Машины и оборудование газонефтепроводов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 
 
 
 
В.Г. Крец, А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин 
 
 
 
 

МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ 

ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ  
 
Рекомендовано в качестве учебного пособия  
Редакционно-издательским советом 
Томского политехнического университета 
 
 
 
 
2-е издание, дополненное 
 
 
 
 
 
 
 
Издательство  
Томского политехнического университета 
2016 
 
 

УДК 622.691.4.05(075.8) 
ББК   39.71я73 
К80 
 
Крец В.Г. 
К80 
 
Машины и оборудование газонефтепроводов : учебное пособие / В.Г. Крец, А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин ; Томский 
политехнический университет. – 2-е изд., доп. – Томск : Изд-во 
Томского политехнического университета, 2016. – 381 с. 

ISBN 978-5-4387-0734-9 
 
В пособии изложены принципы действия и рассмотрены современные 
конструкции специальных машин для строительства и ремонта магистральных и нефтегазопромысловых трубопроводов: траншейных экскаваторов, траншеезасыпателей, машин для разработки траншей на обводненных и заболоченных участках трассы, для укладки трубопроводов при 
строительстве переходов под дорогами, реками и прочими преградами. Дана методика расчета производительности машин при выполнении различных технологических операций. 
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 21.03.01 
«Нефтегазовое дело», а также может быть использовано учащимися техникумов и слушателями нефтяного профиля,  при подготовке рабочих по профессии «Линейный трубопроводчик» и др. 
                            
УДК 622.691.4.05(075.8) 
ББК 39.71я73 

 

Рецензенты 

Доктор технических наук, профессор 
заведующий кафедрой строительных и дорожных машин ТГАСУ 
В.Г. Ананин 
 
Кандидат технических наук 
инженер ПО «Эксплуатация магистральных газопроводов»  
ООО «Газпром трансгаз Томск» 
А.В. Герасимов 

 

 
ISBN 978-5-4387-0734-9 © ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 2013 
© Крец В.Г., Рудаченко А.В., Шмурыгин В.А., 2013 
© Оформление. Издательство Томского  
политехнического университета, 2016 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................ 10 

1.  КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МАШИН  
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ .............. 11 
1.1.  Классификация машин для строительства  магистральных 
трубопроводов ......................................................................................... 11 
1.1.1. Понятие о машине ................................................................................... 11 
1.1.2. Общая классификация машин .............................................................. 11 
1.1.3. Основные требования, предъявляемые к машинам ........................ 13 
1.1.4. Основные технико-эксплуатационные  параметры машины ........ 14 
1.2.  Основные элементы машин  при строительстве и ремонте 
трубопроводов ......................................................................................... 28 
1.2.1. Рама ............................................................................................................ 29 
1.2.2. Силовая установка .................................................................................. 29 
1.2.3. Движитель ................................................................................................. 30 
1.2.4. Рабочее оборудование ............................................................................ 34 
1.2.5. Системы управления .............................................................................. 35 
1.2.6. Кабина, облицовочные панели и кожухи .......................................... 36 
1.2.7. Типы трансмиссий .................................................................................. 36 
1.2.8. Рулевые системы ..................................................................................... 37 
1.2.9. Гидравлические и пневматические силовые установки ................. 37 
Контрольные задания ...................................................................................... 43 
Список литературы .......................................................................................... 43 

2.  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ  О ГРУНТАХ  
И МЕТОДАХ ИХ РАЗРУШЕНИЯ ............................................................. 45 
2.1. Термины и определения ........................................................................... 45 
2.2. Оценка прочности и трудности разработки грунтов ............................ 45 
2.3. Основные способы разрушения грунтов ................................................ 47 
Контрольные задания ...................................................................................... 48 
Список литературы .......................................................................................... 48 

3.  ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ .................................................................. 49 
3.1. Погрузочно-разгрузочные и транспортные работы .............................. 49 
3.2. Тракторы и автомобили ........................................................................... 54 
3.2.1. Грузовые автомобили ............................................................................. 56 
3.2.2. Тракторы ................................................................................................... 58 
3.2.3. Пневмоколесные тягачи ........................................................................ 60 
3.3. Трубовозы .................................................................................................. 61 
3.4. Плетевозы .................................................................................................. 64 
3.5. Саморазгружающиеся плетевозы ............................................................ 65 
3.6. Снегоболотоходы ...................................................................................... 68 

Контрольные задания ...................................................................................... 70 
Список литературы .......................................................................................... 70 

4.  МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ   
И ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ......................................................... 71 
4.1. Земляные работы ...................................................................................... 72 
4.2. Бульдозеры ................................................................................................ 76 
4.2.1. Конструкции бульдозеров ..................................................................... 78 
4.2.2. Производительность бульдозера при резании и разрушении ....... 80 
4.3. Кусторезы .................................................................................................. 80 
4.4. Корчеватели ............................................................................................... 82 
4.5. Рыхлители .................................................................................................. 83 
4.6. Скреперы ................................................................................................... 85 
4.7.  Машины циклического действия  для разработки траншей  
и котлованов ............................................................................................ 88 
4.7.1. Общие сведения об одноковшовых  
универсальных экскаваторах ................................................................ 88 
4.7.2. Экскаваторы с телескопическим рабочим  оборудованием 
(экскаваторы-планировщики) .............................................................. 93 
4.8. Машины непрерывного действия для разработки траншей ................. 95 
4.8.1. Обзор и классификация машин непрерывного действия ............... 95 
4.8.2. Конструкция основных агрегатов роторного  траншейного 
экскаватора ............................................................................................... 97 
4.8.3. Вскрышные экскаваторы ..................................................................... 100 
4.9. Машины для очистки траншей от снега ............................................... 101 
4.9.1. Оборудование к драглайну для очистки траншей (ОТ) ............... 101 
4.9.2. Траншейный снегоочиститель роторного типа .............................. 102 
4.10. Машины для засыпки траншей ........................................................... 102 
4.10.1. Классификация машин для засыпки траншей .............................. 102 
4.10.2. Скребковый траншеезасыпатель ..................................................... 104 
4.10.3. Шнековый траншеезасыпатель ........................................................ 104 
4.10.4. Роторный траншеезасыпатель .......................................................... 105 
4.10.5. Экскаваторы-трубозаглубители для укладки   
трубопроводов бесподъемным способом ........................................ 106 
4.10.6. Машина послойной разработки грунта (МПРГ-1) ...................... 107 
4.10.7. Машина для вскрытия трубопроводов (МВТ) ............................. 109 
4.10.8. Машина подкапывающая роторная МПР (МПР-1) ..................... 110 
4.10.9. Подкапывающие машины МПТ (МПА) ........................................ 110 
4.10.10. Подкопочные машины МП ............................................................. 112 
4.10.11. Подбивочная машина (МП) ............................................................ 113 
4.11. Машины и оборудование для уплотнения грунтов ........................... 113 
Контрольные задания .................................................................................... 116 
Список литературы ........................................................................................ 116 

5.  ГРУЗОПОДЪЕМНО-МОНТАЖНЫЕ МАШИНЫ   
И ОБОРУДОВАНИЕ ................................................................................... 118 
5.1. Строительные краны и их основные параметры ................................. 118 
5.2. Башенные краны ..................................................................................... 122 
5.3. Стреловые самоходные краны .............................................................. 124 
5.4. Краны гусеничные .................................................................................. 125 
5.5. Трубоукладчики ...................................................................................... 126 
5.5.1. Конструкции трубоукладчиков .......................................................... 129 
5.5.2. Строительные подвески и устройства .............................................. 135 
5.6. Машины для гнутья труб ....................................................................... 141 
Контрольные задания .................................................................................... 147 
Список литературы ........................................................................................ 148 

6.  МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ   
ДЛЯ ОЧИСТКИ И ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ ........................ 149 
6.1. Очистные машины .................................................................................. 151 
6.1.1. Назначение и классификация очистных машин ............................ 151 
6.1.2. Рабочие инструменты трубоочистных машин ............................... 154 
6.1.3. Машины для очистки в комплекте  
с ручными приспособлениями ........................................................... 156 
6.2. Изоляционные машины .......................................................................... 157 
6.2.1. Назначение и общее устройство изоляционных машин .............. 157 
6.2.2. Изолировочно-очистные комбайны [3] ............................................ 159 
6.2.3. Самоходные изоляционные машины [3].......................................... 160 
6.2.4. Технологические линии для изоляции труб.................................... 161 
6.2.5. Контейнер для подогрева рулонных материалов КПП321 .......... 162 
Заключение ........................................................................................................ 163 
Контрольные задания .................................................................................... 164 
Список литературы ........................................................................................ 164 

7.  МАШИНЫ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ  ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ 
ТРАНШЕЙНЫМ  И БЕСТРАНШЕЙНЫМ СПОСОБОМ ................. 165 
7.1. Оборудование для бестраншейной прокладки   
трубопроводов под водными преградами  методом  
наклонно-направленного бурения (ННБ) ........................................... 166 
7.2. Машины для подводно-технических работ ......................................... 168 
7.2.1. Машины для производства земляных работ ................................... 171 
7.2.2. Подводные трубозаглубители ............................................................ 176 
7.2.3. Оборудование для укладки трубопроводов на дно водоемов ..... 177 
7.2.4. Суда-трубоукладчики (2) ..................................................................... 180 
Контрольные задания .................................................................................... 182 
Список литературы ........................................................................................ 182 

8.  МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТРАНШЕЙ  
НА ЗАБОЛОЧЕННЫХ И ОБВОДНЕННЫХ   
УЧАСТКАХ ТРАССЫ ................................................................................ 184 
8.1.  Канатно-скреперные установки ........................................................... 184 
8.2.  Конструкции и применение экскаваторов   
с сильно развитой опорной поверхностью ......................................... 187 
8.3.  Оборудование и способы, применяемые   
при закреплении магистральных трубопроводов .............................. 189 
Контрольные задания .................................................................................... 191 
Список литературы ........................................................................................ 191 

9.  МАШИНЫ ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ  ПРОКЛАДКИ 
ТРУБОПРОВОДОВ ПОД ДОРОГАМИ .................................................. 192 
9.1.  Общие сведения о бестраншейных  способах прокладки 
трубопроводов.  Назначение, область их применения и выбор ....... 193 
9.2.  Прокладка труб способом продавливания ......................................... 198 
9.3.  Прокладка труб способом горизонтального бурения ....................... 200 
9.4.  Щитовая проходка тоннелей и коллекторов ...................................... 201 
Контрольные задания .................................................................................... 202 
Список литературы ........................................................................................ 202 

10. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ   
ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ   
И ИСПЫТАНИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ ........................................ 204 
10.1. Устройства для очистки внутренней полости трубопроводов ........ 204 
10.1.1. Устройства для очистки полости и удаления воды ..................... 205 
10.1.2. Очистные поршни ............................................................................... 207 
10.1.3. Поршни-разделители .......................................................................... 211 
10.1.4. Скребки, поршни ................................................................................. 212 
10.2. Компрессорные установки ................................................................... 213 
10.3. Машины для гидравлического испытания трубопроводов .............. 213 
10.3.1. Классификация и общее устройство............................................... 213 
10.3.2. Наполнительные агрегаты ................................................................ 214 
10.3.3. Опрессовочные агрегаты ................................................................... 215 
Контрольные задания .................................................................................... 217 
Список литературы ........................................................................................ 217 

11. НАСОСЫ ....................................................................................................... 218 
11.1. Основные сведения о насосах .............................................................. 218 
11.2. Принцип работы центробежных насосов ........................................... 221 
11.3. Насос погружной центробежный с гидроприводом НЦПГ-180 ...... 221 
11.4. Основные и подпорные центробежные насосы   
для магистральных трубопроводов ..................................................... 222 
11.5. Характеристики магистральных насосов ........................................... 228 

11.6. Совместная работа турбомашин ......................................................... 230 
11.7. Регулирование турбомашин ................................................................ 232 
Контрольные задания .................................................................................... 233 
Список литературы ........................................................................................ 234 

12. КОМПРЕССОРЫ ......................................................................................... 235 
12.1. Классификация компрессоров ............................................................. 235 
12.2. Компрессорные машины и оборудование .......................................... 237 
12.3. Поршневые компрессоры .................................................................... 237 
12.4. Мембранные компрессоры .................................................................. 240 
12.5. Роторные компрессоры ........................................................................ 240 
12.6. Турбокомпрессоры ............................................................................... 241 
Контрольные задания .................................................................................... 243 
Список литературы ........................................................................................ 243 

13. АРМАТУРА ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ .................................................. 244 
13.1. Основные термины и определения ..................................................... 244 
13.2. Классификация арматуры .................................................................... 245 
13.3. Запорная арматура ................................................................................ 248 
13.3.1. Задвижки ............................................................................................... 248 
13.3.2. Вентили ................................................................................................. 252 
13.3.3. Краны ..................................................................................................... 253 
13.3.4. Дисковые поворотные затворы ........................................................ 255 
13.3.5. Регулирующие заслонки .................................................................... 255 
13.4. Приводы запорной трубопроводной арматуры  ................................ 257 
13.5. Размещение запорной арматуры на трубопроводах .......................... 258 
13.6. Предохранительная и защитная арматура .......................................... 259 
13.6.1. Обратные клапаны .............................................................................. 259 
13.6.2. Предохранительные клапаны ........................................................... 260 
Контрольные задания .................................................................................... 261 
Список литературы ........................................................................................ 261 

14.  МАШИНЫ ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ И СКВАЖИН   
ПОД ЗАРЯДЫ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ .......................................... 262 
14.1. Бурильные машины .............................................................................. 262 
14.2. Перфораторы ......................................................................................... 263 
14.3. Станки ударно-канатного бурения ..................................................... 264 
14.4. Применение зарядов ............................................................................. 265 
Контрольные задания .................................................................................... 266 
Список литературы ........................................................................................ 266 

15. МАШИНЫ ДЛЯ СВАЙНЫХ РАБОТ ...................................................... 268 
15.1. Характеристика свайных работ ........................................................... 269 
15.1.1. Погружение забивных свай .............................................................. 269 

15.1.2. Технология бурения ........................................................................... 270 
15.2. Машины для свайных работ ................................................................ 272 
15.2.1. Копры свайные .................................................................................... 273 
15.2.2. Молоты дизельные .............................................................................. 274 
15.2.3. Свае- и шпунтовыдергиватели ......................................................... 275 
15.2.4. Бурильно-крановые машины ............................................................ 275 
15.2.5. Бурильно-сваебойные машины БМ-811, БМ-831, БМ-833 ....... 276 
Контрольные задания .................................................................................... 277 
Список литературы ........................................................................................ 278 

16. ОБОРУДОВАНИЕ  ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ  
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ  БЕЗОПАСНОСТИ НЕФТЕГАЗОВЫХ 
ОБЪЕКТОВ ................................................................................................... 279 
16.1. Источники загрязнения окружающей среды ..................................... 281 
16.2. Защита атмосферы ................................................................................ 281 
16.3. Рекультивация земель .......................................................................... 283 
16.4. Оценка технических средств для обеспечения экологической  
безопасности при трубопроводном транспорте ................................. 286 
16.5. Оборудование и средства для обеспечения экологической 
безопасности нефтегазопроводов ........................................................ 288 
16.6. Ликвидация аварий на подводных переходах .................................... 293 
Контрольные задания .................................................................................... 303 
Список литературы ........................................................................................ 303 

17. ОБОРУДОВАНИЕ БЫТА В УСЛОВИЯХ ТРАССЫ ........................... 305 
Контрольные задания .................................................................................... 308 
Список литературы ........................................................................................ 308 

18. ПЕРЕДВИЖНЫЕ МОБИЛЬНЫЕ РЕМОНТНЫЕ БАЗЫ ................... 309 
18.1. Область применения и состав мобильных ремонтных баз ............... 309 
18.2. Трубосварочные комплексы ................................................................ 312 
18.3. Линия подачи труб для контроля сварных швов   
к БТС-142В и БТС-145 ......................................................................... 313 
Контрольные задания .................................................................................... 313 
Список литературы ........................................................................................ 313 

19. СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ ........................................................... 314 
19.1. Виды пожаротушения для различных объектов нефтяных  
месторождений (по данным «ТомскНИПИнефть») .......................... 314 
19.2. Пожарные автомобили ......................................................................... 316 
19.2.1. Автоцистерны пожарные .................................................................. 318 
19.2.2. Автомобили пожарные насосные .................................................... 318 
19.2.3. Автомобили пожарные рукавные .................................................... 319 
19.2.4. Автоподъемники пожарные .............................................................. 319 

19.2.5. Автолестницы пожарные .................................................................. 320 
19.3. Генераторы пены ................................................................................... 320 
19.3.1. Генераторы пены высоконапорные ................................................ 320 
19.3.2. Генераторы пены средней кратности стационарные .................. 321 
19.3.3. Генераторы пены высокой кратности стационарные ................. 321 
19.4. Мембрана разрывная ............................................................................ 321 
19.5. Бак-дозатор пожарный ......................................................................... 322 
19.6. Мотопомпы пожарные ......................................................................... 322 
19.7. Щит пожарный ...................................................................................... 323 
19.8. Огнетушители ....................................................................................... 323 
Контрольные задания .................................................................................... 325 
Список литературы ........................................................................................ 325 

20. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И CВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ................ 327 
20.1. Автономные электростанции ............................................................... 327 
20.2. Сварочные агрегаты .............................................................................. 329 
Контрольные задания .................................................................................... 333 
Список литературы ........................................................................................ 333 

21. ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ  
 И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ...................................... 334 
21.1. Понятие о подстанции .......................................................................... 334 
21.2. Понятие распределительного устройства и его классификация ...... 335 
21.2.1. Открытые распределительные устройства .................................... 335 
21.2.2. Закрытые распределительные устройства .................................... 335 
21.3. Комплексные трансформаторные подстанции   
внутренней установки .......................................................................... 336 
Контрольные задания .................................................................................... 337 
Список литературы ........................................................................................ 337 
 
ПРИЛОЖЕНИЕ .................................................................................................. 348 

 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Трубопроводный транспорт широко применяется в системах хозяй
ствования различных стран. По трубопроводам транспортируются вода, 
растворы, нефть, нефтепродукты, газ, газоконденсаты. Кроме этого, 
к настоящему времени сложились такие направления трубопроводного 
транспорта твердых и сыпучих материалов (уголь, руда, щебень, песок 
и др.), как пневмотранспорт, контейнерный (в том числе капсульный) 
транспорт и гидротранспорт. 

В данном пособии приведены сведения о машинах и оборудовании 

газонефтепроводов: машины транспортные и для землеройных работ, 
грузоподъемно-монтажные машины и оборудование, средства очистки 
и изоляции трубопроводов, машины для сооружения переходов трубопроводов траншейным и бестраншейным способом под искусственными 
и естественными преградами, средства для разработки траншей на заболоченных и обводненных участках, машины и оборудование для очистки внутренней полости трубопроводов и их испытания: насосы, компрессоры, арматура трубопроводов, машины для свайных работ и бурения взрывных скважин, мобильные ремонтные базы, оборудование для 
обеспечения экологической безопасности нефтегазопроводов, оборудование быта, средства пожаротушения, энергетическое и сварочное оборудование. 

В работе использованы различные наработки ведущих научно
исследовательских и учебных учреждений России нефтегазового 
направления, материалы отечественных и некоторых зарубежных разработчиков и предприятий-изготовителей, собственный опыт (собственные наработки и опыт), интернет-ресурсы.