PROBLEMS OF INTERACTION OF OILFIELD, TRANSPORT AND LOGISTICS COMPANIES WHILE TRANSPORTING AND HANDLING OIL AND GAS EQUIPMENT IN THE PORTS AND TRANSPORT TERMINALS
Authors:
1.
Caspian Institute of Sea and River Transport, Branch of the Volga Academy of Water Transport
2.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 86
to 92
Status:
Published
Received:
20.11.2015
Accepted:
25.11.2015
Published:
25.11.2015
Subject area:
UDK 656.1 + 656.6
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 55.42 Двигателестроение
GRNTI 55.45 Судостроение
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 55.42 Двигателестроение
GRNTI 55.45 Судостроение
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
Language:
Russian
Keywords:
material handling, oil and gas equipment, oversize heavy cargo, trailer, motor vehicle
Abstract (English):
Under construction or modernization of gas and refinery there are the problems associated with the transportation of oil and gas equipment over long distances in the inter-regional or international communication, as well as its subsequent handling. Such equipment generally refers to a group of oversize heavy cargo or to a group of non-oversized loads. The choice of the appropriate mode of transport and rolling stock is co-related with serious difficulties. So, the choice of driving route requires the rolling stock with reduced axial and wheel loads on roads and structures, especially bridges. The prerequisite is also conducting preliminary traction and dynamic calculations for the system load - trailer. The most important part of overloading and installation of oil and gas equipment is the need for specialized conveyor system, as usually the mobile cranes for heavy-duty vehicles are used. In most cases, overload and installation of some oil and gas structures (e.g., column of reactors, stabilizers) can not be performed using a single crane. The algorithm of overload and gas equipment installation using two crawler cranes is presented.
Under construction or modernization of gas and refinery there are the problems associated with the transportation of oil and gas equipment over long distances in the inter-regional or international communication, as well as its subsequent handling. Such equipment generally refers to a group of oversize heavy cargo or to a group of non-oversized loads. The choice of the appropriate mode of transport and rolling stock is co-related with serious difficulties. So, the choice of driving route requires the rolling stock with reduced axial and wheel loads on roads and structures, especially bridges. The prerequisite is also conducting preliminary traction and dynamic calculations for the system load - trailer. The most important part of overloading and installation of oil and gas equipment is the need for specialized conveyor system, as usually the mobile cranes for heavy-duty vehicles are used. In most cases, overload and installation of some oil and gas structures (e.g., column of reactors, stabilizers) can not be performed using a single crane. The algorithm of overload and gas equipment installation using two crawler cranes is presented.
Keywords:
material handling, oil and gas equipment, oversize heavy cargo, trailer, motor vehicle
material handling, oil and gas equipment, oversize heavy cargo, trailer, motor vehicle
Особенности транспортировки нефтегазового оборудования водным и автомобильным транспортом Процесс модернизации нефте- и газоперерабатывающих предприятий, происходящий в настоящее время, осложняется необходимостью подбора оборудования для каждого предприятия в отдельности с учетом следующих аспектов: - возраст предприятия; - технологическая схема; - используемое сырье; - номенклатура выпускаемой продукции; - перспективы развития предприятия [1]. Стоимость транспортировки вновь приобретенного оборудования в значительной степени зависит от его параметров в качестве груза, т. е. массы, ширины, длины и т. п. Оборудование, необходимое для модернизации нефте- и газоперерабатывающих предприятий, как правило, характеризуется большой массой и значительными габаритами, в связи с чем его традиционно относят к группе крупногабаритных тяжеловесных грузов (КТГ), либо к группе негабаритных грузов. Согласно установленным стандартам объект перевозки считается негабаритным, если для его транспортировки требуется автопоезд шириной более 2,55 м и длиной более 20 м. Грузы, масса которых вместе с транспортом превышает 38 т, считаются тяжеловесными. Другими факторами, воздействующими на технологический процесс транспортировки нефтегазового оборудования, являются: 1. Маршрут. При расчете стоимости перевозки учитывается протяженность маршрута, его сложность, а также конкретные места погрузки и выгрузки. В связи с ограничениями по ширине и высоте грузового автотранспорта на некоторых участках российских дорог может возникнуть необходимость оптимизации маршрута, что также может повлечь дополнительные расходы. 2. Оформление разрешительных документов. Перевозка негабаритных грузов невозможна без соответствующих разрешительных бумаг. Оформление документов - довольно сложный и долгий процесс, который в некоторых случаях требует специального согласования с дорожными службами и ГИБДД. 3. Свойства груза, обусловливающие особые условия транспортировки. Перевозчик, имеющий дело с особо сложным или хрупким объектом, требующим сложной фиксации, должен позаботиться о сохранности груза, т. е. закрепить его особенно прочным образом. 4. Итоговая стоимость перевозки. При расчете стоимости транспортировки обязательно следует учитывать такие моменты, как курс валют, ставки налоговых и таможенных платежей, цены на топливо, нюансы законодательства [1]. С учетом вышесказанного транспортировка полнокомплектного оборудования на большие расстояния в межрегиональном или международном сообщении с доставкой к определенному этапу модернизации представляет собой непростую задачу. При этом каждая отгрузка оборудования - это уникальная транспортная операция, зависящая от конкретных габаритов изделий, мест дислокации отправителя и получателя, возможностей построения безопасного маршрута с учетом условий перегрузки в рамках конкретной транспортной сети, крайних сроков доставки груза на объект и др. Анализ 36 тыс. единиц КТГ, проведенный в Московском автомобильно-дорожном институте, показал отсутствие взаимосвязи между габаритами груза, что не дает возможности классифицировать эти грузы для упрощения технологического процесса транспортировки. Согласно приказу Министерства транспорта России от 15.01.2014 г. при определенных повышенных габаритах груза необходима разработка проекта организации дорожного движения по маршруту его транспортировки с учетом положений, предусмотренных Приказом Министерства транспорта России № 258 от 24.07.2012 г. Одним из требований является предоставление перевозчику четких характеристик КТГ в виде схем или фотографий. При перевозке в международном сообщении фотографии обязательны. Выбор вида транспорта и подвижного состава при перевозке нефтегазового оборудования Еще одной сложной задачей становится выбор вида транспорта и соответствующего подвижного состава. Выбор автомобильного маршрута требует наличия подвижного состава с уменьшенными осевыми и колесными нагрузками на дороги и искусственные сооружения, особенно мосты. Обязательным условием является также проведение предварительных тягово-динамических расчетов для формирования системы груз - автопоезд с учетом уклонов, радиусов поворотов и других особенностей дороги. К перевозке по железной дороге принимаются в основном грузы массой не более 250 т при очень строгом ограничении их габаритов. Технология производства работ на этом виде транспорта настолько сложна, что заявку на перевозку КТГ следует подавать не позднее чем за месяц до планируемой даты перевозки, после чего необходимо согласовать возможность и условия перевозки КТГ на транспортерах с расписанием движения поезда, следующего по данному маршруту, и с общим расписанием движения поездов. Водный вид транспорта предоставляет более широкие возможности по перевозке крупногабаритных грузов, однако требует подвоза груза к местам перегрузки, которые не всегда удовлетворяют условиям безопасности из-за повышенной массы груза. Для безопасной перевозки КТГ в отдельных случаях приходится реконструировать суда, а также строить специальные причалы. В то же время возможности речного транспорта по перевозке КТГ зависят от размеров шлюзовых камер. Использование водного вида транспорта позволяет значительно снизить общую стоимость транспортировки, особенно при применении интермодальной технологии, преимуществом которой является упрощение или полная ликвидация перегрузочных работ. Однако в результате использования этой технологии увеличивается высота бинарной системы (груз - транспортное средство), что небезопасно при проходе судна под мостовыми сооружениями. Еще одна сложность заключается в необходимости согласовывать транспортировку КТГ с организациями, объекты которых расположены на маршруте следования транспортных средств. К таким объектам относятся мостовые и тоннельные сооружения, контактно-кабельные сети, линии электропередач и т. д. Отдельной проблемой является проезд транспортных средств по территории нефтеперерабатывающих и газоперерабатывающих заводов, осложняемый большим количеством трубопроводов и подземных коммуникаций. Для обеспечения гарантированно безопасного проезда разрабатывается отдельная схема маневрирования автопоездов по территории заводов. Выгрузка оборудования на монтажную площадку осуществляется с помощью гидросистем транспортных средств. Взаимодействие компаний в ходе перегрузки и монтажа нефтегазового оборудования Важнейшей частью перегрузки и монтажа нефтегазового оборудования является необходимость применения специализированной подъемно-транспортной техники, в качестве которой, как правило, используются мобильные краны большой грузоподъемности. Применение мобильных кранов позволяет выполнять перегрузочные работы быстро и качественно при минимальных затратах средств и труда. Бурное развитие судостроительной и нефтегазовой отраслей промышленности региона обусловливает рост потребности в перегрузке крупногабаритных и тяжеловесных специальных грузов. В этой связи наибольшую актуальность приобретает использование именно мобильных кранов как наиболее производительных и экономически эффективных [2]. Мобильные краны различных типов - автомобильные, пневмоколесные, гусеничные, на спецшасси - являются высокотехнологичными и высокопроизводительными подъемно-транспортными машинами. Их главное преимущество заключается в высокой мобильности. В отличие от традиционной портовой перегрузочной техники, для нормального функционирования которой требуется наличие рельсовых путей, системы электропитания и проч., мобильные краны не «привязаны» к конкретному месту причального фронта и могут использоваться по всей площади грузового района как в качестве фронтальных, так и в качестве тыловых перегрузочных установок. Следует учесть, что высокая эффективность мобильных кранов различных типов проявляется лишь при должном уровне развития портовой инфраструктуры. Надежная и эффективная работа мобильных кранов гарантируется только при выполнении следующих условий: - наличия ровной поверхности, влияющей на устойчивость крана в положении на аутригерах и без них; - наличия прочного портового гидротехнического сооружения, поскольку давление мобильного крана на грунт существенно превышает давление, оказываемое традиционными кранам. Обеспечить решение данной задачи возможно с помощью укрепления и выравнивания причального сооружения либо путем формирования многослойной площадки под краном. К другим важным преимуществам мобильной перегрузочной техники относятся: - широкий диапазон грузоподъемности; - высокая скорость работы механизмов; - высокотехнологичные конструктивные решения (широкое применение гидропривода, повышенные требования к безопасности); - автономность работы. Особенности использования мобильных кранов при работе с негабаритными грузами на территории Астраханской области связаны со слабостью грунтов как на причалах транспортных терминалов, так и на монтажных площадках. Этим объясняются необходимость дополнительного укрепления фундамента при помощи «подушек», распределение нагрузки посредством различных инженерных средств, а также, в отдельных случаях, применение двух и более кранов для перегрузки одной единицы оборудования с целью снижения давления на площадку [3]. Перегружаемое технологическое оборудование представляет собой тяжеловесные (массой свыше 38 т) и негабаритные (длиной от 10 м) грузы. Наружные диаметры сосудов и аппаратов обычно превышают 3 м. Аппараты, как правило, имеют заводские транспортные бандажи, предназначенные для строповки при разгрузке и погрузке нефтегазового оборудования (рис.). Перегрузка нефтегазового оборудования с автомобильного транспорта на водный на причале Перед процессом перегрузки либо монтажа оборудования необходимо провести подготовительные работы. Так, перед началом операций по разгрузке и погрузке аппаратов должны быть оборудованы площадки работы грузоподъемных кранов, площадки для перемещения автотранспортеров, площадки временного складирования аппаратов. Перед подъемом аппаратов должен быть составлен акт о готовности грузоподъемных кранов, такелажных средств, грузозахватных приспособлений, а также технического персонала к производству работ. С целью распределения давления кранов на фундамент причала либо производственной площадки под кранами сооружается конструкция из инвентарных деревянных матов и металлических балок. Необходимо отметить, что в большинстве случаев перегрузка и монтаж некоторых нефтегазовых аппаратов (например, колонн реакторов, стабилизаторов) не могут быть выполнены при использовании одного крана в силу следующих причин: - значительной длины оборудования (30 и более м), при которой становится невозможным использование стандартных грузозахватных приспособлений, устанавливаемых на однорогие и двурогие крюки подвесок кранов, для перегрузки и монтажа таких аппаратов; - смещенного центра тяжести оборудования, обусловленного сложной геометрической формой ряда сосудов и аппаратов, что приводит к большим инерционным нагрузкам на механизмы крана и вызывает вероятность опрокидывания крана; - значительной массы аппаратов, требующей применения кранов большой грузоподъемности. Использование таких кранов чревато чрезмерным увеличением нагрузки на фундамент причала или монтажной площадки даже в условиях использования выносных опор - аутригеров - крана для увеличения площади распределенной нагрузки на грунт и других специальных средств, настилов и т. д. Использование плавучих кранов большой грузоподъемности для нивелирования давления на причал возможно только при выполнении погрузо-разгрузочных работ, однако при монтаже оборудования на производстве практика такого рода невозможна. С учетом вышеизложенного для перегрузки и монтажа негабаритного и тяжеловесного нефтегазового оборудования предлагается использование двух или более кранов для работы в спаренном режиме. Алгоритм перегрузки и монтажа негабаритных грузов двумя или несколькими кранами Ниже представлен разработанный нами алгоритм перегрузки и монтажа оборудования двумя кранами, а также предложены меры по выполнению проекта перегрузочных работ двумя кранами. 1. В качестве грузоподъемных механизмов при работах, связанных с разгрузкой и погрузкой оборудования, используются два крана. Расчеты проводились на примере гусеничных кранов «DEMAG CC-2800» (конфигурация с опцией суперлифт (SSL), длина стрелы L стр. = 60 м, балласт суперлифта 0/250 т). 2. С целью распределения давления кранов на причал под кранами сооружается конструкция из инвентарных деревянных матов и металлических балок. 3. Погрузка длинномерных аппаратов производится двумя кранами; предварительно определяется центр тяжести оборудования, а также подготавливается специальное грузозахватное приспособление для работы двумя кранами в спаренном режиме - рамная траверса. 4. При разработке схем монтажа аппаратов учитывается необходимость использования сертифицированной такелажной оснастки (строп, скоб, траверсов) в соответствии с имеющимися предложениями поставщиков и наличием сертифицированного оборудования. 5. Для предотвращения повреждения окраски аппарата под стропы укладываются деревянные подкладки (в случае отсутствия на аппарате заводского транспортного бандажа). 6. Для строповки части ряда аппаратов используются заводские строповые устройства (монтажные штуцеры, проушины). 7. Исключается возможность проведения монтажных и разгрузочно-погрузочных работ при скорости ветра более 9 м/с, снегопаде, дожде, а также в условиях плохой видимости. 8. В случае спаренной работы кранов разгрузка и погрузка аппаратов производятся под руководством лица, ответственного за безопасное проведение работ кранами. Все операции выполняются только по команде этого лица. 9. Перед проведением работ уточняется масса аппарата и положение центра масс аппарата. Поверяется состояние основания под краном и состояние строповки. 10. Работы двумя кранами производятся в соответствии с положениями следующих нормативных документов: - ведомственные строительные нормы (ВСН) 274-88 «Правила техники безопасности при эксплуатации стреловых самоходных кранов»; - ВСН 337-74 «Указания по монтажу технологического оборудования самоходными стреловыми кранов; - отраслевой стандарт (ОСТ) 36-100.3.13-85 «ССБТ. Монтаж технологического оборудования. Общие требования безопасности»; - ОСТ 36-28-78 «ССБТ. Процессы производственные. Такелажные работы. Общие требования безопасности; - Строительные нормы и правила (СниП) 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования»; - СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2 Строительное производство»; - СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». Необходимо отметить, что при перегрузочных и монтажных работах, помимо определения центра тяжести аппаратов, следует определять также границу опасной зоны. Эта граница должна проходить за пределами рабочей площадки радиусом равным длине стрелы крана, увеличенной на расстояние, равное наибольшему расстоянию от края груза до его центра тяжести. Таким образом, радиус опасной зоны определяется по формуле R = Lстр. + Lо max, где R - радиус границы опасной зоны, отсчитываемой от оси стоянки крана; Lстр - длина стрелы крана; Lо max - расстояние от оси центра тяжести аппарата до наиболее удаленной точки поднимаемого аппарата. Выводы Транспортировка и перегрузка нового технологического оборудования из категории КТГ, необходимого для модернизации российских нефте- и газоперерабатывающих предприятий, является крайне сложным процессом. Успешое выполнение такой перевозки невозможно без предварительного проектирования систем транспортировки, предполагающего выявление и детальную проработку каждой рисковой ситуации, а также применение логистического подхода, позволяющего точно рассчитать каждый элемент системы для полной гарантии безопасности, как основного принципа разработки системы транспортировки.
1. Troickaya N. Transportirovka negabaritnyh i tyazhelovesnyh gruzov dlya rekonstrukcii NPZ / N. Troickaya, A. Udachev // Oil&Gas Journal Russia. 2015. № 4 (92). S. 90-96.
2. Turpischeva M. S. Modelirovanie sovmestnoy raboty avtomobil'nogo i vodnogo transporta (na primere Astrahanskogo portovogo uzla) / M. S. Turpischeva, E. R. Nurgaliev // Vestn. Astrahan. gos. tehn. un-ta. Ser.: Morskaya tehnika i tehnologiya. 2010. № 1. S. 49-54.
3. Nurgaliev E. R. Social'no-ekonomicheskie aspekty transportnogo kompleksa neftegazodobyvayuschih regionov s poziciy matematicheskogo modelirovaniya / E. R. Nurgaliev // Nauchno-tehnologicheskoe razvitie neftegazovogo kompleksa: dokl. VI Mezhdunar. nauch. Nadirovskih chteniy. Almaty; Aktau, 2008. S. 250-254.
4. Nurgaliev E. R. Modelirovanie mul'timodal'nyh gruzoperevozok na primere Astrahanskogo vodno-transportnogo uzla / E. R. Nurgaliev // Innovacionnoe razvitie transportno-logisticheskogo kompleksa Prikaspiyskogo makroregiona: materialy Mezhdunar. nauch.-praktich. konf. (Astrahan', 22 maya 2015 g.) / otv. red. i sost. Mostovaya L. A., Verbovskaya V. A. Astrahan': Izd. Sorokin Roman Vasil'evich, 2015.
5. Turpischeva M. S. Modelirovanie sistemy logisticheskih operaciy metodami teorii massovogo obsluzhivaniya / M. S. Turpischeva, E. R. Nurgaliev // Evraziyskiy soyuz uchenyh. 2014. № 9. Ch. 2. S. 86-88.
