СПЕЦВЫПУСК
ПУРПЕ – САМОТЛОР: ПРОЕКТ С ПРОДОЛЖЕНИЕМ
Вопрос об освоении и развитии новых нефтегазовых провинций встал перед нефтяной отраслью страны давно. Учитывая роль углеводородных ресурсов в экономике России, его решение приобрело государственный масштаб. Запасы месторождений Западной Сибири истощаются, что вынуждало искать новые источники «черного золота». При этом все понимали: ничто не заставит нефтяников вкладываться в геологоразведку или развитие уже открытых скважин, если они не будут обеспечены транспортной инфраструктурой. Зато даже отдаленная перспектива прокладки трубопроводов в разы активизировала усилия нефтяных компаний в этом направлении.
В 2010 году Правительством Российской Федерации было принято решение о реализации инвестиционного проекта «Трубопроводная система Заполярье – Пурпе – Самотлор». Строительство южного участка Пурпе – Самотлор началось в том же году. После тщательной оценки нескольких вариантов было решено: нефтепровод Пурпе – Самотлор пройдет с севера на юг Тюменской области через территорию Ямало-Ненецкого и Ханты- Мансийского автономных округов. Его общая протяженность составит 430 км, диаметр – 1020 мм.
Проектировщики постарались протянуть трассу максимально близко к уже освоенным районам, ее начальная часть была помещена в один коридор с нефтепроводом Уренгой – Холмогоры. Оставшуюся часть для удобства строительства и обслуживания проложили вблизи железной и автомобильной дорог.
Уже к началу строительства было понятно: Пурпе – Самотлор обязательно будет иметь свое северное продолжение и уйдет далеко за полярный круг, став самой северной нефтепроводной системой страны, которая должна будет обеспечить поставки нефти с севера Красноярского края и месторождений Ямала.
ВСЁ ДАЛЬШЕ НА СЕВЕР
Нефтепровод Пурпе – Самотлор оказался лишь первым шагом в освоении трубопроводчиками Крайнего Севера. Уже в первые дни после начала его строительства специалисты АО «Транснефть – Сибирь» приступили к проектированию неотъемлемого продолжения магистрали – нефтепровода Заполярье – Пурпе.
Несколько месяцев заняла подготовка: представление документов в местные администрации; проведение общественных слушаний; обсуждение проекта с представителями коренных народов Севера. На трассу изыскатели вышли в октябре 2010 года. На северных участках к тому времени уже выпал снег.
При выборе маршрута «отталкивались» от месторождений, с которых планировалось поставлять нефть в трубу. Генеральное направление было выбрано, были понятны поставщики нефти. Поиски оптимального маршрута начались примерно в трехкилометровом коридоре. Специалисты провели лазерное цифровое сканирование, аэрофотосъемку местности. Главной задачей было максимально привязать трассу к уже имеющейся инфраструктуре – дорогам, инженерным сетям.
Поначалу рассматривалось два возможных маршрута. Первый предполагал строительство ее отправной точки, головной нефтеперекачивающей станции (ГНПС No 1), в районе Пякяхинского месторождения. Согласно второму, ГНПС-1 должна была появиться чуть западнее, между Пякяхинским и Находкинским месторождениями. В итоге был утвержден первый вариант, в пользу которого говорили и меньшая протяженность трассы (488 км), и меньшая плотность обводненных участков.
Изыскания велись в два этапа: проектные и изыскания под рабочую документацию. В суровых условиях северной зимы специалисты сделали все возможное, чтобы выполнить эту работу как можно более качественно.
Особое внимание уделялось изучению грунтов. Основные проблемы создавала не только вечная мерзлота, по которой должна была пройти большая часть трассы, но и нестабильные грунты, в том числе так называемые «льдистые» – сохраняя твердость в морозы, при малейшем потеплении они теряли несущую способность. Тщательные исследования позволили более точно построить профиль трассы – определить, где преобладает мерзлота, а где грунты с низкой несущей способностью.
В итоге было решено: более 300 км нефтепровода будет уложено надземным способом, а 170 км – подземной прокладкой. Для прокладки нефтепровода надземным способом были разработаны специальные опоры. Они устанавливались на свайных основаниях, которые погружались в грунт на глубину до 18 м. Всего для прокладки нефтепровода было использовано почти 19,5 тыс. опор, а для их установки – более 45 тыс. свай. Для обеспечения надежности свайных оснований проектом предусматривается термостабилизация грунтов, которая включает в себя установку вертикальных термостабилизаторов.
Наработанный опыт показывал: строителям придется бороться не только с морозами. Существовала проблема еще более серьезная – сильные ветра (до 25–30 м/с), от которых на голых северных равнинах нет ни малейшей защиты. К тому же при таком ветре любой снегопад может мгновенно превратиться в непроглядную пургу. Изыскатели испытали это на себе. Был период, когда сильная метель остановила работы на целый месяц.
Тем не менее проект прошел экспертизу, и в декабре 2011 года началась очистка трассы и мобилизация персонала. Штаб строительства расположился на НПС «Пур-Пе», штаб проектирования – в поселке Коротчаево. Сварка первого стыка магистрали состоялась 5 марта 2012 года.
ВЫБРАТЬ ЛУЧШЕЕ
Большинство конструкций, материалов и оборудования для проекта «МН Заполярье – Пурпе» разрабатывалось практически с нуля. Одних только опор изначально было десять, и лишь несколько из них пошли в серийное производство. Испытания вели в полевых условиях.
Одна из главных задач, которую решали все эти тесты, проверки, испытания и следовавшие за ними доработки, – добиться высочайшей надежности и качества оборудования. Сделать это можно было лишь в заводских условиях, поэтому детали и конструкции стремились по максимуму собирать в цехах заводов. Такой подход в итоге значительно упростил строителям работу в условиях трассы. Время, которое люди вживую тратили на монтаж и сварку в сложнейших условиях Крайнего Севера, действительно удалось минимизировать. И это не просто снижало общую трудоемкость процесса, но и реально ускоряло строительство. Например, на сборку первой разработанной опоры в условиях стройки уходило более двух дней, после последней доработки – всего два часа.
При дальнейшей разработке опор было использовано пространственное трехмерное моделирование, с помощью которого при расчете этих конструкций на прочность изучали совместное деформирование опоры, ростверка и свайного основания в грунте. Это позволило учесть реальную работу конструкции в целом и снизить металлоемкость опор в 1,5–2,2 раза.
ПОКОРЕНИЕ МЕРЗЛОТЫ
Чтобы исключить растепление участков с мерзлыми грунтами при эксплуатации трубопровода, специалисты внимательно изучили особенности температурного взаимодействия на них свайных фундаментов опор. В итоге выяснили, что устойчивость опоры можно сохранить только с использованием термостабилизаторов.
Для предотвращения растепления грунтов, а значит, сохранения их несущей способности, в ходе эксплуатации нефтепровода и сооружений НПС установлены термостабилизаторы, заправленные хладагентом. Они предназначены для промораживания грунта и поддержания в нем отрицательных температур. Всего на нефтепроводе Заполярье – Пурпе смонтировано 108 570 термостабилизаторов (85 800 – на линейной части, 22 770 – на площад- ных объектах).
На участках подземной прокладки применены трубы с дополнительным теплоизолирующим слоем, который нанесен в заводских условиях, чтобы сохранить температуру нефти и при этом не допустить растепления грунтов. Это тоже особенность нефтепровода Заполярье – Пурпе.
