удаленное от порта его приписки место работ и возврат этого судна в порт приписки.
Известен также способ защиты подводного трубопровода, описанный в заявке US 2011/158747 А1, согласно которому в заранее определенном месте опускают с судна сетчатые мешки, заполненные камнями заданных размеров, и укладывают эти мешки на дно.
Этот способ, являющийся наиболее близким к изобретению, позволяет отказаться от необходимости использования специализированных судов, сокращая тем самым затраты на проведение работ по защите трубопровода, однако он обладает более низкой надежностью по сравнению с описанным выше способом, поскольку заполненные камнями мешки не могут заполнить образовавшиеся под трубопроводом пустоты с той же плотностью, что и отдельные камни.
Таким образом, проблемой, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа защиты трубопровода, который не требует больших затрат и сложного оборудования, как в способе по патенту RU 2601567, но позволяет обеспечить высокую надежность защиты трубопровода, как в способе по заявке US 2011/158747.
Указанная проблема решается в способе защиты подводных трубопроводов, включающем в себя этапы, на которых определяют место укладки каменной отсыпки; наполняют сетчатые мешки камнями заданных размеров и закрывают эти мешки; доставляют на судне наполненные и закрытые сетчатые мешки в зону, находящуюся над местом укладки; подвешивают сетчатые мешки на кранах; опускают заполненные камнями сетчатые мешки в воду; и укладывают камни на дно.
Согласно изобретению заполненные камнями сетчатые мешки опускают в воду на высоту 3,5-5 над трубопроводом открывают их, обеспечивая свободное падение камней из сетчатого мешка.
Технический результат, достигаемый при реализации такого способа, заключается в повышении надежности защиты трубопровода при сохранении простоты используемого оборудования. Такой результат достигается за счет того, что раскрытие сетчатых мешков на указанной высоте над трубопроводом вместо укладки на дно заполненных мешков позволяет заполнить образовавшуюся под трубопроводом полость камнями, не повредив при этом трубопровод опускающимися камнями.
Предпочтительно место укладки каменной отсыпки определяют путем нахождения участков провисания трубопроводов с помощью дистанционно управляемого аппарата.
Кроме того, после опускания заполненных камнями сетчатых мешков в воду желательно контролировать соответствие положения сетчатого мешка месту укладки каменной отсыпки, и в случае обнаружения несоответствия скорректировать положение судна или судового крана.
Предпочтительно указанный контроль осуществляют с использованием дистанционно управляемого аппарата.
Высоту опущенных в воду заполненных камнями сетчатых мешков над трубопроводом можно контролировать с помощью дистанционно управляемого аппарата, или с помощью счетчика кабеля, или сигнальным буем.
Предпочтительно сетчатые мешки открывают дистанционно с использованием подводного акустического размыкателя.
Предпочтительно после падения камней на дно контролируют их расположение относительно трубопровода с использованием дистанционно управляемого аппарата и при необходимости повторно опускают заполненные камнями сетчатые мешки в воду на высоту 3,5-5 над трубопроводом и открывают сетчатые мешки, обеспечивая свободное падение камней из сетчатого мешка, до тех пор, пока защищаемый трубопровод не будет покрыт камнями по меньшей мере до половины диаметра.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 схематично показан опускаемый с судна заполненный камнями сетчатый мешок;
на фиг. 2 – сетчатый мешок без камней;
на фиг. 3 схематично показан опущенный с судна заполненный камнями сетчатый мешок перед его открытием;
на фиг. 4 – сетчатый мешок после его открытия;
на фиг. 5 – полностью открытый сетчатый мешок;
на фиг. 6 схематично показана каменная берма, полученная по завершении отсыпки, вид в поперечном сечении трубопровода.
Для защиты подводного трубопровода от повреждений из-за наличия провисаний проводится предварительное гидрографическое исследование с целью определения места провисания и его параметров (длина, высота).
Определение места укладки каменной отсыпки осуществляют путем проведения инспекции судовым многолучевым эхолотом, например, SeaBet; или с помощью подводного управляемого аппарата, например, типа Tiger.
На фиг. 1 показано место 1 укладки каменной отсыпки, соответствующее месту провисания трубопровода 2.
После определения места укладки каменной отсыпки подготавливают сетчатые мешки к засыпке камнями определенной фракции. На фиг. 2 схематично показана конструкция сетчатого мешка 3. К дну сетчатого мешка 3 прикреплен центральный строп 4, который с помощью крюка троса 5, продетого через центральный строп 4, образует центральный подъемный строп 6, показанный на фиг. 3-5. По периметру сетчатого мешка 3 около его края проходит кольцевой строп 7, к которому присоединяются разъединительные стропы 8, показанные на фиг. 3 и 4. Сетчатые мешки 3 наполняют камнями заданных размеров и закрывают эти мешки таким образом, чтобы разъединительные стропы 8 и центральный подъемный строп 6 были в свободном доступе. Наполненные и закрытые сетчатые мешки 3 доставляют на судне 9 (фиг. 1) в зону, находящуюся над местом 1 укладки. Затем, как показано на фиг. 3, наполненные камнями 10 сетчатые мешки 3 подвешивают на кранах 11 (фиг. 1) таким образом, чтобы центральный подъемный строп 6 через соединительное кольцо 12, карабины 13, трос 14 и соединительное кольцо 15 крепился к крюку 16 крана, а разъединительные стропы 8 крепились к подводному акустическому размыкателю 17, соединенному, например, через соединительное кольцо 12 к крюку 16 крана. После этого наполненные камнями закрытые сетчатые мешки 3 опускаются в воду над местом 1 укладки. При этом желательно проконтролировать соответствие положения сетчатого мешка 3 месту 1 укладки каменной отсыпки, в частности, с использованием дистанционно управляемого аппарата 18, например, типа Tiger. В случае обнаружения несоответствия корректируют положение судна 9 или судового крана 11. Сетчатые мешки 3 опускают на высоту 3,5-5 м над трубопроводом, контролируя при этом указанную высоту с использованием дистанционно управляемого аппарата 18. Дистанционно управляемый аппарат 18 должен находится над трубопроводом 2 по направлению к провисающему участку, чтобы держать сетчатый мешок 3 в зоне видимости, находясь на безопасном расстоянии, по крайней мере 5 м (для предотвращения повреждений этого аппарата 18 от падающих камней). В качестве альтернативы контроль высоты сетчатого мешка над трубопроводом может контролироваться судовым многолучевым эхолотом, например, SeaBet.
Выбор высоты опускания сетчатого мешка над трубопроводом, при которой происходит открытие этого мешка, обусловлен, с одной стороны, тем, что при высоте, меньшей 5 м, падающие в воде камни при ударе о трубопровод не наносят ему заметных повреждений, а с другой стороны, тем, что при высоте, большей 3,5 м, исключена вероятность контакта наполненного сетчатого мешка с трубопроводом при наличии вертикальной качки.
Затем подается акустический сигнал для открытия подводного акустического размыкателя 17 и сброса камней. При срабатывании подводного акустического размыкателя 17 разъединительные стропы 8 освобождаются, и сетчатый мешок 3, удерживаемый за его дно центральным подъемным стропом 6, начинает раскрываться, выворачиваясь, как показано на фиг. 4. На фиг. 5 показано полностью раскрытое положение сетчатого мешка 3, позволяющее камням 10 свободно опускаться на дно в месте 1 укладки. После падения камней 10 на дно контролируют их расположение относительно трубопровода 2 с использованием дистанционно управляемого аппарата 18 и при необходимости повторяют описанный выше процесс сброса камней до тех пор, пока защищаемый трубопровод 2 не будет покрыт камнями 10 по меньшей мере до половины диаметра, как показано на фиг. 6.