Труба на подводной лодке как называется


это... Как выглядит перископ на подводной лодке?

Перископ — это оптический прибор. Он представляет собой зрительную трубу у которой имеется система зеркал, призм и линз. Его предназначение - осуществлять наблюдение из разнообразных укрытий, к которым относятся убежища, броневые башни, танки, подводные лодки.

Исторические корни

Свою биографию перископ ведет с 1430-х годов, когда изобретатель Иоганн Гутенберг придумал устройство, которое позволяло осуществлять наблюдение поверх голов людской толпы за зрелищами на ярмарках в городе Аахен (Германия).

Перископ и его устройство описывал ученый Ян Гевелий в своих трактатах в 1647 году. Он предполагал применять его при исследовании и описании лунной поверхности. Также первым предложил использовать их для военных целей.

Первые перископы

Первый настоящий и работоспособный перископ запатентован в 1845 году американской изобретательницей Сарой Мэтер. Ей удалось серьезно усовершенствовать это устройство и довести его до практического применения в вооруженных силах. Так, в период гражданской войны в США солдаты присоединяли перископы к своим ружьям для скрытной и безопасной для себя стрельбы.

Французский изобретатель и ученый Дэви в 1854 году приспособил перископ для военно-морских сил. Его устройство состояло из двух развернутых под углом 45 градусов зеркал, которые размещались в трубе. А первый перископ, примененный на подводной лодке, изобрел американец Доути в период гражданской войны в США 1861-1865 годов.

В Первую мировую войну солдаты воюющих сторон также использовали перископы различных конструкций для стрельбы из укрытий.

Во время второй мировой войны эти устройства нашли широкое применение на полях сражений. Кроме подводных лодок, они использовались для наблюдения за противником из укрытий и блиндажей, а также на танках.

Практически с момента появления подводных лодок перископы на них используются для осуществления наблюдения при нахождении субмарины в подводном положении. Происходит это на так называемой «перископной глубине».

Они предназначены для уточнения навигационной обстановки на морской поверхности и для обнаружения самолетов. Когда подводная лодка начинает погружаться, труба перископа втягивается в корпус субмарины.

Конструкция

Классический перископ – это конструкция из трех отдельно расположенных устройств и частей:

  1. Оптической трубы.
  2. Подъемного устройства.
  3. Тумбы с сальниками.

Самым сложным конструктивным механизмом является оптическая система. Это две астрономических трубы, совмещенные друг с другом объективами. Они снабжены зеркалальными призмами полного внутреннего отражения.

У субмарин есть для перископа и дополнительные устройства. К ним относятся дальномерные приборы, системы определения курсовых углов, фото- и видеокамеры, светофильтры, а также системы осушки.

Для установления расстояния до цели в перископе применяют два типа устройств - дальномерные сетки и микрометры.

Незаменим в перископе светофильтр. Он располагается перед окуляром, разбит на три сектора. Каждый сектор представляет собой определенного цвета стекло.

Фотокамера аппарата или иная, предназначенная для получения изображения, необходима для установления фактов поражения целей и фиксирования событий на поверхности. Эти устройства устанавливаются за перископным окуляром на специальных кронштейнах.

Перископная труба полая, в ней находится воздух, который содержит определенное количество паров воды. В целях удаления оседающей на линзы влаги, которая конденсируется на них вследствие изменения температуры, используется специальное устройство осушки. Эта процедура осуществляется благодаря быстрой прогонке через трубу сухого воздуха. Он впитывает в себя скапливающуюся влагу.

На подводной лодке перископ выглядит как выступающая над рубкой труба с «набалдашником» на конце.

Тактика использования

Для обеспечения скрытности перископ подводной лодки подымают из-под воды с определенными периодами времени. Эти интервалы зависят от погодных условий, скорости и дальности объектов наблюдения.

Перископ оказывает командиру подводной лодки помощь в определении направления (пеленга) с субмарины на цель. Позволяет определять курсовой угол судна противника, его характеристики (тип, скорость, вооружение, и т. д.). Дает информацию о моменте проведения торпедного залпа.

Размеры выступающего из-под воды перископа, его головой головной части, должны быть как можно меньшими. Это необходимо для того, чтобы противник не зафиксировал местонахождение подводной лодки.

Для субмарин очень большую опасность представляют самолеты противника. Вследствие этого, при переходах подводных лодок значительное внимание уделяется контролю воздушной обстановки.

Однако для осуществления такого совмещенного наблюдения оконечная часть перископов достаточно массивна, так как там размещается оптика зенитного наблюдения.

Поэтому на субмаринах ставят два перископа, а именно командирский (атаки) и зенитный. С помощью последнего можно осуществлять наблюдение не только за воздушной обстановкой, а также за поверхностью моря (от зенита до горизонта).

После того как перископ поднят, осуществляется осмотр воздушной полусферы. Наблюдение за водной поверхностью изначально осуществляется в носовом секторе, а потом переходит на обзор всего горизонта.

Для обеспечения скрытности, в том числе от радиолокационных средств противника, в интервалах между подъемами перископа субмарина осуществляет маневры на безопасной глубине.

Как правило, высота возвышения перископа подводной лодки над уровнем моря находится в пределах от 1 до 1,5 метров. Это соответствует видимости горизонта на дальность в 21-25 кабельтовых (около 4,5 км).

Перископ, как было сказано выше, должен находиться над поверхностью моря как можно меньший промежуток времени. Особенно это важно для субмарины, которая начинает атаку. Практика говорит о том, что для определения дистанции и иных параметров требуется немного времени, около 10 секунд. Такой временной интервал нахождения перископа на поверхности обеспечивает его полную скрытность, так за такой короткий срок обнаружить его невозможно.

Следы на поверхности моря

При движении субмарины перископ оставляет за собой след и бурун. Его хорошо видно не только в штиль, но и при незначительном волнении моря. Длина и характер буруна, размер следа, находятся в прямой зависимости от скорости движения подводной лодки.

Так, при скорости в 5 узлов (около 9 км/ч) длина перископного следа составляет около 25 м. Пенный след от него хорошо заметен. Если скорость субмарины составляет 8 узлов (около 15 км/ч), то длина следа равна уже 40 м, а бурун виден на большом расстоянии.

При передвижении подводной лодки в штиль проявляется от перископа ярко выраженный белый цвет буруна и объемный пенистый след. Он остается на поверхности даже после того как устройство втянуто внутрь корпуса.

Вследствие этого, перед тем как его поднять, командир субмарины предпринимает меры к замедлению скорости движения. В целях уменьшения заметности подводной лодки оконечной части придается обтекаемая форма. На имеющихся фото перископа это легко заметить.

Иные недостатки

К недостаткам этого устройства наблюдения относятся следующие:

  1. Его нельзя использовать в темное время суток, а также в условиях недостаточной видимости.
  2. Перископ, выглядывающий из воды, без существенных затруднений может быть обнаружен как зрительно, так и с помощью радиолокационных средств вероятного противника.
  3. Сделанные наблюдателями фото такого перископа - что визитная карточка нахождения здесь субмарины.
  4. С его помощью нельзя с необходимой точностью определить дистанцию до цели. Данное обстоятельство снижает эффективность применения по ней торпед. Более того, дальность обнаружения перископа оставляет желать лучшего.

Все вышеуказанные недостатки привели к тому, что в дополнение к перископам появились новые, передовые средства наблюдения для субмарин. Это в первую очередь система радиолокации и гидроакустики.

Перископ – это обязательный прибор на подводной лодке. Внедрение в технические системы современных субмарин новых устройств (радиолокационных и гидроакустических) не понизили его роль. Они лишь дополнили его возможности, сделав подводную лодку более «зрячей» при плохой видимости, в условиях снега, дождя, тумана и т. д.

Что такое подводный трубопровод?

Подводный трубопровод - это любая система трубопроводов или ее часть, погруженная в воду. Этот термин обычно относится к любому типу трубопровода, включая сырую нефть, природный газ, промышленные побочные продукты или очищенные сточные воды, проложенные под водоемом. Однако чаще всего он используется для описания систем нефте- и газопроводов, погруженных в море. Подводные трубопроводные системы включают в себя множество различных конструкций и строительных спецификаций в зависимости от транспортируемых материалов.К ним относятся традиционные стальные трубопроводы, композитные трубы и даже разборные пластиковые трубопроводы, каждый из которых имеет свои преимущества и методы установки.

Человек с буровым снарядом

Подводные трубопроводы - довольно обычное дело, по которым ежегодно через океаны безопасно транспортируются сотни миллионов тонн зачастую опасных материалов.Эти материалы включают широкий спектр жидких или газообразных сред, от сырой нефти до газа, очищенных сточных вод и пресной воды. Хотя спектр транспортируемых материалов разнообразен, наиболее распространенные крупные подводные трубопроводные системы транспортируют природный газ. Эти трубопроводы обычно переносят или выпускают свою продукцию через океан или в океан, хотя системы подводных трубопроводов во внутренних водах также довольно распространены.

Наиболее распространенным типом подводных трубопроводов является традиционный стальной вариант, который обычно используется для транспортировки опасных материалов, таких как газ, углеводороды и нефть.Стальные трубопроводы обычно устанавливают со специально оборудованных судов одним из двух способов. Первый - это система готовых отрезков труб, удерживаемых на больших рулонах на палубе корабля, которые проложены позади движущегося судна почти так же, как подводный кабель. Второй метод предусматривает изготовление трубы на борту перед укладкой на морское дно. В зависимости от преобладающих условий трубопровод может быть проложен на поверхности морского дна или заглублен.

Другой распространенный тип подводных трубопроводов - это композитные трубопроводы, которые обычно используются в приложениях, где трубы прокладываются на мелководных прибрежных водах.Эти трубопроводы обычно намного меньше, чем стальные, и используются для транспортировки нетоксичных или неагрессивных материалов, таких как пресная вода. Довольно новая разработка в области технологии погружных трубопроводов - это система складных пластиковых труб. Эти трубы изготовлены из гибкого пластикового материала сильфонного типа, закрепленного на морском дне. Одним из больших преимуществ этого типа трубопровода является возможность перекрыть поток материала и позволить трубе спускаться, тем самым сводя к минимуму риск повреждения во время шторма на море.

Какими бы разнообразными ни были эти системы трубопроводов, все они имеют одну общую характеристику: объем внимания и внимания, уделяемого их планированию, установке и обслуживанию. Аварии подводных трубопроводов могут иметь катастрофические последствия для окружающей экосистемы и создавать огромные риски для здоровья и безопасности людей, живущих в непосредственной близости.По этой причине промышленность по производству погружных трубопроводов строго регламентирована, а целостность систем подлежит постоянному и строгому контролю.

.Подводный трубопровод

- Submarine pipeline - qwe.

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Submarine pipeline .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

Wikizero - Подводный трубопровод

Трубопровод, проложенный на морском дне или под ним внутри траншеи

Подводный трубопровод (также известный как морской , подводный или морской трубопровод ) - это трубопровод, который укладывается на морское дно или под ним внутри траншеи. [1] [2] В некоторых случаях трубопровод в основном находится на суше, но в некоторых местах он пересекает водные просторы, например, небольшие моря, проливы и реки. [3] Подводные трубопроводы используются в основном для транспортировки нефти или газа, но транспортировка воды также важна. [3] Иногда различают отводную линию и трубопровод. [1] [3] [4] Первый представляет собой внутрипромысловый трубопровод в том смысле, что он используется для соединения подводных устьев скважин, манифольдов и платформы в пределах конкретного месторождения разработки. Последний, иногда называемый экспортным трубопроводом , используется для доставки ресурса на берег. [1] Крупные проекты строительства трубопроводов должны учитывать множество факторов, таких как морская экология, геологические опасности и экологическая нагрузка - они часто выполняются междисциплинарными международными группами. [1]

Пример маршрута подводного трубопровода: трубопровод Langeled.

Выбор маршрута [править]

Одна из самых ранних и наиболее важных задач при планировании подводного трубопровода - это выбор маршрута. [5] Этот выбор должен учитывать множество вопросов, некоторые из которых имеют политический характер, но большинство других связано с геологическими опасностями, физическими факторами вдоль предполагаемого маршрута и другими видами использования морского дна в рассматриваемом районе. [5] [6] Эта задача начинается с упражнения по установлению фактов, которое представляет собой стандартное кабинетное исследование, которое включает в себя обзор геологических карт, батиметрии, рыболовных карт, аэрофотоснимков и спутниковых снимков, а также навигационной информации. органы власти. [5] [6]

Физические факторы [править]

Взаимодействие между подводным трубопроводом и дном, на которое он опирается (четыре возможных сценария).

Основным физическим фактором, который следует учитывать при строительстве подводного трубопровода, является состояние морского дна - гладкое ли оно (, т.е. , относительно ровное) или неровное (волнистое, с высокими и низкими точками). Если он неровный, то при соединении двух высоких точек трубопровод будет включать свободные участки, в результате чего промежуточный участок останется без опоры. [2] [7] Если неподдерживаемый участок слишком длинный, изгибающее напряжение, приложенное к нему (из-за его веса), может быть чрезмерным. Вибрация от вихрей, вызванных током, также может стать проблемой. [7] [8] Меры по устранению несопоставленных пролетов трубопровода включают выравнивание морского дна и поддержку после монтажа, такую ​​как насыпь бермы или песка под трубопроводом. Прочность морского дна - еще один важный параметр. Если грунт недостаточно прочен, трубопровод может погрузиться в него до такой степени, что проведение осмотра, технического обслуживания и предполагаемых врезок станет затруднительным.С другой стороны, каменистое морское дно является дорогостоящим для траншеи, и в высоких точках может произойти истирание и повреждение внешнего покрытия трубопровода. [7] [8] В идеале грунт должен быть таким, чтобы труба могла в какой-то степени оседать в нем, тем самым обеспечивая некоторую боковую устойчивость. [7]

Другие физические факторы, которые необходимо учитывать перед строительством трубопровода, включают следующее: [2] [7] [8] [9] [10]

  • Подвижность морского дна : Песчаные волны и мегаполисы - это элементы, которые перемещаются со временем, так что трубопровод, который поддерживался гребнем одного из таких элементов во время строительства, может оказаться в желобе позже, в течение срока эксплуатации трубопровода.Эволюцию этих особенностей трудно предсказать, поэтому предпочтительно избегать областей, где они, как известно, существуют.
  • Подводные оползни : они возникают в результате высокой скорости осаждения и возникают на более крутых склонах. Они могут быть вызваны землетрясениями. Когда грунт вокруг трубы подвергается скольжению, особенно если возникающее в результате смещение происходит под большим углом к ​​линии, труба внутри нее может подвергнуться серьезному изгибу и последующему разрушению при растяжении.
  • Токи : Сильные токи нежелательны, поскольку они затрудняют операции по укладке труб.Например, в мелководном море приливные течения могут быть довольно сильными в проливе между двумя островами. В этих обстоятельствах может быть предпочтительнее принести трубу в другое место, даже если этот альтернативный маршрут окажется длиннее.
  • Волны : На мелководье волны также могут быть проблематичными для операций по прокладке трубопровода (в тяжелых волновых режимах) и, как следствие, для его устойчивости из-за размывающего действия воды. Это одна из многих причин, по которым участок берегового примыкания (там, где трубопровод достигает береговой линии) являются особенно сложными для планирования участками.
  • Проблемы, связанные со льдом : В замерзающих водах плавучие льды часто дрейфуют на мелководье, и их киль соприкасается с морским дном. Продолжая дрейфовать, они прорывают морское дно и могут удариться о трубопровод. [11] Stamukhi также может повредить эту конструкцию, оказывая на нее высокие местные напряжения или вызывая разрушение почвы вокруг нее, вызывая тем самым чрезмерный изгиб. Штрудели представляют собой еще одну опасность для трубопроводов в холодных водах - хлынувшие через них воды могут удалять грунт из-под конструкции, делая ее уязвимой для перенапряжения (из-за собственного веса) или колебаний, вызванных вихрями.При планировании маршрута трубопровода для участков, где, как известно, существуют эти риски, необходимо учитывать прокладку трубопровода в траншее с засыпкой.

Другие виды использования морского дна [править]

Правильное планирование маршрута трубопровода должно учитывать широкий спектр человеческой деятельности, которая использует морское дно вдоль предлагаемого маршрута или которая может сделать это в будущем . К ним относятся следующие: [2] [8] [12]

  • Другие трубопроводы : Если и где предлагаемый трубопровод пересекает существующий, что не является редкостью, может потребоваться мостовая конструкция. в этот момент, чтобы пересечь его.Это нужно делать под прямым углом. Место соединения должно быть тщательно спроектировано, чтобы избежать столкновения между двумя конструкциями в результате прямого физического контакта или из-за гидродинамических эффектов.
  • Рыболовные суда : Для коммерческого рыболовства используются тяжелые рыболовные сети, волочащиеся по морскому дну и простирающиеся на несколько километров позади траулера. Эта сеть может зацепить трубопровод с возможным повреждением как трубопровода, так и судна.
  • Судовые якоря : Судовые якоря представляют собой потенциальную угрозу для трубопроводов, особенно вблизи портов.
  • Военная деятельность : В некоторых районах все еще есть мины, возникшие в результате прошлых конфликтов, но они все еще действуют. Другие области, используемые для бомбардировок или стрельбы, также могут скрывать боевые патроны. Более того, в некоторых местах на морском дне устанавливаются различные типы приборов для обнаружения подводных лодок. Этих областей следует избегать.

Характеристики подводных трубопроводов [править]

Подводные трубопроводы обычно имеют диаметр от 3 дюймов (76 мм) для газопроводов до 72 дюймов (1800 мм) для трубопроводов большой мощности. [1] [2] Толщина стенки обычно составляет от 10 миллиметров (0,39 дюйма) до 75 миллиметров (3,0 дюйма). Труба может быть предназначена для жидкостей при высоких температуре и давлении. Стенки изготовлены из стали с высоким пределом текучести, 350-500 МПа (50 000-70 000 фунтов на кв. Дюйм), свариваемость является одним из основных критериев выбора. [2] Конструкция часто защищается от внешней коррозии покрытиями, такими как битумный пластик или эпоксидная смола, а также катодной защитой с протекторными анодами. [2] [13] Обертка из бетона или стекловолокна обеспечивает дополнительную защиту от истирания. Добавление бетонного покрытия также полезно для компенсации отрицательной плавучести трубопровода, когда по нему проходят вещества с более низкой плотностью. [2] [14]

Внутренняя стенка трубопровода не имеет покрытия для нефтяной промышленности. Но когда он переносит морскую воду или коррозионные вещества, он может быть покрыт эпоксидной смолой, полиуретаном или полиэтиленом; он также может быть облицован цементом. [2] [13] В нефтяной промышленности, где утечки недопустимы и трубопроводы подвергаются внутреннему давлению, обычно порядка 10 МПа (1500 фунтов на кв. Дюйм), сегменты соединяются сварными швами с полным проплавлением. [2] [13] Также используются механические соединения. Свинья - это стандартное устройство трубопроводного транспорта, будь то наземное или морское. Он используется для проверки гидростатического давления, проверки на наличие вмятин и загибов на боковых стенках внутри трубы, а также для проведения периодической очистки и мелкого ремонта. [1] [2]

Строительство трубопровода [править]

Строительство трубопровода включает в себя две процедуры: сборку многих сегментов трубопровода в полную линию и установку этой линии вдоль желаемого маршрута. Можно использовать несколько систем - для подводного трубопровода выбор в пользу любой из них основан на следующих факторах: физических и экологических условиях ( например, течения, волновой режим), наличии оборудования и стоимости, глубине воды, длина и диаметр трубопровода, ограничения, связанные с наличием на трассе других линий и сооружений. [2] Эти системы обычно делятся на четыре широкие категории: тяга / буксировка , S-укладка , J-укладка и катушечная укладка . [15] [16] [17] [18]

Упрощенные чертежи, показывающие три конфигурации, используемые для буксировки подводных трубопроводов от берега к месту планируемой установки (без соблюдения масштаба).

Система тяги / буксировки [править]

В системе тяги / буксировки подводный трубопровод собирается на берегу и затем буксируется на место.Сборка производится параллельно или перпендикулярно береговой линии - в первом случае вся линия может быть построена до буксировки и установки. [19] Существенным преимуществом тягово-буксирной системы является то, что предварительные испытания и осмотр линии проводятся на берегу, а не в море. [19] Позволяет обрабатывать линии любого размера и сложности. [17] [20] Что касается процедур буксировки, можно использовать ряд конфигураций, которые можно разделить на следующие категории: буксировка на поверхности, буксировка на поверхности, буксировка на средней глубине и буксировка вне дна. [21]

  • Надводная буксировка : В этой конфигурации трубопровод остается на поверхности воды во время буксировки, а затем опускается на место укладки. Трос должен быть плавучим - это можно сделать с помощью прикрепленных к нему отдельных блоков плавучести. [19] Надводные буксиры не подходят для волнения на море и уязвимы для боковых течений.
  • Приповерхностный буксир : Трубопровод остается ниже поверхности воды, но близко к ней - это снижает воздействие волн.Но лонжеронные буи, используемые для поддержания троса на этом уровне, подвержены влиянию бурного моря, что само по себе может представлять проблему для буксировки.
  • Буксир средней глубины : Трубопровод не плавучий - либо потому, что он тяжелый, либо потому, что он отягощен подвесными цепями. В этой конфигурации линия подвешена в цепной цепи между двумя буксирными судами. Форма этой цепной линии ( sag ) представляет собой баланс между весом лески, натяжением, прикладываемым к ней сосудами, и гидродинамической подъемной силой цепей. [22] Величина допустимого прогиба ограничена глубиной морского дна.
  • Буксир для забоя : Эта конфигурация похожа на буксир на средней глубине, но здесь леска удерживается на расстоянии 1-2 м (несколько футов) от дна с использованием цепей, тянущихся по морскому дну.
  • Донный буксир : В этом случае трубопровод волочится по дну - линия не подвержена влиянию волн и течений, и если море становится слишком неспокойным для буксирующего судна, линию можно просто бросить и восстановить позже .Проблемы с этим типом системы включают: требование к износостойкому покрытию, взаимодействие с другими подводными трубопроводами и потенциальными препятствиями (рифы, валуны и т. Д.). Донный буксир обычно используется для переправ через реки и переходов между берегами. [23]
Упрощенные чертежи трех распространенных систем, используемых для строительства и монтажа подводных трубопроводов (без масштаба): S-образный, J-образный и катушечный. Solitaire , один из крупнейших трубоукладчиков в мире. DCV Aegir , трубоукладочное судно, предназначенное для J-образной и намоточной укладки. Saipem 7000 , полупогружное крановое судно, оборудованное системой укладки труб J-образной формы.

Система S-образной прокладки [править]

В системе S-образной прокладки сборка трубопровода выполняется на месте установки, на борту судна, имеющего все необходимое оборудование для соединения сегментов труб: конвейеры для обработки труб, сварочные станции , Рентгеновское оборудование, модуль покрытия стыков и т. Д. [24] Обозначение S относится к форме трубопровода, укладываемого на морское дно.Трубопровод покидает судно на корме или в носу через поддерживающую конструкцию, называемую стингером , который направляет движение трубы вниз и контролирует изгиб вверх-вверх (изгиб ). По мере продвижения к морскому дну труба изгибается вниз (изгиб , изгиб ) перед тем, как войти в контакт с морским дном (точка касания ). Изгиб прогиба регулируется натяжением, прикладываемым к судну (через натяжители , ) в ответ на погруженный вес трубопровода.Конфигурация трубопровода контролируется, чтобы не повредить его из-за чрезмерного изгиба. [24] Этот подход к сборке трубопровода на месте, называемый конструкцией баржи , , известен своей универсальностью и автономностью - несмотря на высокие затраты, связанные с развертыванием этого судна, он эффективен и требует относительно небольшая внешняя поддержка. [25] Но, возможно, придется столкнуться с серьезными волнениями на море - они отрицательно сказываются на таких операциях, как перекачка труб с судов снабжения, установка якорей и сварка труб. [24] Последние разработки в конструкции прокладочных барж включают динамическое позиционирование и систему J-образной укладки. [24] [26]

Система J-образной прокладки [править]

В районах, где вода очень глубокая, система S-образной прокладки может не подходить, поскольку трубопровод оставляет жало почти прямо. вниз. Чтобы избежать резкого изгиба на его конце и уменьшить чрезмерное изгибание провисания, натяжение в трубопроводе должно быть высоким. [27] Это может помешать позиционированию судна, а натяжное устройство может повредить трубопровод.Можно было бы использовать особенно длинное жало, но это также нежелательно, поскольку на эту конструкцию отрицательно повлияли бы ветры и течения. [27] Система J-образной укладки, одно из последних поколений трубоукладочных барж, лучше подходит для глубоководных условий. В этой системе трубопровод покидает судно по почти вертикальной аппарели (или вышке). Изгиба нет - только прогиб цепной связи (отсюда обозначение J ), такой, что te

.

подводный трубопровод Википедия

Трубопровод, проложенный на морском дне или под ним внутри траншеи

Подводный трубопровод (также известный как морской , морской или морской трубопровод ) - это трубопровод, который прокладывается на морском дне или под ним внутри траншеи. [1] [2] В некоторых случаях трубопровод в основном находится на суше, но в некоторых местах он пересекает водные просторы, например, небольшие моря, проливы и реки. [3] Подводные трубопроводы используются в основном для транспортировки нефти или газа, но транспортировка воды также важна. [3] Иногда различают отводную линию и трубопровод. [1] [3] [4] Первый представляет собой внутрипромысловый трубопровод в том смысле, что он используется для соединения подводных устьев скважин, манифольдов и платформы в пределах конкретного месторождения разработки. Последний, иногда называемый экспортным трубопроводом , используется для доставки ресурса на берег. [1] Крупные проекты строительства трубопроводов должны учитывать множество факторов, таких как морская экология, геологические опасности и экологическая нагрузка - они часто выполняются междисциплинарными международными группами. [1]

Пример маршрута подводного трубопровода: трубопровод Langeled.

Выбор маршрута []

Выбор маршрута - одна из самых ранних и важных задач при планировании подводного трубопровода. [5] Этот выбор должен учитывать множество вопросов, некоторые из которых имеют политический характер, но большинство других связано с геологическими опасностями, физическими факторами вдоль предполагаемого маршрута и другими видами использования морского дна в рассматриваемом районе. [5] [6] Эта задача начинается с упражнения по установлению фактов, которое представляет собой стандартное кабинетное исследование, которое включает в себя обзор геологических карт, батиметрии, рыболовных карт, аэрофотоснимков и спутниковых снимков, а также навигационной информации. органы власти. [5] [6]

Физические факторы []

Взаимодействие подводного трубопровода с дном, на которое он опирается (четыре возможных сценария).

Основным физическим фактором, который следует учитывать при строительстве подводного трубопровода, является состояние морского дна - гладкое ли оно (, т.е. , относительно ровное) или неровное (волнистое, с высокими и низкими точками). Если он неровный, то при соединении двух высоких точек трубопровод будет включать свободные участки, в результате чего промежуточный участок останется без опоры. [2] [7] Если неподдерживаемый участок слишком длинный, изгибающее напряжение, приложенное к нему (из-за его веса), может быть чрезмерным. Вибрация от вихрей, вызванных током, также может стать проблемой. [7] [8] Меры по устранению несопоставленных пролетов трубопровода включают выравнивание морского дна и поддержку после монтажа, такую ​​как насыпь бермы или песка под трубопроводом. Прочность морского дна - еще один важный параметр. Если грунт недостаточно прочен, трубопровод может погрузиться в него до такой степени, что проведение осмотра, технического обслуживания и предполагаемых врезок станет затруднительным.С другой стороны, каменистое морское дно является дорогостоящим для траншеи, и в высоких точках может произойти истирание и повреждение внешнего покрытия трубопровода. [7] [8] В идеале грунт должен быть таким, чтобы труба могла в какой-то степени оседать в нем, тем самым обеспечивая некоторую боковую устойчивость. [7]

Другие физические факторы, которые следует учитывать перед строительством трубопровода, включают следующие: [2] [7] [8] [9] [10]

  • Подвижность морского дна : Песчаные волны и мегапрывы - это элементы, которые перемещаются со временем, так что трубопровод, который поддерживался гребнем одного из таких элементов во время строительства, может оказаться в желобе позже, в течение срока эксплуатации трубопровода.Эволюцию этих особенностей трудно предсказать, поэтому предпочтительно избегать областей, где они, как известно, существуют.
  • Подводные оползни : они возникают в результате высокой скорости осаждения и возникают на более крутых склонах. Они могут быть вызваны землетрясениями. Когда грунт вокруг трубы подвергается скольжению, особенно если возникающее в результате смещение происходит под большим углом к ​​линии, труба внутри нее может подвергнуться серьезному изгибу и последующему разрушению при растяжении.
  • Токи : Сильные токи нежелательны, поскольку они затрудняют укладку труб.Например, в мелководном море приливные течения могут быть довольно сильными в проливе между двумя островами. В этих обстоятельствах может быть предпочтительнее принести трубу в другое место, даже если этот альтернативный маршрут окажется длиннее.
  • Волны : На мелководье волны также могут быть проблематичными для операций по прокладке трубопровода (в тяжелых волновых режимах) и, как следствие, для его устойчивости из-за размывающего действия воды. Это одна из многих причин, по которым участок берегового примыкания (там, где трубопровод достигает береговой линии) являются особенно сложными для планирования участками.
  • Проблемы, связанные со льдом : В замерзающих водах плавучие льды часто дрейфуют на мелководье, и их киль соприкасается с морским дном. Продолжая дрейфовать, они прорывают морское дно и могут удариться о трубопровод. [11] Stamukhi также может повредить эту конструкцию, оказывая на нее высокие местные напряжения или вызывая разрушение почвы вокруг нее, вызывая тем самым чрезмерный изгиб. Штрудели представляют собой еще одну опасность для трубопроводов в холодных водах - хлынувшие через них воды могут удалять грунт из-под конструкции, делая ее уязвимой для перенапряжения (из-за собственного веса) или колебаний, вызванных вихрями.При планировании маршрута трубопровода для участков, где, как известно, существуют эти риски, необходимо учитывать прокладку трубопровода в траншее с засыпкой.

Другие виды использования морского дна []

Надлежащее планирование маршрута трубопровода должно учитывать широкий спектр человеческой деятельности, которая использует морское дно вдоль предложенного маршрута или может это сделать в будущем. К ним относятся следующие: [2] [8] [12]

  • Другие трубопроводы : Если и где предложенный трубопровод пересекает существующий, что не является редкостью, на этом соединении может потребоваться мостовая конструкция, чтобы пересечь его.Это нужно делать под прямым углом. Место соединения должно быть тщательно спроектировано, чтобы избежать столкновения между двумя конструкциями в результате прямого физического контакта или из-за гидродинамических эффектов.
  • Рыболовные суда : Для коммерческого рыболовства используются тяжелые рыболовные сети, которые волочатся по дну моря и простираются на несколько километров позади траулера. Эта сеть может зацепить трубопровод с возможным повреждением как трубопровода, так и судна.
  • Судовые якоря : Судовые якоря представляют собой потенциальную угрозу для трубопроводов, особенно вблизи портов.
  • Военная деятельность : В некоторых районах все еще есть мины, возникшие в результате прошлых конфликтов, но они все еще действуют. Другие области, используемые для бомбардировок или стрельбы, также могут скрывать боевые патроны. Более того, в некоторых местах на морском дне устанавливаются различные типы приборов для обнаружения подводных лодок. Этих областей следует избегать.

Характеристики подводного трубопровода []

Подводные трубопроводы обычно имеют диаметр от 3 дюймов (76 мм) для газопроводов до 72 дюймов (1800 мм) для трубопроводов большой мощности. [1] [2] Толщина стенки обычно составляет от 10 миллиметров (0,39 дюйма) до 75 миллиметров (3,0 дюйма). Труба может быть предназначена для жидкостей при высоких температуре и давлении. Стенки изготовлены из стали с высоким пределом текучести, 350-500 МПа (50 000-70 000 фунтов на кв. Дюйм), свариваемость является одним из основных критериев выбора. [2] Конструкция часто защищается от внешней коррозии покрытиями, такими как битумный пластик или эпоксидная смола, а также катодной защитой с протекторными анодами. [2] [13] Обертка из бетона или стекловолокна обеспечивает дополнительную защиту от истирания. Добавление бетонного покрытия также полезно для компенсации отрицательной плавучести трубопровода, когда по нему проходят вещества с более низкой плотностью. [2] [14]

Внутренняя стенка трубопровода не имеет покрытия для нефтяной промышленности. Но когда он переносит морскую воду или коррозионные вещества, он может быть покрыт эпоксидной смолой, полиуретаном или полиэтиленом; он также может быть облицован цементом. [2] [13] В нефтяной промышленности, где утечки недопустимы и трубопроводы подвергаются внутреннему давлению, обычно порядка 10 МПа (1500 фунтов на кв. Дюйм), сегменты соединяются сварными швами с полным проплавлением. [2] [13] Также используются механические соединения. Свинья - это стандартное устройство трубопроводного транспорта, будь то наземное или морское. Он используется для проверки гидростатического давления, проверки на наличие вмятин и загибов на боковых стенках внутри трубы, а также для проведения периодической очистки и мелкого ремонта. [1] [2]

Строительство газопровода []

Строительство трубопровода включает две процедуры: сборку множества сегментов трубопровода в полную линию и установку этой линии вдоль желаемого маршрута. Можно использовать несколько систем - для подводного трубопровода выбор в пользу любой из них основан на следующих факторах: физических и экологических условиях ( например, течения, волновой режим), наличии оборудования и стоимости, глубине воды, длина и диаметр трубопровода, ограничения, связанные с наличием на трассе других линий и сооружений. [2] Эти системы обычно делятся на четыре широкие категории: тяга / буксировка , S-укладка , J-укладка и катушечная укладка . [15] [16] [17] [18]

Упрощенные чертежи, показывающие три конфигурации, используемые для буксировки подводных трубопроводов от берега к планируемому месту установки (не в масштабе).

Система тяги / буксировки []

В системе буксировки / буксировки подводный трубопровод собирается на берегу и затем буксируется на место.Сборка производится параллельно или перпендикулярно береговой линии - в первом случае вся линия может быть построена до буксировки и установки. [19] Существенным преимуществом тягово-буксирной системы является то, что предварительные испытания и осмотр линии проводятся на берегу, а не в море. [19] Позволяет обрабатывать линии любого размера и сложности. [17] [20] Что касается процедур буксировки, можно использовать ряд конфигураций, которые можно разделить на следующие категории: буксировка на поверхности, буксировка на поверхности, буксировка на средней глубине и буксировка вне дна. [21]

  • Надводный буксир : В этой конфигурации трубопровод остается на поверхности воды во время буксировки, а затем опускается на место укладки. Трос должен быть плавучим - это можно сделать с помощью прикрепленных к нему отдельных блоков плавучести. [19] Надводные буксиры не подходят для волнения на море и уязвимы для боковых течений.
  • Приповерхностный буксир : Трубопровод остается ниже поверхности воды, но близко к ней - это снижает воздействие волн.Но лонжеронные буи, используемые для поддержания троса на этом уровне, подвержены влиянию бурного моря, что само по себе может представлять проблему для буксировки.
  • Буксир средней глубины : Трубопровод не плавучий - либо потому, что он тяжелый, либо потому, что он отягощен подвесными цепями. В этой конфигурации линия подвешена в цепной цепи между двумя буксирными судами. Форма этой цепной линии ( sag ) представляет собой баланс между весом лески, натяжением, прикладываемым к ней сосудами, и гидродинамической подъемной силой цепей. [22] Величина допустимого прогиба ограничена глубиной морского дна.
  • Буксир для забоя : Эта конфигурация похожа на буксир на средней глубине, но здесь леска удерживается на расстоянии 1-2 м (несколько футов) от дна с использованием цепей, тянущихся по морскому дну.
  • Нижний буксир : В этом случае трубопровод волочится по дну - линия не подвержена влиянию волн и течений, и если море становится слишком неспокойным для буксирующего судна, линию можно просто бросить и восстановить позже.Проблемы с этим типом системы включают: требование к износостойкому покрытию, взаимодействие с другими подводными трубопроводами и потенциальными препятствиями (рифы, валуны и т. Д.). Донный буксир обычно используется для переправ через реки и переходов между берегами. [23]
Упрощенные чертежи трех распространенных систем, используемых для строительства и монтажа подводных трубопроводов (без масштаба): S-образный, J-образный и катушечный. Solitaire , один из крупнейших трубоукладчиков в мире. DCV Aegir , трубоукладочное судно, предназначенное для J-образной и намоточной укладки. Saipem 7000 , полупогружное крановое судно, оборудованное системой укладки труб J-образной формы.

Система S-образной прокладки []

В системе S-образной прокладки сборка трубопровода выполняется на месте установки, на борту судна, имеющего все необходимое оборудование для соединения сегментов труб: конвейеры для обработки труб, сварочные станции, рентгеновское оборудование, модуль покрытия стыков. и т. д. [24] Обозначение S относится к форме трубопровода при его укладке на морское дно.Трубопровод покидает судно на корме или в носу через поддерживающую конструкцию, называемую стингером , который направляет движение трубы вниз и контролирует изгиб вверх-вверх (изгиб ). По мере продвижения к морскому дну труба изгибается вниз (изгиб , изгиб ) перед тем, как войти в контакт с морским дном (точка касания ). Изгиб прогиба регулируется натяжением, прикладываемым к судну (через натяжители , ) в ответ на погруженный вес трубопровода.Конфигурация трубопровода контролируется, чтобы не повредить его из-за чрезмерного изгиба. [24] Этот подход к сборке трубопровода на месте, называемый конструкцией баржи , , известен своей универсальностью и автономностью - несмотря на высокие затраты, связанные с развертыванием этого судна, он эффективен и требует относительно небольшая внешняя поддержка. [25] Но, возможно, придется столкнуться с серьезными волнениями на море - они отрицательно сказываются на таких операциях, как перекачка труб с судов снабжения, установка якорей и сварка труб. [24] Последние разработки в конструкции прокладочных барж включают динамическое позиционирование и систему J-образной укладки. [24] [26]

Система J-образной прокладки []

В районах с очень глубокой водой система S-образной прокладки может не подходить, поскольку трубопровод оставляет жало почти прямо вниз. Чтобы избежать резкого изгиба на его конце и уменьшить чрезмерное изгибание провисания, натяжение в трубопроводе должно быть высоким. [27] Это может помешать позиционированию судна, а натяжное устройство может повредить трубопровод.Можно было бы использовать особенно длинное жало, но это также нежелательно, поскольку на эту конструкцию отрицательно повлияли бы ветры и течения. [27] Система J-образной укладки, одно из последних поколений трубоукладочных барж, лучше подходит для глубоководных условий. В этой системе трубопровод покидает судно по почти вертикальной аппарели (или вышке). Избыточного изгиба нет - только прогиб цепной связи (отсюда обозначение J ), так что можно уменьшить натяжение. Трубопровод также меньше подвержен воздействию волн при входе в воду. [28] Однако, в отличие от системы S-образной свивки, где сварка труб может выполняться одновременно в нескольких местах по длине палубы судна, в системе J-образной свивки можно разместить только одну сварочную станцию. Для компенсации этого недостатка используются современные методы автоматической сварки. [29]

Система намотки []

В системе намотки трубопровод собирается на берегу и наматывается на большой барабан, обычно размером около 20 метров (66 футов) x 6 метров (20 футов), [30] установлен на борту специально -строенное судно.Затем судно выходит на место для прокладки трубопровода. Береговые сооружения для сборки трубопровода имеют неотъемлемые преимущества: они не подвержены влиянию погодных условий или состояния моря и являются менее дорогостоящими, чем морские операции. [20] Подача трубопровода может быть согласована: пока одна линия прокладывается в море, другая может быть намотана на берег. [31] Емкость одной катушки может быть достаточной для проточной линии полной длины. [31] Однако система намотки может работать только с трубопроводами меньшего диаметра - примерно до 400 мм (16 дюймов). [32] Кроме того, сталь, из которой изготовлены трубы, должна выдерживать необходимую степень пластической деформации, поскольку она изгибается до нужной кривизны (посредством спиральной J-образной трубы) при намотке на барабан и выпрямлении. (выпрямителем) при раскладке на месте установки. [33]

Стабилизация []

Для стабилизации и защиты подводных трубопроводов и их компонентов используются несколько методов. Их можно использовать по отдельности или в комбинации. [34]

Рытье траншей и захоронение []

Упрощенный чертеж, показывающий типичную систему промывки траншеи под подводным трубопроводом, проложенным на морском дне.

Подводный трубопровод может быть проложен внутри траншеи как средство защиты от рыболовных снастей (, например, якоря ) и траления. [35] [36] Это также может потребоваться на подходах к берегу для защиты трубопровода от течений и воздействия волн (когда он пересекает зону прибоя).Проходка траншеи может производиться перед укладкой трубопровода ( проходка траншеи перед укладкой, ) или после нее путем удаления морского дна снизу трубопровода (прокладка траншеи после укладки ). В последнем случае устройство для рытья траншей устанавливается поверх трубопровода или захватывает его. [35] [36] Для рытья траншей на морском дне для подводных трубопроводов используются несколько систем:

  • Промывка: это процедура рытья траншеи после укладки, при которой грунт удаляется из-под трубопровода с помощью мощных насосов, продувающих воду с каждой стороны. [37] [38]
  • Механическая резка: В этой системе используются цепи или режущие диски для выкапывания и удаления более твердых почв, включая валуны, [39] из-под трубопровода.
  • Вспашка: Принцип вспашки, который первоначально использовался для рытья траншей перед укладкой, превратился в сложные системы, которые легче по размеру для более быстрой и безопасной работы.
  • Дноуглубительные работы / выемка грунта: На мелководье почву можно удалить земснарядом или экскаватором перед прокладкой трубопровода.Это можно сделать несколькими способами, в частности, с помощью системы «резак-всасывание», с использованием ковшей или обратной лопаты. [35]

″ Заглубленная труба намного лучше защищена, чем труба в открытой траншее. ″ [40] Обычно это делается либо путем укрытия конструкции камнями, добытыми на близлежащем берегу. В качестве альтернативы грунт, извлеченный с морского дна во время рытья траншеи, может использоваться в качестве засыпки. Существенным недостатком захоронения является сложность обнаружения утечки в случае ее возникновения и последующих ремонтных операций. [41]

Матрасы []

Бетонные матрасы на барже

Матрацы можно укладывать поверх трубопровода или как под ним, так и над ним, в зависимости от основания. [34]

  • Матрасы Frond действуют, как морские водоросли, и имеют тенденцию к накоплению песка. Они должны быть прикреплены ко дну, чтобы их не смыло. [34]
  • Бетонные матрасы помогают удерживать часть трубопровода на месте своим весом и уменьшают размыв.Обычно они достаточно тяжелые, чтобы удерживаться на месте собственным весом, поскольку сделаны из бетонных блоков, связанных между собой веревкой. [34]
  • Используются также комбинированные матрасы из бетонного матраса с накладным матрасом из пруда. [34]

Анкеры грунтовые []

Зажимы, удерживающие трубопровод на сваях, могут использоваться для предотвращения бокового смещения. [34]

Седельные блоки []

Седельные блоки из сборного железобетона могут использоваться для обеспечения боковой поддержки и более надежного удержания трубопровода. [34]

Мешки с песком и мешки для раствора []

Они могут быть упакованы по бокам или под трубопроводом для обеспечения вертикальной и / или боковой поддержки. [34]

Гравийные отвалы []

Гравий можно насыпать на части трубопровода для уменьшения размыва и стабилизации от бокового смещения. [34]

Экологические и правовые вопросы []

Конвенция Эспо установила определенные требования для уведомления и консультаций в тех случаях, когда проект может иметь трансграничное воздействие на окружающую среду.Ученые разделились во мнениях о том, насколько Эспоо снижает вред окружающей среде. Концепции морского права, используемые при строительстве трансграничных трубопроводов, касаются территориальных вод, континентальных шельфов, исключительных экономических зон, свободы открытого моря и защиты окружающей среды. В соответствии с международным правом открытое море открыто для всех государств для строительства подводных трубопроводов и различных других видов строительства. [42]

Подводные трубопроводы представляют опасность для окружающей среды, поскольку сами трубопроводы могут быть повреждены якорем судов, коррозией, тектонической активностью или в результате дефектной конструкции и материалов.Станислав Патин сказал, что исследования воздействия природного газа на подводные экосистемы, рыб и другие морские организмы были ограниченными. Исследователи обнаружили причинно-следственную связь между массовой гибелью рыбы и утечками природного газа после аварий при бурении в Азовском море в 1982 и 1985 годах. [42]

Неоднократно высказывалась обеспокоенность по поводу экологических рисков подводных трубопроводов. Произошло как минимум два серьезных инцидента с нефтепроводами на континентальном шельфе Великобритании.Также было несколько «незначительных разливов и утечек газа» на других газопроводах в Северном море. В 1980 году трубопровод был поврежден якорем судна, а в 1986 году из-за изменения давления вышла из строя задвижка трубопровода. Оба инцидента привели к разливу нефти. Некоторые страны Балтии выразили обеспокоенность по поводу трубопровода Nord Stream. Маршрут подводного трубопровода протяженностью 1 200 км будет проходить через рыболовные районы Балтийского моря, а также районы, где было выброшено химическое оружие времен Второй мировой войны. [42]

См. Также []

Список литературы []

  1. ^ a b c d e f а b c d e f f

    0 h i j k l Gerwick, p. а b c d e f f

    0 h i Bevan, John, ed. (2005). «Раздел 1.7». Справочник профессионального дайвера (второе изд. a b c Карм, Эллен (июнь 2008 г.). «Окружающая среда и энергия: газопровод Балтийского моря». Журнал балтийских исследований . 39 (2): 99–121. DOI: 10.1080 / 01629770802031200.

Библиография []

  • Бай Ю. и Бай К. (2010) Справочник по подводному проектированию . Gulf Professional Publishing, Нью-Йорк, 919 стр.
  • Барретт, П. (2011). «Защита морского трубопровода от ледяного пропахивания морского дна: обзор». Наука и технологии в холодных регионах . 69 : 3–20. DOI: 10.1016 / j.coldregions.2011.06.007.
  • Браун Р.Дж. (2006) Буксировка трубопроводов и стояков в прошлом, настоящем и будущем . In : Труды 38-й конференции оффшорных технологий (OTC). Хьюстон, США
  • Croasdale K., Been K., Crocker G., Peek R. & Verlaan P.(2013) Грузовые ящики Стамуха для трубопроводов в Каспийском море . Материалы 22-й Международной конференции по портовой и океанической инженерии в арктических условиях (POAC), Эспоо, Финляндия.
  • Дин E.T.R. (2010) Морская геотехническая инженерия - принципы и практика , Томас Телфорд, Рестон, Вирджиния, США, 520 стр.
  • Gerwick B.C. (2007) Строительство морских и морских сооружений . CRC Press, Нью-Йорк, 795 стр.
  • Палмер А.К. и Бин К. (2011) Геологические опасности трубопроводов для условий Арктики. В : W.O. Маккаррон (редактор), Deepwater Foundations and Pipeline Geomechanics , J. Ross Publishing, Fort Lauderdale, Florida, стр. 171–188.
  • Палмер А. К. и Кинг Р. А. (2008). Подводная трубопроводная инженерия (2-е изд.). Талса, США: Pennwell, 624 с.
  • Рамакришнан Т.В. (2008) Морское проектирование . Книги генных технологий, Нью-Дели, 347 стр.
  • Уилсон Дж. Ф. (2003) Конструкции в морской среде. В : Дж. Ф. Уилсон (редактор), Динамика морских сооружений . John Wiley & Sons, Хобокен, Нью-Джерси, США, стр. 1–16.
.

Смотрите также