способ производства вскрышных работ

Формула изобретения

1. Способ производства вскрышных работ при ремонте нефтепроводов, включающий вскрытие и удаление землеройной машиной нарушенного при прокладке нефтепровода грунта, дробление ненарушенного грунта и его удаление, отличающийся тем, что дробление ненарушенного грунта производят путем бурения вертикальных шпуров рядами параллельно нефтепроводу, а их заряжение и взрывание осуществляют взрывогенераторной установкой (ВГУ) последовательным подрывом единичных шпуровых зарядов жидкой взрывчатой смеси (ЖВС) в каждом ряду и поочередным подрывом каждого ряда шпуров, начиная с наиболее удаленного ряда, снижая при этом мощность единичных зарядов по мере приближения подрываемого ряда к поверхности нефтепровода, причем взрывание с уборкой грунта или без нее производят с образованием со стороны взорванного ряда открытой боковой поверхности, а дробление грунта под нефтепроводом осуществляют взрывогенераторной установкой (ВГУ) в высокочастотном режиме накладными зарядами жидкой взрывчатой смеси (ЖВС), при этом рабочий орган взрывогенераторной установки ориентируют по касательной к окружности, концентричной наружной поверхности нефтепровода и имеющей диаметр больше диаметра нефтепровода не менее чем на 0,4 м, а трубопровод закрывают защитным кожухом, который перемещают по трубопроводу по мере перемещения зоны вскрышных работ.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что наиболее удаленный от трубопровода шпур бурят и в последующем взрывают на расстоянии не менее 1,5 м, при этом масса его заряда составляет не более 400 г тротилового эквивалента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов, проложенных в грунтах различной категории прочности, а именно к производству работ при ремонте без подъема, замены труб и опорожнения трубопроводов для транспортировки нефти (далее нефтепроводов), проложенных в скальных или мерзлых грунтах.

Известны способы вскрытия нефтепроводов при их ремонте (см., например, патент РФ N 2065116, МКИ F 16 L 1/00, описание - колонки 24, 25, 32, пункт 6 формулы, опубл. 10.08.96, БИ N 22, 96 - прототип, журнал "Безопасность труда в промышленности", 1997, N 1, с. 44-47).

Способ вскрытия нефтепроводов при нарушенной структуре грунтов и их прочности менее VI категории по шкале проф. Протодьяконова, отсутствии скальных или мерзлых грунтов включает вскрытие и удаление верхнего слоя грунта вручную или механизированным способом - землеройной машиной, например экскаватором. Разработку грунта вблизи нефтепровода или непосредственно у него производят вручную, при этом нормативными документами определена схема вскрытия с применением ручной разработки. Применение механизированной разработки грунта экскаватором или другими механизмами непосредственно у нефтепровода, по которому перекачивается нефть, запрещено, так как ковш экскаватора невозможно зафиксировать от непроизвольных смещений и соударений с нефтепроводом, что не исключает повреждений поверхности нефтепровода и является небезопасным.

При наличии скальных или мерзлых грунтов дробление осуществляют путем бурения шпуров, заряжания и взрывания в зоне, расстояние до которой от трубопровода определено действующими "Правилами безопасности при эксплуатации магистральных нефтепроводов", Миннефть СССР, М., 1989, а в непосредственной близости от нефтепровода грунт дробят и удаляют ручными инструментами, например отбойными молотками и лопатами. Дробление и удаление грунта вручную связано со значительными затратами труда и времени, что в аварийных случаях недопустимо, и как следствие вынуждает проводить ремонт протяженных участков нефтепровода только с заменой труб и перекрытием нефтепровода.

Таким образом, существующие способы вскрытия нефтепроводов, проложенных в скальных или мерзлых грунтах, не позволяют осуществлять ремонт без подъема, замены труб и опорожнения нефтепровода.

Задача изобретения - обеспечить эффективный способ производства вскрышных работ при ремонте нефтепроводов, проложенных в скальных или мерзлых грунтах с соблюдением правил безопасности ведения работ, сократить время на их выполнение, при этом опорожнения нефтепровода не требуется.

Поставленная задача решается за счет того, что при использовании способа, включающего вскрытие и удаление землеройной машиной нарушенного при прокладке нефтепровода грунта, дробление ненарушенного грунта и его удаление, дробление ненарушенного грунта производят путем бурения вертикальных шпуров рядами параллельно нефтепроводу, а их заряжание и взрывание осуществляют взрывогенераторной установкой (ВГУ) последовательным подрывом единичных шпуровых зарядов жидкой взрывчатой смеси (ЖВС) в каждом ряду и поочередным подрывом каждого ряда шпуров, начиная с наиболее удаленного ряда, снижая при этом мощность единичных зарядов по мере приближения подрываемого ряда к поверхности нефтепровода, причем взрывание с уборкой грунта или без нее производят с образованием со стороны взорванного ряда открытой боковой поверхности, а дробление грунта под нефтепроводом осуществляют взрывогенераторной установкой (ВГУ) в высокочастотном режиме накладными зарядами жидкой взрывчатой смеси (ЖВС), при этом рабочий орган взрывогенераторной установки ориентируют по касательной к окружности, концентричной наружной поверхности нефтепровода и имеющей диаметр больше диаметра нефтепровода не менее чем на 0,4 м.

Другие особенности и преимущества способа подробно излагаются при описании способа.

Реализация способа поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2, 3 показана последовательность операций вскрытия нефтепровода.

Перед началом работ опорожнения нефтепровода 1 не требуется, но перекачка нефти должна быть прекращена.

Верхний слой А (фиг. 1) нарушенного грунта вскрывают и удаляют известным способом землеройной машиной, например экскаватором, на расстоянии не менее 1,5 м от наружной поверхности первоначально закрытого грунтом нефтепровода 1 и вручную - вблизи нефтепровода.

При появлении скальных (мерзлых) грунтов и валунов при производстве работ нефтепровод 1 закрывают защитным кожухом 2, охватывающим открытую поверхность нефтепровода в зоне производства работ. Кожух 2 выполнен из стали толщиной не менее 5 мм или из транспортерной ленты толщиной не менее 8 мм. Для дробления скальных или мерзлых грунтов валунов бурят вертикальные шпуры 3 (фиг. 2) ручными пневматическими молотками или перфораторами рядами в шахматном порядке параллельно нефтепроводу 1 в зоне кожуха 2. Диаметр шпуров - 42-45 мм, глубина определяется прочностью грунта и может быть различной в каждом конкретном случае. Причем наиболее удаленный от нефтепровода 1 ряд шпуров 3 бурят на расстоянии не менее 1,5 м, заряжание и взрывание шпуров осуществляют взрывогенераторной установкой (ВГУ) 4 в шпуровзрывогенераторном режиме с применением жидкой взрывчатой смеси (ЖВС) с инициатором взрыва последовательными единичными шпуровыми зарядами.

Подрыв единичных шпуровых зарядов начинают с наиболее удаленного ряда и осуществляют последовательно в каждом ряду. После подрыва всех шпуров в одном ряду приступают к подрыву шпуров в следующем ближайшем ряду.

В каждом шпуре формируется заряд заданной мощности и подрывается. Величина заряда для шпура расположенного на расстоянии не менее 115 м, принята не более 400 г тротилового эквивалента. Эта величина определена по результатам экспериментов, так как при оценке сейсмически безопасного расстояния до объекта не существует формул, а используются только экспериментальные данные. Мощность единичных зарядов снижают по мере приближения подрываемого ряда шпуров к поверхности нефтепровода.

Шпуровзрывогенераторный режим работы взрывогенераторной установки 4 применяют для дробления грунта в зоне от 0,75 до 1,5 м от наружной поверхности нефтепровода. Взрывание сопровождается уборкой раздробленного грунта или без нее с образованием со стороны взорванного ряда шпуров открытой боковой поверхности 5. При этом под нефтепроводом 1 остается нарушенный трещинами грунт 6, имеющий со стороны стенок траншеи открытую поверхность.

Для дробления грунта под нефтепроводом взрывогенераторную установку 4 переключают на высокочастотный режим работы, рабочую головку 7 ориентируют по направлению касательной к окружности, концентричной наружной поверхности нефтепровода 1. Диаметр этой окружности больше диаметра нефтепровода не менее чем на 0,4 м. Дробят грунт под нефтепроводом накладными зарядами жидкой взрывчатой смеси с частотой взрывов от 150 до 1000 в минуту и массой заряда от 100 до 12 г.

Описанный способ позволяет производить ремонт нефтепроводов, проложенных в любых тяжелых грунтовых условиях, включая скальные породы, мерзлые грунты, валуны, монолитные породы вплоть до X категории прочности по Протодьяконову без опорожнения нефтепровода.

Вскрытие ремонтируемого участка нефтепровода, которое прежними способами выполнялось в течение нескольких дней бригадой до 10-15 человек, предлагаемым способом производится в течение 3 - 4 часов бригадой в составе 4 - 5 человек.

Предлагаемая последовательность выполняемых работ и режимы их проведения позволяют интенсифицировать процесс ремонта нефтепроводов.