Основные сведения о задачах, решаемых при оптимальном проектировании

Началу строительства любого магистрального трубопровода предшествует выполнение проекта, включающего выбор трассы, технико-экономические, конструктивные и технологические ха­рактеристики. От того, насколько удачно они определены, в зна­чительной мере зависят эксплуатационные показатели и эко­номическая эффективность будущего трубопровода. Понятно поэтому стремление использовать уже на ранних стадиях проек­тирования как можно больше исходных данных (данные спра­вочного характера, картографический материал, данные поле­вых изысканий и т. п.) с тем, чтобы получить лучшее проектное решение.

На тысячекилометровых расстояниях, которые пересекает трубопровод, встречаются самые разнообразные топографиче­ские, геологические и климатические условия, различные искус­ственные и естественные препятствия (железные и шоссейные дороги, реки, болота, озера, вечномерзлые грунты). При проек­тировании магистрального трубопровода приходится решать комплекс задач, связанных с экономией строительства трубопро­вода, с условиями его строительства, необходимостью кончить строительство в заданный срок с повышенным уровнем надеж­ности. На стадии выбора трассы закладывается фундамент вы­годности и надежности будущей транспортной магистрали. Раз­работаны методы проектирования магистральных трубопроводов, позволяющие получить оптимальное решение по трубопроводу в целом и по отдельным его параметрам и характеристи­кам. Основной особенностью такого подхода является совмеще­ние решения всех задач (технологических, конструкторских, эко­номических) на самом первом этапе — этапе выбора оптималь­ной трассы. Для реализации такого подхода поставлены и ис­следованы основные задачи проектирования в теоретическом плане. К их числу относятся прежде всего разработки методов поиска оптимальной трассы. Поиск оптимальной трассы осу­ществляется по цифровой модели. Представление многообразия природных условий цифровой моделью позволило однозначно оценить условия строительства и эксплуатации трубопровода в различных природно-климатических зонах (от Крайнего Се­вера до пустынных районов Средней Азии) и осуществлять про­цесс поиска оптимальных трасс с помощью ЭВМ. Сложность строительства такого линейно-протяженного объекта, как ма­гистральный трубопровод, определяется в значительной мере и тем, что на разных участках трассы требуется применение раз­личных конструктивных схем. Впервые в СССР были разра­ботаны методы совмещения задач оптимального трассирования, профилирования и наилучшего распределения конструктивных схем. Это позволяет получить решение задачи о наилучшем проектном решении магистрального трубопровода.

При разработке нового метода проектирования была постав­лена также проблема сохранения окружающей среды при соору­жении и эксплуатации трубопровода. Эта проблема в значитель­ной мере решается разработкой методов размещения запорной арматуры, при которых потери продукта в случае разрыва труб оказываются наименьшими. С этой же целью разработаны ме­тоды выбора наилучших створов и профиля перехода нефте-и газопроводов через реки, а также конструкции подводных трубопроводов, исключающие попадание нефти в водоемы.

Для обоснования элементов цифровой модели местности по­требовалось выполнить комплекс исследований, связанных с классификацией местности по условиям строительства в пре­делах всей территории СССР с использованием материалов аэрофотосъемки и полевых изысканий, разработкой методики прогноза геокриологических изменений в полосе прокладки тру­бопровода на участках распространения вечномерзлых грунтов.

На основании выполненных научно-исследовательских работ создана комплексная система новых методов проектирования и изысканий и осуществляется переход на автоматизированное проектирование нефте- и газопроводов. Вместо субъективного выбора 2—3-х вариантов по мелкомасштабной карте с помощью ЭВМ стал осуществляться поиск наиболее экономичной трассы, ее профиля, технологических параметров и конструктивных ре­шений о использованием крупномасштабных карт, материалов аэрофотосъемки и съемки, проводимой со спутников. Логическим лаверптением этой работы является Генеральная технологиче­ская схема автоматизированного проектирования трубопроводов.