Сооружение и ремонт подводных трубопроводов

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования 

«Томский государственный архитектурно-строительный университет» 

 
 

Серия «Учебники ТГАСУ» 

 
 

В.И. Хижняков, Д.Ю. Орлов 

 
 

СООРУЖЕНИЕ И РЕМОНТ  
ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 

 
 
 
 

 
 

Рекомендовано Учебно-методическим советом ТГАСУ  
в качестве учебного пособия для бакалавров,  
обучающихся по направлениям подготовки  
21.03.01 «Нефтегазовое дело»  
и 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» 

 
 
 
 
 
 
 
 

Томск 

Издательство ТГАСУ 

2019 

УДК 622.692.4 (07) 
ББК 39.7я73 

 

Серия «Учебники ТГАСУ» основана в 2013 году 

 

Хижняков, В.И. Сооружение и ремонт подводных 

трубопроводов [Текст]: учебное пособие / В.И. Хижняков, 
Д.Ю. Орлов. – Томск:  Изд-во Том. гос. архит.-строит. унта, 2019. – 276 с. 

ISBN 978-5-93057-876-8 

 

В учебном пособии изложены современные методики опреде
ления качества трубопроводостроительных материалов при производстве работ по сооружению и ремонту объектов трубопроводного 
транспорта нефти и газа. Рассмотрены основные методы и положения 
по организации и технологии пооперационного контроля качества 
изоляционных покрытий магистральных нефтегазопроводов. Приведены схемы и порядок работы с приборами контроля качества изоляционных материалов. 

Пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по на
правлениям подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело» и 23.03.02 
«Наземные транспортно-технологические комплексы». 

 

УДК 622.692.4 (07)
ББК 39.7я73

 

Рецензенты: 
Ю.А. Власов, докт. техн. наук, декан механико-технологического факультета Томского государственного архитектурно-строительного университета; 
Ю.А. Кудашкин, начальник производственного отдела 
защиты от коррозии ООО «Газпром трансгаз Томск». 

 

ISBN 978-5-93057-876-8
© Томский государственный

архитектурно-строительный
университет, 2019

© Хижняков В.И., Орлов Д.Ю., 2019

Х43

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие ................................................................................. 5 
Глоссарий ..................................................................................... 7 
Часть I ..........................................................................................11 
1. Инженерная подготовка подводных работ при 
сооружении и ремонте подводных переходов 
магистральных нефтегазопроводов .........................................11 

1.1. Сооружение временного водомерного поста ....................12 
1.2. Обозначение зоны подводного перехода на 
местности ..................................................................................15 
1.3. Выбор места строительной площадки ...............................19 
1.4. Методы строительства подводных переходов ..................22 

Контрольные вопросы ..................................................................47 
2. Промер глубин на подводных переходах 
магистральных нефтегазопроводов с использованием 
эхолотов и гидролокаторов .......................................................48 

2.1. Промер глубин дна эхолотами ...........................................48 
2.2. Гидролокация бокового обзора .........................................57 

Контрольные вопросы ..................................................................62 
3. Обследование технического состояния подводного 
перехода магистрального нефтегазопровода ..........................63 

3.1. Определение планово-высотного положения 
подводного перехода ................................................................63 
3.2. Определение состояния изоляции и эффективности 
электрохимической защиты .....................................................66 
3.3. Порядок выполнения работ при обследовании 
подводных переходов с применением внутритрубных 
средств технической диагностики ............................................72 

Контрольные вопросы ................................................................ 115 
4. Ликвидация аварийных повреждений на подводных 
переходах магистральных нефтегазопроводов..................... 117 

4.1. Испытание и засыпка трубопроводов ............................. 125 
4.2. Особенности прокладки морских трубопроводов .......... 128 

Контрольные вопросы ................................................................ 133 

Часть II ....................................................................................... 134 
Лабораторная работа № 1. Определение переходного 
сопротивления изолированных трубопроводов на основе 
электрохимических измерений .................................................. 134 
Лабораторная работа № 2. Определение температуры 
размягчения нефтяных битумов, применяемых для 
изоляции трубопроводов ............................................................ 142 
Лабораторная работа № 3. Определение пенетрации 
нефтяного битума (глубины проникновения иглы) .................. 147 
Лабораторная работа № 4. Определение дуктильности 
(растяжимости) нефтяного битума ............................................ 167 
Лабораторная работа № 5. Определение адгезии 
мастичной и полимерной изоляции к стальной 
поверхности трубопровода ........................................................ 187 
Лабораторная работа № 6. Определение толщины 
изоляционного покрытия на трубопроводе 
с использованием магнитного толщиномера ............................ 197 
Лабораторная работа № 7. Определение сплошности 
изоляционного покрытия трубопровода с использованием 
искрового дефектоскопа ............................................................. 206 
Лабораторная работа № 8. Обнаружение дефектов 
в изоляционном покрытии подземных трубопроводов 
с использованием искателя повреждений изоляции  
ИПИ-95 ....................................................................................... 219 
Лабораторная работа № 9. Испытание на плотность 
(герметичность) сварных соединений керосином ..................... 231 
Лабораторная работа № 10. Определение температуры 
хрупкости нефтебитумов для изоляции подземных 
стальных трубопроводов ............................................................ 237 
Список рекомендуемой литературы ...................................... 270 
Приложение 1. Техника безопасности при выполнении 
работ ............................................................................................ 271 
Приложение 2. Оформление лабораторных работ ................... 273 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Цель курса «Сооружение и ремонт подводных трубопроводов», имеющего производственно-практическую направленность, – научить студентов правильно применять многообразие 
существующих технологий и материалов в системе трубопроводного транспорта нефти и газа. Учебное пособие по изучению 
свойств трубных и резервуарных сталей, изоляционных покрытий трубопроводов и резервуаров является необходимой и обязательной составляющей учебного процесса при изучении курса. 

Книга состоит из двух частей. 
Первая часть содержит теоретический материал по подготовке и строительству подводных переходов, обследованию их 
технического состояния и ликвидации возможных аварий и состоит из четырех разделов, а именно: 

1) инженерная подготовка подводных работ при сооружении и ремонте подводных переходов магистральных нефтегазопроводов; 

2) промер глубин на подводных переходах магистральных 
нефтегазопроводов с помощью эхолотов и гидролокаторов; 

3) обследование технического состояния подводного перехода магистрального нефтегазопровода; 

4) ликвидация аварийных повреждений на подводных переходах магистральных нефтегазопроводов. 

Вторая часть – лабораторные работы. При выполнении лабораторных работ учащиеся осваивают приборы, принадлежности, оборудование и материалы, технику обращения с ними, 
способы их применения. Осваивают методы обработки опытных 
данных, учатся сопоставлять, обрабатывать и анализировать результаты экспериментов, делать выводы по следующим лабораторным работам: 

1) определение температуры размягчения нефтяных битумов, применяемых для изоляции трубопроводов; 

Сооружение и ремонт подводных трубопроводов 

6 

2) определение пенетрации нефтяного битума (глубины 
проникновения иглы); 

3) определение дуктильности (растяжимости) нефтяного 
битума; 

4) определение переходного сопротивления изолированных трубопроводов на основе результатов электрохимических 
измерений; 

5) определение адгезии мастичной и полимерной изоляции 
к стальной поверхности трубопровода; 

6) определение толщины изоляционного покрытия на трубопроводе с помощью магнитного толщиномера; 

7) определение сплошности изоляционного покрытия трубопровода с помощью искрового дефектоскопа; 

8) обнаружение дефектов в изоляционном покрытии подземных трубопроводов с помощью искателей повреждений изоляции ИПИ-95; 

9) испытание на плотность (герметичность) сварных соединений керосином; 

10) определение температуры хрупкости нефтяных битумов для изоляции подземных стальных трубопроводов. 

В приложениях 1 и 2 изложены соответственно требования 
безопасности при выполнении работ и требования к оформлению работ. 

Учебное пособие предназначено для бакалавров по направлениям подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело» и 23.03.02 
«Наземные транспортно-технологические комплексы». 

 

ГЛОССАРИЙ 

Абсолютная погрешность – разность между отдельными 
измерениями xi и средним x. 

Аддитивность (от лат. additivus – прибавляемый) – свой
ство величин, состоящее в том, что значение величины, соответствующее целому объекту, равно сумме значений величин, соответствующих его частям, в некотором классе возможных разбиений объекта на части. Например, аддитивность объѐма 
означает, что объѐм целого тела равен сумме объѐмов составляющих его частей. 

Ареометр – прибор, который представляет собой стеклянную полую трубку, зауженную в верхней части и герметично 
запаянную с обоих концов. В нижней части ареометра находится груз (как правило, металлическая дробь), вверху – шкала 
плотности. Предназначен для измерения плотности жидкости. 

Бензин – фракция нефти плотностью 700–780 кг/м3. Смесь 
лѐгких углеводородов с температурой кипения 30–160 °С, получаемая перегонкой или крекингом. 

Битумы – твѐрдые или жидкие чѐрного цвета водонерастворимые смеси углеводородов и их кислородных, сернистых 
и азотистых производных. Содержат масла, смолы и асфальтены. Битумы искусственные – продукты, получаемые из остатков 
перегонки нефти, крекинга и очистки масел. Битумы природные – продукты природного преобразования нефти, подвергшейся выветриванию. В зависимости от условий формирования 
различают мальты, асфальты, кериты и другие разновидности 
битумов. 

Деформация (от лат. deformatio – искажение) – изменение 

взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой 
результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается измене

Сооружение и ремонт подводных трубопроводов 

8 

нием величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение. 

Доверительный интервал – это интервал значений измеря
емой физической величины, в который попадает еѐ истинное 
значение, но не точно, а с некоторой вероятностью α. 

Косвенные измерения – исследуемая величина не может 

быть получена непосредственно, а находится путѐм расчѐтов по 
результатам измерений других величин. 

Коэффициент теплового объѐмного расширения μ – это 

относительное изменение объѐма жидкости при изменении температуры на 1 градус. 

Магистральный трубопровод – трубопроводная система 

с давлением более 1,2 МПа, позволяющая транспортировать углеводороды с промысла на нефтегазоперерабатывающие заводы 
и другим потребителям. 

Мазут – густая жидкость тѐмно-коричневого цвета плот
ностью 890–1000 кг/м3, остаток после отгона от нефти бензина, 
лигроина, керосина и фракций дизельного топлива. Применяют 
как жидкое котельное топливо (удельная теплота сгорания 
38 МДж/кг), а также как сырьѐ для производства моторных топлив, битума и кокса. 

Нафта (лигроин) – фракция нефти, выкипающая в преде
лах 105–160 °С. Плотность 780–790 кг/м3. Путѐм риформинга 
перерабатывается в высокооктановый бензин. 

Нефтепровод – сооружение для транспортировки нефти, 

в состав которого входят трубопровод, насосные станции 
и хранилища. Различают нефтепроводы промысловые и магистральные. 

Нефтепродукты – смеси углеводородов, а также индивиду
альные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных газов. Используются в качестве топлив, смазочных материалов, электроизоляционных сред, растворителей и нефтехимического сырья. 

Глоссарий 

9 

Нефтехимия – 1) раздел химии, изучающий химизм пре
вращений углеводородов нефти и природного газа в полезные 
продукты и сырьевые материалы; 2) раздел химической технологии (второе название – нефтехимический синтез), описывающий технологические процессы, применяемые в промышленности при переработке нефти и природного газа, – ректификация, 
крекинг, риформинг, алкилирование, изомеризация, коксование, 
пиролиз, дегидрирование (в том числе окислительное), гидрирование, гидратация, аммонолиз, окисление, нитрование и др.; 
3) отрасль химической промышленности, включающая производства, общей чертой которых является глубокая химическая 
переработка углеводородного сырья (фракций нефти, природного и попутного газа). 

Нефть (из тур. neft) – природная маслянистая горючая 

жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из 
сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы 
и некоторых других химических соединений. 

Плотность – скалярная физическая величина, определяе
мая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объѐму или площади. 

Прямые измерения дают непосредственно значения исследу
емой величины, которые могут быть отсчитаны на шкале прибора. 

Систематическая погрешность является либо постоянной, 

либо изменяется по какому-либо закону в процессе измерений. 

Случайными погрешностями называют погрешности, воз
никающие из-за многих причин, действующих в каждом отдельном измерении различным образом. 

Трубопровод – устройство или сооружение из плотно со
единѐнных труб, предназначенное для транспортировки жидких, 
газообразных или сыпучих веществ. В зависимости от транспортируемой среды для трубопроводов используются термины: водопроводы, газопроводы, паропроводы, нефтепроводы, воздухопроводы, маслопроводы, молокопроводы и т. д. 

Сооружение и ремонт подводных трубопроводов 

10 

Трубопровод-лупинг – трубопровод на отдельных участках 

газопровода, проложенный параллельно ему для увеличения 
производительности. 

Трубопроводная арматура – устройство, устанавливаемое 

на трубопроводах, агрегатах, сосудах и предназначенное для 
управления (отключения, распределения, сброса, смешивания, 
фазоразделения) потоками рабочих сред (жидкой, газообразной, 
газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т. п.) путѐм изменения площади проходного сечения. Трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами: условным 
проходом (номинальным размером) и условным (номинальным) 
давлением. 

Трубопроводный транспорт – нефтепровод, продуктопро
вод, газопровод, по которому производится перекачка от одного 
пункта до другого. 

Углеводороды – органические соединения, молекулы кото
рых построены только из углерода и водорода. Важнейшие компоненты нефти и природного газа.