Проектирование, изготовление и транспортировка блочно-комплектных устройств

Выполняемые при сооружении насосных и компрессорных стан­ций магистральных трубопроводов монтажные работы связаны с установкой, выверкой и закреплением в проектном положении перекачивающих агрегатов, основного и вспомогательного тех­нологического оборудования, технологических трубопроводов. Перекачивающие агрегаты, технологическое оборудование, как правило, поставляют с заводов-изготовителей в виде блоков, блочно-комплектных устройств, размещаемых в зданиях, в боксах или на открытом воздухе.

1. Основные принципы проектирования блочно-комплектных устройств для насосных и компрессорных станций

Рассмотрим основные принципы проектирования блочно- комплектных устройств (БКУ).

Принцип миниатюризации БКУ. Чем меньше объем, масса и габариты БКУ, тем лучше они вписываются в габариты погрузки и легче размещаются в транспортабельные боксы. Облегчаются также их доставка на строительную площадку и монтаж. В связи с этим дальнейшее развитие комплектно-блочного метода строительства требует специального подхода к конструированию технологического оборудования с учетом принципа миниатюризации.

Принцип полной заводской готовности БКУ позволяет снизить до минимума объем строительно-монтажных работ непо­средственно на строительной площадке. При этом наибольшее значение имеет сокращение или даже полное устранение на строительной площадке трудоемких работ: бетонных, штукатур­ных и малярных.

Принцип суперблочности. Не все виды технологического обо­рудования можно выпускать в виде единых транспортабельных блоков. Некоторое оборудование поставляют на строительные площадки в виде нескольких отдельных блоков, которые соеди­няют между собой на строительной площадке. Для устранения подобных работ используют этот принцип. Блоки, входящие в состав БКУ, укрупняют на заводах-изготовителях до разме­ров, превышающих габариты погрузки. Масса таких супербло­ков доходит до 300—400 т. Основную трудность представляет доставка суперблоков на строительные площадки. Наиболее перспективным является способ транспортировки суперблоков на воздушной подушке. Суперблоки пока еще не получили распространения при сооружении насосных и компрессорных станций. Однако следует отметить перспективность этого на­правления при комплектно-блочном строительстве насосных и компрессорных станций.

Принцип обеспечения жесткости и неизменяемости БКУ при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах.

Унификация БКУ позволяет организовать их массовое про­мышленное изготовление, упростить организацию и технологию монтажных работ и способствует широкому внедрению поточ­ных методов строительства.

Максимальное использование объемно-планировочных ха­рактеристик производственных и вспомогательных зданий и со­оружений:

Замена в максимальной степени производственных и вспомо­гательных зданий легкими малообъемными укрытиями (блок- боксы, блок-контейнеры).

Повышение единичной мощности блочного оборудования, в первую очередь перекачивающих агрегатов, позволяет снизить число монтажных единиц, число рабочих, занятых на монтаже, численность эксплуатационного обслуживающего персонала и сократить площадь, занимаемую насосной или компрессорной станции.

Минимизация генеральных планов блочно-комплектных на­сосных и компрессорных станций за счет снижения числа бло­ков, блок-боксов и применения оптимальных компоновок БКУ.

Централизация ремонтно-эксплуатационных служб с приме­нением вахтового и безвахтового обслуживания, а также агрегатно-узлового ремонта.

При проектировании БКУ насосных и компрессорных стан­ций следует учитывать повышенную трудоемкость работ нуле­вого цикла. Поэтому наряду с дальнейшим развитием БКУ необхо­димо учитывать и меры, направленные на снижение трудоемко­сти и сокращение сроков выполнения работ нулевого цикла. К ним относятся: преимущественное применение более инду­стриальных и менее трудоемких свайных фундаментов со сбор­ными ростверками или безростверковых, а также плитных на песчано-гравийной подушке; преимущественное наземное и над­земное исполнение внутриплощадных технологических трубо­проводов и инженерных сетей, а также бесканальной подземной прокладки инженерных коммуникаций с применением гидрофоб­ной тепловой изоляции.

Кардинальным направлением улучшения технико-экономиче­ских показателей объектов в комплектно-блочном исполнении является выявление и устранение конструктивной, функциональ­ной и информационной избыточности объектов, что позволяет уменьшить затраты в строительстве к эксплуатации на единицу объема транспортируемых газа, нефти или нефтепродуктов. Для этого при проектировании используют специальные структурно- функциональные модели основных объектов нефтяной и газовой промышленности, позволяющие системно рассматривать объект от процессов технологии до его жизнеобеспечения и дающие представление о характере процессов, происходящих в функцио­нальных блоках и отдельных элементах, а также о наличии между ними связей (коммуникаций) — функциональных и ин­формационных. Эксплуатационные характеристики объекта при этом, как правило, не ухудшаются. Это положение можно проиллюстрировать на примере открытых НС, а также НС и КС в блочно-комплектном исполнении.

2. Технология и организация изготовления блочно-комплектных устройств

Применение комплектно-блочного метода при строительстве нефтегазовых объектов позволило разделить строительный про­цесс на два независимых потока, согласованных и, в значительной степени, совмещенных по срокам. Поток 1 охваты­вает организационно-техническую подготовку и производство строительно-монтажных работ нулевого. Поток II охватывает изготовление, транспортировку БКУ и монтажные работы надземного цикла с частичным проведением наладочных работ. В реализации этого потока участвуют специализирован­ные субподрядные организации — сборочно-комплектовочные предприятия, заводы БКУ и передвижные механизированные монтажные колонны.

Изготовлению БКУ предшествует проведение конструкторской, технологической и материально-технической подготовок промышленного производства.

Конструкторская подготовка промышленного производства включает разработку новых БКУ и совершенствование выпускаемых типов блоков, боксов и др., а также обеспечение промышленного производства конструкторской документацией в требуемом объеме. Кроме того, конструкторская подготовка охватывает, в условиях серийного производства, изготовление опытных образцов БКУ и их элементов, проведение необходи­мых испытаний, устранение выявленных недостатков конструк­ции и корректировку конструкторской документации. Конструк­торскую подготовку осуществляют проектно-конструкторские бюро — либо общеотраслевые, либо входящие в состав пред­приятия— изготовители БКУ. На стадии конструкторской подготовки проверяют соответствие разрабатываемых БКУ требо­ваниям технологичности, т. е. степени соответствия конструкции производственно-техническим условиям на всех этапах строи­тельного производства: промышленного изготовления, доставки на строительные площадки, монтажа и эксплуатации, включая ремонт при минимальных затратах труда.

Технологическая подготовка промышленного производства обеспечивает планомерное освоение новых видов и совершенст­вование конструкции выпускаемых БКУ. Технологическая под­готовка—совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечи­вающих технологическую готовность сборочно-комплектовочных предприятий и заводов БКУ к выпуску блочной продукции за­данного уровня качества, при установленных сроках, опреде­ленном объеме выпуска и соответствующих материальных и трудовых затратах. Качество технологической подготовки су­щественно влияет на организацию промышленного производ­ства и на качество монтажа на строительной площадке. В за­висимости от типа производства технологические разрабатывают с различной степенью детализации. Большую часть БКУ изготовляют в условиях единичного производства. На такие изделия разрабатывают маршрутную технологию, указы­вающую только основные операции. Металлоконструкции зда­ний, оконные блоки, двери, ворота, ограждающие конструкции боксов и котельные изготовляют в условиях серийного произ­водства. На эти изделия технологические процессы разрабаты­вают более подробно, с разбивкой на операции и переходы. Технологическая подготовка осуществляется силами технологи­ческих отделов (бюро) предприятий и в части изготовления оснастки и нестандартного оборудования — инструментальными цехами и цехами нестандартного оборудования предприятий- изготовителей.

Материально-техническая подготовка промышленного произ­водства направлена на своевременное и качественное обеспече­ние производства топливом, сырьем, материалами и конструк­циями. При этом необходимо обеспечить оптимальный размер запасов материалов и топлива и их рациональное использова­ние. Материально-техническую подготовку осуществляет управ­ление производственно-технологической комплектации (для больших объемов с применением ЭВМ). План материально- технического обеспечения сборочно-комплектовочных предприя­тий (опорно-производственной базы) формируют не позднее мая — июня в год, предшествующий планируемому. Иногда в условиях отсутствия полного плана строительства и наличия неполного объема проектно-сметной документации этот план формируют на основе данных типовых проектов и проектов- аналогов.

Заготовительно-сварочный корпус включает следующие цехи: подготовки металла, заготовительный, оснований и кро­вель, каркасов и нестандартного оборудования, окраски.

В цехе подготовки металла проводят дробеметную очистку, грунтовку стального листа и проката. Металл в цех подают рельсовой электротележкой грузоподъемностью 20 т, а раскла­дывают по рабочим местам мостовыми кранами грузоподъем­ностью 20 т с распределением на два потока — для подготовки проката и подготовки листа. Подготовку поступившего металла осуществляют на механизированных линиях очистки и грун­товки с предварительной правкой и резкой. Линии правки вклю­чают в себя пресс, углоправильную машину с механизирован­ной подачей металла. Резку профиля проводят на отрезных ав­томатах с использованием в линии машин для стыковой кон­тактной сварки с механизированной подачей и съемом проката.

В цехе комплектации узлов проводят приемку и комплекто­вание деталей и узлов БКУ с последующей их подачей (в соот­ветствии со специальным графиком) в сборочный корпус. Скла­дирование крупногабаритных узлов осуществляют на специаль­ных площадках, а мелкие детали и узлы укладывают на стел­лажах в контейнеры. В сборочном корпусе объединены четыре цеха сборки: технологических и энергетических БКУ, электро­технических БКУ без внутренней отделки, блок-боксов с внут­ренней отделкой, блок-боксов типа кладовых, ремонтно-механи- ческих мастерских и др. В этом же корпусе расположены элект­ромонтажный и ремонтно-инструментальный цехи, гальваниче­ское и кузнечно-термическое отделения, участок ревизии обо­рудования.

Собирают БКУ на специализированных поточно-механизи­рованных линиях, представляющих собой систему опор и те­лежек с подъемными платформами. Для сборки БКУ исполь­зуют механизированный инструмент, а также наборы необхо­димых приспособлений. В каждом цехе установлено четыре механизированных линии сборки. Расположение механизирован­ных линий поперек пролетов позволяет ставить блоки и блок- боксы вплотную, друг за другом, что значительно увеличивает число одновременно собираемых БКУ. Собранные узлы и изде­лия доставляют к месту монтажа сначала напольным транс­портом, а затем спускают в зону установки мостовыми кра­нами. Готовые БКУ подают напольными тележками в зону коз­лового крана и затем помещают на склад готовой продукции.

В цехе оснований и кровель на механизированной линии со­бирают рамы оснований и кровли БКУ. Сборку выполняют с помощью кондукторов полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа. Собранные рамы оснований и кровель по­дают на тележках в окрасочный цех.

В цехе каркасов и нестандартного оборудования предусмот­рены две линии: одна для сборки каркасов боксов, другая для изготовления нестандартного оборудования. Сборка каркасов предусмотрена в кондукторах с последующей полуавтоматиче­ской сваркой в среде углекислого газа. На участке нестандарт­ного оборудования проводят сварку листов встык, сборку емкостей на специальной установке. Для удобства работы сварочные полуавтоматы устанавливают на поворотных консолях.

В цехе трубных узлов выполняют сборку и сварку узлов тру­бопроводов из отдельных элементов. Точность и малую тру­доемкость сборки обеспечивают применением манипуляторов и специальных стендов. Нанесение теплоизоляционного и анти­коррозионного покрытий на трубные узлы осуществляют на спе­циальном участке. Качество сварных швов контролируют в спе­циальной камере ренгеновскими лучами. Гидравлическое испы­тание трубных узлов проводят на специальных стендах в цехе каркасов и нестандартного оборудования.

В окрасочном цехе ведут грунтовку, окраску и сушку узлов и деталей БКУ. Грунтовку и окраску изделий выполняют на вентилируемых решетках методом безвоздушного распыления. Окрашенные изделия с помощью подъемных электрических кра­нов укладывают на платформы и направляют в сушильные ус­тановки, после чего готовые изделия поступают в цех комплек­тации узлов.

3. Транспортировка БКУ

В связи с неосвоенностью и труднодоступностью большинства районов нефтегазового строительства, в том числе строитель­ства насосных и компрессорных станций затраты на доставку комплекта блоков к объектам строительства составляют от 30 до 50 % стоимости строительно-монтажных работ, а продолжи­тельность транспортировки — до 25—40% баланса времени на сооружение блочного объекта. Доставку блоков осуществляют в основном комбинированными методами: по железной дороге, водным путем, наземным транспортом, самолетами.

Проблема совершенствования технологии транспортировки БКУ приобретает особую остроту в связи с постоянным увели­чением дальности перевозок (в том числе автомобильным транспортом) до 350—400 км и более. При этом чаще всего применяют универсальные транспортно-монтажные средства. Наличие консольного свеса у блок-боксов, транспортируемых на серийно выпускаемых прицепах или полуприцепах, приводит к расхождению фактической транспортной схемы опирания с проектной, что нередко вызывает появление дополнительных повреждений. Процент повреждаемости БКУ при монтаже и при перевозке автомобильным транспортом примерно одинаков. Больше других конструктивных элементов деформируются ко­зырьки над дверными проемами блок-боксов.

Процесс доставки принято делить на два этапа — подготови­тельный и непосредственной транспортировки БКУ.

Наиболее рациональной организационно-структурной фор­мой доставки БКУ на площадки являются передвижные ме­ханизированные колонны по комплектации (ПМК). Этим колон­нам передают необходимые транспортные средства, грузоподъ­емные машины и механизмы для погрузки, транспортировки и разгрузки БКУ.

Различают следующие технологические этапы транспорти­ровки БКУ: погрузочно-разгрузочные работы на сборочно-комп- лектовочном предприятии; транспортировка БКУ после сборки на предприятии; погрузочно-разгрузочные работы на прирель­совых складах, причалах, аэропортах; транспортировка БКУ от прирельсовых складов, причалов, аэропортов до накопитель­ных складов; погрузочно-разгрузочные работы на накопитель­ных площадках; транспортировка БКУ от накопительных скла­дов до строительных площадок; погрузочно-разгрузочные ра­дов до строительных площадок; погрузочно-разгрузочные работы на строительных площадках; монтажные работы на строительных площадках.

В зависимости от дорожных и природно-климатических ус­ловий, массы и габаритов БКУ для их доставки к месту мон­тажа используют различные транспортные средства: при на­личии асфальтированных и грунтовых дорог —автомобили-тя- гачи с прицепами и полуприцепами, автомобили-тягачи с трей­лером грузоподъемностью до 200 т, в зимнее время — тягачи с санями, при отсутствии дорог (например, в условиях север­ных районов Тюменской области) — специальные гусеничные транспортеры-вездеходы (болотоходы «Тюмень», «Хаски» и др.), при наличии водных путей в период навигации — баржи, пере­мещаемые буксирами, при наличии в регионе железной дороги и вписывании наружных контуров БКУ в габариты погрузки — железнодорожный транспорт, в приполярных северных районах Тюменской области — воздушный транспорт: самолеты АН-12, АН-22, вертолеты большой грузоподъемности.

Для обеспечения погрузочно-разгрузочных операций все бо­лее широкое распространение получают трейлеры с саморазгру­жающимися и транспортно-монтажными средствами.