Волоконно оптический кабель для газопровода

Волоконно-оптические технологии для решения задач газовой промышленности

Представлены направления применения волоконно-оптических технологий мониторинга в газовой промышленности для обеспечения промышленной безопасности и экономической эффективности производственных процессов. Показана применимость волоконно-оптических технологий мониторинга для решения задач обнаружения утечек газа из газопроводов, а также основные параметры волоконно-оптической системы мониторинга газовых скважин.

Проблема экологической безопасности при использовании трубопроводного транспорта газа приобретает особую остроту, как для отдельных организаций, так и для общества в целом. Аварии на газопроводах наносят чувствительный экологический урон. Разрушение газопроводов по своему характеру вызывает техногенное воздействие, затрагивающее биохимические процессы в атмосфере, почве и водоемах. При разрушении газопровода и мгновенном высвобождении энергии газа возникают механические повреждения природного ландшафта и рельефа, нарушение целостности почвенно-растительного покрова. Аварии на газопроводах часто сопровождаются возгоранием газа, огромной тепловой радиацией и как следствие масштабными пожарами.

Главное условие минимизации экономических потерь и катастрофических последствий – это быстрое и точное определение места возникновения аварии, характера и масштаба угрозы безопасности. В случае если авария уже случилась, то точная локализация места утечки с помощью систем распределенного мониторинга способна сократить время реакции на событие, снизить потери продукта, минимизировать простой производства и вредное воздействие на окружающую среду.

Современные волоконно-оптические технологии делают возможным мониторинг таких параметров, как деформация, температура и акустика непрерывно по всей длине оптоволокна, на десятки километров, обеспечивая неоспоримое преимущество — пространственную непрерывность измеряемого параметра.

При необходимости контроля состояния трубопроводов с целью обнаружения и локализации мест утечек газа, использование систем распределённого мониторинга, как правило, является более эффективным и экономичным решением, чем установка огромного числа температурных датчиков вдоль всей области измерения.

Пространственное разрешение анализатора составляет 1 м., что позволяет средствами ПО разбить контролируемый участок длиной 50 км. на 50 тыс. датчиков.

Волоконно-оптические технологии также позволяют создавать современные программно-аппаратные измерительные комплексы мониторинга скважин, добыча из которых осложнена, для регистрации температуры и других параметров (акустических шумов и забойного давления) в режиме реального времени. Что обеспечивает высокую информативность, оперативное поступление данных в распоряжение специалистов и максимально удобные условия для реализации технологических исследований и диагностики нештатных ситуаций.

В оптическом волокне рассеяние может происходить на акустических волнах (вынужденное рассеяние Мандельштамма-Бриллюэна (ВРМБ), Бриллюэновское рассеяние), молекулярных колебаниях (Комбинационное рассеяние света (Рамановское рассеяние)) и неоднородностях материала (Рэлеевское рассеяние).

Системы DTSX от Yokogawa, построенные на комбинационном рассеянии света, вычисляют температуру на основе регистрации фотоприемником анализатора 2-х компонент в обратном рассеянном свете, причем амплитуда стоксовой компоненты и особенно антистоксовой – зависят от температуры, а значения температуры определяются как отношение интенсивностей этих компонент.

Таким образом, используя излучение лазерного импульсного источника, DTSX определяет температурно-зависимые изменения в частоте сигнала, которые возникают вдоль всей длины оптоволокна. И вычисляет точное местоположение изменений температуры, анализируя время, за которое обратно рассеянный свет возвращается к анализатору.

В линейную часть волоконно-оптической системы (ВОС) входит волоконно-оптический кабель (ВОК), являющийся одновременно и датчиком и волоконным световодом (ВС). ВС может быть, как многомодовым, так и одномодовым, т.е. различаться в конструктивном отношении диаметром сердцевины. ВОД (волоконно-оптические датчики) пассивны и не требуют электропитания. Передаваемое по оптическому волокну световое излучение не подвержено наводкам, т.е. электромагнитные возмущения, грозовые разряды, близость к линии электропередачи, импульсы тока в сети не искажают сигнал. ВОД взрывобезопасны, устойчивы к химическим, механическим и коррозионным воздействиям, расчетный срок службы превышает 25 лет. ВОД работоспособны в широком диапазоне температур (для стандартных от минус 60 до плюс 80 °С, для специальных до плюс 300 °С). Предусмотрено широкое разнообразие конструкций с различной степенью защиты от внешних воздействий и возможностью установки в грунте, бетоне, на поверхности конструкции, внутри электрического кабеля. Точное размещение, например, на трубопроводе будет определяться предполагаемой областью возникновения температурного перепада при появлении утечки.

ВОД в ряде случаев — это стандартный телекоммуникационный волоконно-оптический кабель, который можно использовать для организации технологической связи.

ПО включает: интерфейс, геоинформационную систему (ГИС), самодиагностические и аналитические модули. В список функциональных возможностей ПО входят конфигурирование (возможно удаленное) режимов автоматических измерений, разбиение зон мониторинга на участки, настройка уровней сигналов тревоги и задание вариантов автоматического оповещения.

ВОС имеет встроенные функции самодиагностики, обнаружения неисправности оптоволокна и др. Со встроенной поддержкой протокола Modbus, DTSX можно подключить к SCADA и РСУ.

ВОС распределенного измерения температуры для исследования скважин в режиме реального времени

Достигнутый уровень развития волоконно-оптических технологий позволяет построить на их основе системы долговременного мониторинга ряда технологических параметров газовых скважин на постоянной основе. Внедрение технологий дает возможность перевести систему контроля за разработкой месторождений и эксплуатацией ПХГ на качественно новый уровень как по объемам и периодичности получаемой информации, так и по снижению затрат на ее получение.

Существующие методы и технологии исследований скважин позволяют получать информацию о состоянии скважины и призабойной зоны пласта только в период проведения самих исследований. Поэтому отсутствие полноты и корректности информации в режиме реального времени при эксплуатации газовых месторождений, а также сложность и высокая стоимость проведения ГИС в горизонтальных скважинах, особенно при исследованиях на удаленных труднодоступных месторождениях, приводит к необходимости разработки современных программно-аппаратных комплексов, позволяющих регистрировать температуру и другие параметры в режиме реального времени в скважинах, добыча из которых осложнена (выпадением жидкости на забое, выносом песка и др.).

Регистрируемые данные позволяют количественно оценивать профиль притока в эксплуатационных скважинах, контролировать их техническое состояние (выявлять заколонные перетоки, негерметичности внутрискважинного оборудования), определять наличие механических примесей, гидратов и параметры обводнения скважин. ВОС позволяет определять продуктивные характеристики скважины по структуре разреза и в режиме реального времени выполнять адаптацию постоянно действующей геолого-технологической модели месторождения, а также принимать оперативные решения о проведении геолого-технических мероприятий.

Мировой опыт применения показал работоспособность и эффективность термометрии, ее применение позволяет выйти на качественно новый уровень полноты и достоверности интерпретации данных геофизических измерений, отказаться от классических периодических геофизических измерений, для которых необходима остановка работы скважины, и получать актуальные данные на реальных режимах работы скважины.

Установка ВОС на скважине не требует использования сложного специализированного оборудования и выполняется традиционными методами КРС, таким образом является масштабируемой, доступной, легко воспроизводимой и контролируемой.

пространственное разрешение – от 1 м.;

диапазон измерения температуры от -60 до + 300 °С;

абсолютная погрешность – 1,0 °С;

разрешение по температуре

(в зависимости от длины оптоволокна и времени измерения) – от 0,03 °С;

в зависимости от условий эксплуатации применяются различные материалы при изготовлении кабелей (в т.ч. стойкие к сероводороду);

возможность спуска внутрискважинного оборудования системы с другим внутрискважинным оборудованием;

мониторинг параметров в режиме реального времени;

передача данных замеров в службу Главного геолога и отдел по добыче;

возможность комплексной интерпретации данных замеров с целью предоставления информации о техническом состоянии скважин, контроля профиля притока, интервалов обводнения и выноса песка;

мониторинг в режиме реального времени позволяет своевременно принимать решения о проведении геолого-технических мероприятий, оптимизации технологических режимов работы скважин и промысла в целом.

на верхних уровнях управления система может быть использована в технологиях интеллектуализации разработки месторождений.

ВОС DTSX от Yokogawa уже на протяжении пяти лет успешно справляется с поставленными задачами постоянного мониторинга скважин на одном из предприятий Группы компаний Газпром (Новопортовское НГКМ) Внедрение ВОС DTSX от Yokogawa в том числе позволило выявить заколонные перетоки, интервал притока газа, а также отслеживать профиль притока. Компания Yokogawa выражает надежду на продолжение взаимовыгодного сотрудничества и тиражирование успешного опыта.

Повышение промышленной безопасности и экономической эффективности процессов добычи и транспортировки газа основные задачи, стоящие перед газодобывающими и газотранспортными организациями.

Перечисленные возможности и характеристики ВОС позволяют создавать эффективные системы контроля, мониторинга и безопасности сложных распределенных (протяженных) инфраструктурных объектов и успешно их эксплуатировать.

ВОС детектирует аномальные события и потенциальные угрозы на основе анализа малейших изменений в оптическом кабеле и оповещает оператора об утечке и месте ее возникновения путем подачи аварийного сигнала в единый диспетчерский центр. Экономическая эффективность транспортировки углеводородов растет благодаря уменьшению стоимости ущерба от аварий, а также повышению уровня защищенности.

ВОС также зарекомендовали себя как одно из наиболее действенных решений для оптимизации процесса добычи. ВОС отличается простотой конструкции, надежностью и обеспечивает одновременный сбор температурных данных по всей длине скважины в режиме реального времени. Такая информативность метода позволяет повысить уровень понимания состояния системы «пласт-скважина» и повышать уровень добычи за счет быстрого реагирования на различные проблемы.

При этом надо отметить, что многие международные нефтедобывающие компании активно внедряют волоконно-оптические технологии, рассчитывая благодаря этому в перспективе добиться повышения эффективности добычи до 10%.

1. Волоконно-оптические системы мониторинга состояния инфраструктурных объектов/ сб. статей под ред. Дмитриева С.А. и Слепцова Н.Н. — М.: Экслибрис-Пресс, 2015. — 304 с.

2. Скрытый потенциал оптоволоконной термометрии при мониторинге притока в горизонтальных скважинах/ А.И. Ипатов, М.И. Кременецкий, И.С. Каешков [и др.]// Нефтяное хозяйство. — 2014. — № 5. — С. 96-100.

3. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов»: Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 6.11.2013 г. № 520. URL= http://docs.cntd.ru/document/499058128.

Keywords: fiber-optic monitoring systems, gas pipeline leaks, gas well monitoring

Источник

ВСН 51-1.15-004-97 Инструкция по проектированию и строительству волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) газопроводов

Министерство топлива и энергетики Российской Федерации

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
«ГАЗПРОМ»

Инжиниринговая научно-исследовательская компания —
Всероссийский научно-исследовательский институт по
строительству трубопроводов и объектов ТЭК
АО «ВНИИСТ»

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И
СТРОИТЕЛЬСТВУ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ
ЛИНИЙ СВЯЗИ (ВОЛС) ГАЗОПРОВОДОВ

работ и экспертизы проектов

Начальник Отдела связи РАО «Газпром»

Настоящая Инструкция разработана в развитие СНиП III-42-80 и СНиП 2.05.06-85. Инструкция определяет технологию и организацию проектирования и строительства волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) газопроводов

Область применения настоящей Инструкции: линейные сооружения волоконно-оптических линий технологической связи газопроводов

При проектировании, строительстве и эксплуатации ВОЛС необходимо руководствоваться нормативными документами [1 — 19].

Пункты Инструкции, касающиеся организации и технологии прокладки волоконно-оптического кабеля связи (ВОК связи) в одной траншее с газопроводом, не отражены в действующих СНиП, носят рекомендательный характер и требуют отработки в трассовых условиях и внесения дополнений и изменений в СНиП

Инструкция предназначена для проектных, специализированных строительно-монтажных и эксплуатационных организаций связи системы РАО «Газпром».

Инструкция разработана и внесена АО «ВНИИСТ»

Яблоков А.Д. — руководитель разработки — канд. техн. наук,

Гаспарянц P .C — канд. техн. наук, Габелая Р.Д. — канд. техн. наук,

Аникин Е.А — канд. техн. наук

РАО «Газпром» Поддубский В.И, Пугаченко В.Н, Ростенко В.И, Федоров М.С, Чупикин В.П,

Гордеев А.А. — канд. техн. наук,

Горчаков А.П — канд. физ.-мат. наук,

АО «Стройтрансгаз» Михайлов В.П,

АО «Гипроспецгаз» Круглова Н.А,

АО «Гипрогазцентр» Беляев Г.Л

Инструкция согласована с

Госгортехнадзором РФ (письмо № 10-03/191 от 14.04.97 г.),

Минстроем РФ (письмо № 13-228 от 16.04.97 г.)

Введена в действие приказом по РАО «Газпром» от 22 мая 1997 г., № 78

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВОЛС ГАЗОПРОВОДОВ

1. Общие положения

1.1. В основу проектирования ВОЛС технологической связи газопроводов должны быть положены требования, предъявляемые к международным линиям связи, обеспечивающие их высокую надежность, функциональное совершенство и экономичность.

1.2. Проектная документация на ВОЛС должна выполнять требования Государственных (СНиП, ГОСТ, ТУ) и ведомственных (ВНТП, ВСН, ОСТН, СП, ПУЭ и др.) РАО «Газпром» и Минсвязи России нормативных документов, а также рекомендации международных организаций — МККТТ, МЭК, МСЭ и положений настоящей Инструкции.

1.3. ВОЛС технологической связи газопроводов должны проектироваться на основе:

утвержденного технического задания на систему связи газопроводов;

принятых качественных характеристик организации и технологии строительства газопровода и ВОЛС;

материалов грунтовых и гидрологических изысканий и данных о климатических условиях трассы строительства;

учета опыта сооружения газопроводов и кабельных линий технологической связи в аналогичных условиях прохождения трассы строительства;

характеристик проектируемых волоконно-оптических систем связи, условий их эксплуатации;

учета местных условий строительства;

технико-экономического обоснования возможных (предлагаемых) вариантов проектного решения.

1.4. Главным критерием выбора способа размещения и прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК) связи является обеспечение требуемых качественных показателей волоконно-оптической линии связи при минимальных затратах на сооружение и эксплуатацию ВОЛС газопровода.

1.5. При проектировании магистральных, зоновых, промысловых, местных, межстанционных соединительных, распределительных и абонентских ВОЛС, как правило, следует предусматривать однопролетные линии — участки линейного тракта между двумя обслуживаемыми регенерационными пунктами (ОРП), работающие на длинах волн 1,3 и 1,55 мкм.

При этом на линиях длиной менее 10 км — с пониженной мощностью излучения. На линиях средней — (до 50 км) и большой — (до 120 км) протяженности — на длинах волн соответственно — 1,3 и 1,55 мкм.

1.6. При планировании трассы прокладки ВОЛС необходимо учитывать установленные минимальные радиусы изгиба и максимально допустимые значения механических нагрузок на ВОК связи.

1.7. Следует предусматривать проработанные на практике методы прокладки кабеля, обеспечивающие требуемые показатели качества и надежности сооружаемой ВОЛС.

1.8. Оптическая длина проложенных и смонтированных на элементарных кабельных участках ВОК связи должна соответствовать протяженности трассы, умноженной на коэффициент К = 1,015.

1.9. Температурный диапазон работы подземных волоконно-оптических линий связи газопроводов должен определяться в интервале температур от -40 °С до +70 °С, а в сложных климатических условиях от -55 °С до +85 °С.

Для ВОК связи, подвешиваемых на воздушных линиях электропередачи, нижний предел температур определяется климатической зоной и должен соответствовать минимальной зафиксированной температуре в зоне подвески кабелей.

Данные характеристики гарантируются фирмой-поставщиком ВОК связи.

1.10. Для обеспечения максимальной однородности характеристик ВОЛС и минимизации количества муфтовых соединений на регенерационном участке (минимизации затухания на участках ВОЛС) проектом должен быть предусмотрен подбор строительных длин ВОК по конструктивным данным (марка, тип оптического волокна, защитные покрытия) и по размерам строительных длин.

На регенерационном участке следует предусматривать волоконно-оптический кабель связи, включая ЗИП, только одного завода-изготовителя.

1.11. В проекте и заказных спецификациях должны быть указаны все типы и характеристики расходных материалов, используемых для сооружения ВОЛС: муфт, комплектов монтажных материалов, коннекторов, оптических конечных модулей и других комплектующих устройств. Число монтажных комплектов должно на 10 — 15 % превышать число строительных длин ВОК связи.

1.12. Для эксплуатации ВОЛС технологической связи в проекте и заказных спецификациях должны быть предусмотрены комплекты монтажных материалов, аппаратура и оборудование исходя из нормативов на одно ЛПУМГ:

комплекты материалов для монтажа соединительных муфт;

комплект оборудования для монтажа соединительных муфт;

установка для сварки волокон;

устройство скола волокон;

оптический рефлектометр с динамическим диапазоном не менее 32 дБ для проведения сквозных сдаточных измерений и до 27 дБ — на промежуточных этапах;

оптический генератор на длину волны 1,55 мкм (1,3 мкм) с мощностью не менее — 7 дБм;

оптический приемник на длину волны 1,55 мкм (1,3 мкм) с чувствительностью не менее 65 дБм.

Контрольно-измерительное и монтажное оборудование должно предусматриваться, как правило, в специальных передвижных измерительно-монтажных лабораториях, в которых проводят сварку волокон и монтаж соединительных муфт.

1.13. В составе проекта выполняют раздел «Организация связи на период строительства ВОЛС». Схема организации связи должна обеспечивать оперативное управление ходом строительства и взаимодействие членов бригад в процессе проведения укладочных, монтажных, измерительных и приемосдаточных работ. При организации связи по возможности должны использоваться существующие на данном участке средства УКВ связи (генподрядчика, эксплуатации газопровода и др.).

1.14. Проектом строительства ВОЛС должно быть предусмотрено восстановление нарушенного в процессе строительства почвенного, мохового, торфяного и растительного слоя, а также восстановление русел постоянных и временных водотоков или устройство специальных дренажных сооружений.

2. Оптические кабели, муфты, материалы, оборудование

2.1. Используемые для сооружения ВОЛС технологической связи кабельная продукция, материалы, оборудование и др. должны быть сертифицированы и соответствовать техническим условиям на поставляемую продукцию.

2.2. ВОК связи, применяемые для технологической связи газопроводов, классифицируются по:

назначению линий связи:

внешние: магистральные, промысловые, межстанционные соединительные, распределительные;

внутренние: абонентские, внутристанционные соединительные;

конструкции сердечника: с профилированным сердечником, с концентрической повивной скруткой, пучковой скрутки, ленточные кабели;

типу защитных оболочек: металлическая/пластмассовая оболочка с металлическими лентами или с металлическим слоем, пластмассовая оболочка, пластмассовая оболочка с силовыми элементами (проволоки), в т.ч. впрессованными в оболочку, бронированная оболочка;

условиям прокладки: подземные, (грунт, кабельная канализация) в тоннеле, внутри зданий, подводные, подвесные (воздушные).

2.3. ВОК связи конструктивно подразделяются на:

кабели, содержащие металлические элементы: проводники для служебной связи и дистанционного электропитания линейных регенераторов, оболочки, бронепокровы;

полностью диэлектрические кабели.

кабель типа Р с [Рр] > 240 kH для прокладки без заглубления в донный грунт через большие судоходные реки, а также прибрежной прокладки морских участков. Кабель должен иметь двойную металлическую броню;

кабель типа М с [Рр] > 80 kH для подвески в качестве грозозащитного троса на линиях электропередачи;

кабель типа 1 с [Рр] > 80 kH для прокладки с заглублением в донный грунт через судоходные и несудоходные реки, а также реки, разливающиеся во время паводков. Кабель должен иметь двойную металлическую броню;

кабель типа 2 с [Рр] > 20 kH для прокладки в скальных, каменистых и сложных грунтах, а также на участках с большой вероятностью повреждений. Кабель, как правило, имеет металлическую броню. Допускается применение вместо металлической брони экструдированной пластиковой трубы, армированной укрепляющими синтетическими нитями, вьдерживающими растягивающее усилие не менее 20 кН;

кабель типа 3 с [Рр] > 7 kH для прокладки в легких грунтах. Кабель, как правило, имеет металлическую броню. Допускается применение вместо металлической брони экструдированной пластиковой трубы, армированной укрепляющими синтетическими нитями, вьдерживающими растягивающее усилие не менее 7 кН;

кабель типа 4 с [Рр] > 2,7 kH для прокладки в кабельной канализации или в заранее проложенных трубах.

2.5. Кабели 1 — 3 типов должны допускать механизированную прокладку вибрационными кабелеукладчиками.

2.6 Прочность на сжатие для кабелей 1 — 3 типов составляет не более 10 kH, для кабелей 4 типа — не более 3 kH . В соответствии с публикацией МЭК 794 -1, Е3 после 15 минутного воздействия, не превышающей норму сдавливающей нагрузки, должны отсутствовать вмятины и приращение затухания.

2.7. Все кабели должны выдерживать при температуре -30 °С в течение не более 20 минут 20 циклов изгибов на угол 90° на валу радиусом 250 мм для кабелей типов 3 и 4 и на валу радиусом, равным 20-ти кратному диаметру кабелей для кабелей типов 1 и 2.

2.8. Ударостойкость при силе одного удара для кабелей:

типа Р и типа 1 — 100 Н·м;

типа 3 и типа 4 — 25 Н·м.

В соответствии с публикацией МЭК 794-1, Е4 после одного ударного воздействия на кабель, не превышающего указанных параметров допустимой силы удара, должны отсутствовать вмятины и приращение затухания.

2.10. Поставляемые ВОК связи должны выполнять требования экологической безопасности: полное отсутствие в кабелях или исходном сырье для их изготовления опасных или токсичных материалов.

2.11. Требования, изложенные п.п. 2.4 — 2.9. Инструкции, должны быть оговорены в Технических условиях на поставляемый ВОК связи.

2.12. Рабочий диапазон длин волн ВОК, используемых для систем технологической связи газопроводов, определяется окнами 1300 — 1324 нм и 1525 — 1575 нм. Хроматическая дисперсия при этом не должна превышать 3,5 пс/нм.км для волокон G .653 и 18 пс/нм.км для волокон G.652.

Коэффициент затухания на длине волны 1,55 мкм не должен превышать 0,21 — 0,22 дБ/км (в отдельных случаях допускается 0,23 дБ/км).

2.13. Гидрофобное заполнение кабелей не должно ухудшать параметры передачи в течение всего срока службы и всем диапазоне рабочих температур оптического кабеля.

2.14. В заказной спецификации на оптические кабели для систем технологической связи газопроводов должны быть приведены:

общие положения, в которых указываются требуемые типы и количество кабелей;

график, адреса и условия их поставки.

2.15. В целях минимизации количества муфтовых соединений ВОК связи на заданном регенерационном участке (например, КС-КС) заказная спецификация должна предусматривать поставку конкретных значений строительных длин ВОК связи, которые отражаются в линейной схеме раскладки кабеля и определяются:

условиями прохождения трассы газопровода и ВОЛС (категория грунтов, болота и т.д.);

принятым способом прокладки ВОК связи;

наличием переходов через дороги и другие инженерные коммуникации;

формой транзитных колодцев и смотровых устройств кабельной канализации;

доступностью подъезда к месту расположения муфты при эксплуатации ВОЛС.

2.16. Нормы запаса ВОК связи:

при прокладке непосредственно в грунт запас на укладку ВОК связи в траншеи, котлованы, разделку при монтаже и др. — в размере 4,0 %;

при прокладке в ПЭВД трубке запас на укладку ВОК связи в котлованы (смотровые устройства), разделку при монтаже и др. — в размере 6,0 %;

при прокладке через водоемы шириной до 1 км средствами гидромеханизации запас на укладку по рельефу дна и с учетом выноса кабеля на переходе против течения принимается в размере 14 %, при ширине более 1 км — по проекту;

при прокладке на опорах вдольтрассовой ВЛ 6 — 10 кВ с учетом запаса кабеля на разделку при монтаже — в размере 6,0 %.

При монтаже соединительной муфты и выкладке ВОК связи длина каждого конца кабеля:

а) ВОК проложен в ПЭВД трубке (строительная длина кабеля — до 4 км):

при монтаже в колодце — не менее 12 м;

при монтаже в монтажно-измерительной лаборатории — не менее 12 м.

б) ВОК проложен непосредственно в грунт или кабельную канализацию (из асбестоцементных труб):

при монтаже в колодце — не менее 3 — 5 м;

при монтаже в монтажно-измерительной лаборатории — не менее 8 м;

в) ВОК подвешен на опорах вдольтрассовой ВЛ — не менее 30 м.

2.17. Конструкция и параметры соединительных муфт, предусматриваемые проектом, должны обеспечивать:

соответствие муфты условиям ее применения;

соединение всех волокон кабеля в заранее определенном порядке;

среднее значение вносимого затухания сростка — не более 0,05 дБ на волокно;

восстановление целостности оболочки кабеля;

непрерывность механических параметров оптического кабеля;

возможность перемонтажа муфты и повторного соединения волокон.

2.18. Для монтажа соединительных муфт в зависимости от их конструкции и типа могут быть предусмотрены методы:

«холодного» монтажа: заливочные компаунды, паста, клеи, механическое герметичное соединение;

«горячего» монтажа: сваривание полиэтиленовых муфт методом инжекции полиэтилена, использование термоусаживаемых материалов с адгезивным подслоем и др.

2.19. Муфта должна размещаться (в котловане, колодце, смотровом устройстве) таким образом, чтобы не ухудшать электрические и механические характеристики кабеля.

Проектом должна быть предусмотрена защита муфты от механических и климатических воздействий.

2.20. Защитные трубки ПЭВД для ВОК связи должны:

иметь срок службы — не менее 50 лет;

выдерживать, без потери формоустойчивости, изгиб радиусом не менее 10-ти кратного наружного диаметра трубки;

иметь электрическую прочность не менее 7 MB/10 мм при температуре -50 °С и 5,5 МВ/10 мм — при температуре +50 °С;

выдерживать кратковременное давление — не менее 1,5 МПа;

иметь круглое сечение с равномерной толщиной стенки;

иметь овальность не более 2 % и допуск по толщине не более +5 %;

быть изготовлены из полиэтилена высокого давления или аналогичного по своим механическим характеристикам и параметрам надежности материала. Для трубок, прокладываемых в кабельной канализации, в коллекторах, зданиях, должны быть использованы негорючие (слабогорючие) материалы, не выделяющие ядовитых продуктов горения;

иметь гладкую внутреннюю поверхность и внутреннее силиконовое или другое покрытие, обеспечивающее коэффициент трения между прокладываемым ВОК связи и внутренней поверхностью трубки не выше 0,1;

иметь рабочий диапазон температур:

при укладке от -10 °С до +70 °С;

при хранении от -60 ° C до +100 °С;

при эксплуатации от -60 °С до +100 °С;

иметь цвет: эксплуатационных — оранжевый, резервных — черный;

иметь соответствующую маркировку, нанесенную прочной и контрастной краской.

Рекомендуемые типоразмеры защитных трубок приведены в табл. 1.

Типоразмеры защитных ДЭВД трубок

Толщина стенки, мм

2.21. Размеры строительных длин трубок и условия их поставки (барабаны, бухты) устанавливаются контрактом между поставщиком трубки и заказчиком.

2.22. Нормы запаса защитной ПЭВД трубки на прокладку в грунт, разделку, монтаж и др. должны приниматься в размере 3,0 % от общей протяженности защитного трубопровода.

2.23. Суммарная площадь сечения размещаемых в защитной ПЭВД трубке кабелей (с учетом развития системы связи) не должна превышать 20 — 25 % площади защитной трубки.

2.24. Прокладка электрических кабелей связи, КИПиА, ТМ и др. в ПЭВД трубке, занятой оптическим кабелем, не допускается.

2.25. Соединители и концевые заглушки (уплотнители) защитных ПЭВД трубок должны:

обеспечивать герметичность защитного трубопровода;

иметь механическую прочность не ниже чем у трубок;

выдерживать кратковременное внутреннее избыточное давление 1,5 МПа.

2.26. Для предупреждения механических повреждений волоконно оптического кабеля связи при проведении земляных работ в зоне размещения ВОЛС проектом должна быть предусмотрена прокладка на всем протяжении трассы над кабелем (на глубине 0,6 — 0,8 м от поверхности земли) предохранительной сигнальной (сигнально-поисковой) полимерной ленты. Применение сигнально поисковой ленты (со встроенными металлическими проводниками) позволит кроме того осуществлять поиск и фиксацию трассы диэлектрического ВОК связи.

3. Расположение ВОЛС газопроводов

3.1. ВОЛС технологической связи газопроводов располагают, как правило, с левой стороны трубопровода по ходу продукта (рис. 1). Расстояние между ВОЛС и трубопроводом для различных условий прохождения трассы определено требованиями СНиП 2.05.06-85 [3].

3.2. Изменение расположения ВОЛС по отношению к газопроводу, принятое проектной организацией, должно быть обосновано и согласовано с заказчиком.

3.3. При прохождении газопровода по искусственным насыпям, шириной по верху до 10 м, ВОК связи прокладывают в насыпи; при этом расстояние между ВОК и трубой может быть сокращено до 6 м независимо от диаметра газопровода.

3.4. В стесненных условиях прохождения газопровода, в т.ч. в условиях горных долин и на водоразделах, расстояние между ВОК и газопроводом может быть сокращено до 6 м. При этом ВОК связи не должен попадать в полосу, предусмотренную для прохождения строительной и эксплуатационной техники.

3.5. Расстояния от прокладываемого ВОК связи до других подземных или наземных сооружений (мосты, ВЛ, кабельные канализации, газонефтепроводы, кабели связи и радиофикации, автомобильные и железные дороги, теплосети и т.п.) при сближении и пересечении с последними определяются проектом и должны соответствовать требованиям СНиП 2.05.06-85 [3], Отраслевым строительно-технологическим нормам на монтаж сооружений и устройств связи, радиовещания и телевидения, ОСТН-600-93 Минсвязи России [10] и Ведомственным нормам ВСН 116-93 Минсвязи России [13].

3.6. При прокладке ВОЛС технологической связи в горных условиях ВОК располагают на горных полках для укладки газопровода, как правило, с нагорной стороны полки в отдельной траншее на расстоянии не менее 3 метров от оси газопровода независимо от его диаметра.

Рис 1. Схема размещения ВОЛС в полосе отвода газопровода:

ВОК — волоконно-оптический кабель связи; Г — д — газопровод диаметром 1420 мм;

1- песок, мягкий грунт, 2- сигнальная (сигнально-поисковая) лента.

3.7. При надземной прокладке газопровода на оползневом участке предусматривают крепление, защищенного трубой или кожухом ВОК, к трубопроводу.

3.8. В случае, когда для защиты газопровода на оползневом участке предусмотрена подпорная низовая стена, ВОК связи допускается прокладывать:

по наружной поверхности подпорной стены с устройством компенсационных изгибов через 15 — 20 м для создания запаса кабеля в случае смещения участка стены при оползне. Радиус изгиба кабеля должен быть не менее допустимого в соответствии с техническими условиями на кабель. На всей длине прокладки кабель должен быть защищен (металлическая труба, кожух и т.п.);

«змейкой» в траншее шириной 900 — 1000 мм у низовой подпорной стены с устройством «постели» и присыпки кабеля мягким грунтом толщиной 10 см.

3.9. На подводных переходах газопровода через горные реки ВОК связи прокладывают в русле реки в одной траншее с газопроводом.

На небольших горных реках допускается предусматривать отдельную траншею для подводной прокладки ВОК связи. Глубина траншеи должна быть принята с учетом возможных деформаций русла, но не менее 1,5 м.

3.10. При надземных (надводных) переходах газопровода через естественные и искусственные препятствия проектом следует предусматривать крепление кабеля, защищенного трубой или кожухом, к газопроводу.

3.11. При подземных переходах газопровода через шоссейные или железные дороги следует предусматривать, как правило, прокладку ВОК связи совместно с газопроводом. Защитный футляр для кабеля связи должен иметь наружное изоляционное покрытие и может располагаться как внутри, так и снаружи кожуха трубопровода.

При размещении внутри кожуха защитный футляр крепится к изолированному трубопроводу в общем пакете с футеровкой трубопровода в верхнем секторе в пределах 15° — 40° от вертикальной оси трубы.

При наружном размещении футляр приваривается снаружи к защитному кожуху в верхней его части. Места сварки изолируются.

Проектом и технологической схемой сооружения перехода должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие сохранность футляра кабеля связи при монтаже кожуха и протаскивании плети трубопровода в кожух, а также электроизоляцию между футляром кабеля, кожухом и трубопроводом при внутреннем размещении футляра и электроизоляцию между кожухом и трубопроводом — при наружном размещении футляра.

3.12. На переходах через некатегорийные автодороги или автодороги, где по правилам не требуются согласования переходов закрытым способом, в грунтах I — IV группы допускаются несовмещенные кабельные переходы.

3.13. На совмещенных переходах в защитной трубе проектом должна быть предусмотрена заготовка стальной проволоки (троса) для затягивания ПЭВД трубки и ВОК связи.

3.14. Прокладка ПЭВД трубки без защитных футляров (кожухов) на переходах, при пересечении мест переездов автотранспорта, проезжей части улиц и др. запрещена.

3.15. Пункты 3.16 — 3.22 настоящей Инструкции, определяющие требования к прокладке волоконно-оптического кабеля связи в одной траншее с газопроводом, не отражены в действующих нормативных документах и носят рекомендательный характер.

а). ВОК связи в защитной ПЭВД трубке допускается прокладывать в одну траншею с газопроводом в устойчивых грунтах всех категорий, кроме участков: болот, слабых, просадочных и пучинистых грунтов, а также грунтов с низкой защемляющей способностью, где предусмотрена балластировка и закрепление газопроводов на проектных отметках;

б). При прохождении участков газопровода, где велика вероятность повреждения кабеля из-за механических воздействий при сооружении и эксплуатации, в т.ч.: на оползневых участках, на участках естественных вертикальных и горизонтальных кривых трассы газопровода, на продольных уклонах трассы газопровода более 27°, в местах расположения захлестов, узлов подключения камер пуска и приема очистных устройств и др., проектом должны приниматься меры, исключающие повреждения ВОК связи.

В местах размещения линейных кранов и другой линейной арматуры газопровода защитную ПЭВД трубку следует прокладывать вне монтажной зоны.

3.17. Схема размещения ВОК связи, прокладываемой в защитной ПЭВД трубке в одной траншее с газопроводом, приведена на рис. 2.

3.18. Защитная трубка прокладывается от газопровода слева по ходу газа в специально подготовленной зоне (на «постели» из просеянного песка или мягкого грунта) на глубине 1,2 м от поверхности земли.

Расстояние от оси газопровода до места размещения защитной трубки определяется по формуле:

где: Д_тр — наружный диаметр газопровода, мм.

В условиях скальных грунтов глубина заложения защитной трубки — не менее 0,5 м (с учетом устройства «постели» из просеянного песка или мягкого грунта толщиной не менее 10 см).

Рис. 2 Схема размещения защитной трубки с ВОК связи в траншее газопровода 1420 мм

ВОК — защитная трубка с ВОК связи, Г — д — газопровод; СЛ — сигнальная (сигнально-поисковая) лента

Проектные профили траншеи:

1 — обычные условия (1:0,5, V = 8,1 м 3 на 1 м траншеи), глубина прокладки ВОК — 1,2 м, 2 — песчано-баранные грунты (1:1, V = 10,1 м 3 на 1 м траншеи), глубина прокладки ВОК — 1,2 м, 3 — скальные грунты (V = 4,7 м 3 на 1 м траншеи), глубина прокладки ВОК — 0,7 м,

— грунт обратной засыпки, — песок, мягкий грунт.

3.19. Соединительные муфты ВОК связи размещают в специальных защитных устройствах или смотровых колодцах и располагают от оси газопровода:

при прокладке в одной траншее с газопроводом — на расстоянии не менее 3 м;

при прокладке в отдельной траншее — на расстоянии прокладки кабеля.

Место размещения муфт не должно находиться в полосе вдольтрассового транспортного проезда.

3.20. При подходе к месту расположения соединительной муфты кабеля на расстоянии не менее 10 м от места ее установки трасса прокладки трубки отходит от оси газопровода по кривой. Радиус изгиба трубки не должен быть менее допустимого, указанного в технических условиях (25 наружных диаметров трубки).

Для установки оконечного оборудования продувки кабеля и монтажа смотрового колодца муфты разрабатывают котлован.

3.21. В местах размещения промежуточного компрессорного оборудования для продувки строительной длины ВОК трубка отходит от своей оси прокладки в сторону от газопровода на расстояние не менее 1 м (при длине участка не менее 10 м).

3.23. Для участков трассы с сезонным подтоплением, а также на местности с продольным уклоном свыше 11° и подверженной эрозии, следует предусматривать проектные решения по предотвращению размыва траншеи (одерновка, геотекстиль и др.).

3.24. При пересечении ПЭВД трубопроводом водных преград и на участках с высоким уровнем грунтовых вод проектом должна предусматриваться его балластировка с использованием мягких пригрузов (например из нетканых синтетических материалов (НСМ), тканных мешков с грунтом, эластичных покрытий и др.), укладываемых непосредственно на трубопровод.

Количество и масса пригрузов, их расположение на трубопроводе определяются расчетом с учетом устойчивости и прочности трубопровода (см. Свод правил по проектированию и строительству пластмассовых газопроводов. СП 142-01-95 [11]).

Дополнительная пригрузка трубопровода на сезонно-подтопляемых участках трассы (при условии укладки труб в сухую траншею), как правило, не требуется.

3.25. Для предохранения наружной поверхности ПЭВД трубки от повреждений при протяжке ее в металлических или асбестоцементных футлярах в проекте следует предусматривать защиту трубки с помощью колец (прокладок) из полиэтилена (ПВХ и др.), закрепляемых через 2 — 3 м на наружной поверхности трубки липкой синтетической лентой.

4. Глубина прокладки ВОК связи

4.1. Глубина прокладки ВОК технологической связи должна соответствовать СНиП 2.05.06.85 и ОСТН-600-93 [3, 10].

В грунтах I — IV группы глубина прокладки волоконно-оптического кабеля связи должна составлять 1,2 м.

В грунтах V группы и выше при наличии над скальной породой поверхностного растительного слоя различной мощности, а также в грунтах IV группы, разрабатываемых взрывным способом или отбойными молотками при тех же условиях, — 0,6 м при глубине траншеи 0,7 м с устройством постели из песчаных грунтов толщиной не менее 10 см и присыпки поверху кабеля на толщину 10 см. При этом заглубление в скальную породу не должно превышать 0,4 м при глубине траншеи 0,5 м.

В грунтах V группы и выше при выходе скалы на поверхность, а также в грунтах IV группы, разрабатываемых взрывным способом или отбойными молотками, — 0,4 м при глубине траншеи 0,5 м с устройством постели из песчаных грунтов толщиной не менее 10 см и присыпки сверху кабеля на толщину 10 см.

4.2. На участках трассы с глубоким сезонным промерзанием грунта, на поливных и орошаемых землях с арычной системой орошения глубина прокладки ВОК определяется проектом. При этом должна обеспечиваться сохранность кабеля при проведении сельскохозяйственных и других работ, а также при эрозии почвы.

4.3. При укладке ВОК связи в защитную трубку ПЭВД глубина заложения трубок (по их осям) должна составлять 1,2 м независимо от глубины заложения газопровода в земле (при размещении кабеля в одной траншее с газопроводом).

4.4. Ширина траншеи, разрабатываемой механизированным способом, определяется размерами рабочего органа (ковша, фрезы). Ширина траншеи поверху при ручном способе разработки определяется в зависимости от ее глубины, грунтовых условий, а также числа прокладываемых ВОК [13].

5. Способы прокладки ВОК связи

5.1. Волоконно-оптический кабель связи в зависимости от его конструкции и условий строительства прокладывается:

непосредственно в грунтах различных категорий (кроме подверженных мерзлотным деформациям), в болотах, под водой (с заглублением и без заглубления в донный грунт);

в предварительно уложенный полиэтиленовый (ПЭВД) трубопровод с внутренним покрытием, обеспечивающим коэффициент трения между ВОК связи и трубкой не более 0,1;

в кабельную канализацию, блоки, шахты, коллекторы (на технологических площадках, на территориях КС, в жилпоселках, населенных пунктах и др.);

подвешивается на опорах вдольтрассовой ВЛ газопровода.

Выбор способов прокладки ВОК связи на участках трассы, грунты которых подвержены мерзлотным деформациям, должен быть обоснован проектом.

5.2. Все строительные длины ВОК связи должны укладываться в соответствии с укладочной ведомостью, составленной при группировании строительных длин на кабельной площадке.

На участках между регенерационными пунктами (ОРП) следует укладывать строительные длины ВОК одного завода-изготовителя (фирмы-поставщика), что позволит минимизировать вносимые затухания сростков при монтаже ВОК (равные диаметры поля моды и эксцентриситета волокон концов кабеля, а также одинаковый химический состав волокон обеспечивают требуемые качественные показатели сварки при соединении волокон).

5.3. В проектной рабочей документации должны быть обоснованы схемы прокладки ВОК на конкретных участках, в т.ч.:

обоснован способ прокладки ВОК;

приведена расчетная схема прокладки ВОК (в защитной ПЭВД трубке, в кабельной канализации, при подвеске на опорах ВЛ);

заданы допустимые скорости прокладки ВОК связи;

определены меры, обеспечивающие минимальные тяговые усилия на ВОК при прокладке и т.п.

5.4. Механизированную прокладку ВОК связи непосредственно в грунт выполняют:

в заранее подготовленную траншею (экскаваторами, взрывным способом, перфораторами, вручную);

ножевым кабелеукладчиком без образования траншеи.

5.5. При прокладке ВОК связи кабелеукладчиком в проекте следует предусматривать меры, обеспечивающие качественное выполнение работ и исключающие повреждение ВОК, в т.ч.:

предварительную пропорку трассы на всю глубину прокладки в лесной зоне, на болотах 1 типа, на крутых уклонах и в горных условиях, в грунтах с каменистыми включениями, грунтами 3 — 4 групп и т.п.;

одновременный оптический контроль целостности прокладки строительной длины ВОК связи в тяжелых условиях трассы (лесная зона, горные условия, грунты 3 — 4 группы, грунты с каменистыми включениями и т.п.);

оснащение кабелеукладчиков специальным оборудованием, исключающим превышение допустимых нагрузок на ВОК связи.

5.6. Прокладку ВОК связи в открытую траншею следует предусматривать:

при подходах к совмещенным и несовмещенным переходам, к линейным кранам;

на территории наземных сооружений газопровода (КС, ГРС, ПХГ и др.);

на пересечениях с подземными коммуникациями;

в траншеях, образованных взрывным способом в плотных скальных грунтах;

на продольных (свыше 10°) и поперечных (свыше 8°) уклонах трассы;

на коротких участках трассы, где нецелесообразно применять прокладку кабелеукладчиком.

5.7. При проектировании ВОК связи в горных условиях необходимо выполнять следующие требования:

на уклонах трассы 30° — 45° следует предусматривать кабели типа 2, свыше 45° — кабель типа 1;

на продольном уклоне до 10° в грунтах I — IV группы кабель можно прокладывать ножевым кабелеукладчиком с обязательной предварительной пропоркой трассы;

экскаватором (ковшовым, роторным) допускается отрывать траншеи для прокладки кабеля на продольном уклоне до 30° с предварительным рыхлением грунта;

на продольных уклонах трассы свыше 30° траншею для прокладки ВОК связи отрывают вручную «змейкой» с отклонением от средней линии на 1,5 м и длиной отклонения до 5 м;

на крутых склонах должны быть приняты меры по удержанию насыпного грунта «постели» и присыпки в траншее (укладка через 1 — 5 м мешочков с мягким грунтом, установка перегородок из стирольного пенопласта, использование соломенных и камышовых матов и др.);

в проекте должны быть предусмотрены решения по предотвращению размывания траншеи с кабелем на продольных и поперечных уклонах грунтовыми или атмосферными водами с учетом расхода и скорости водных потоков (покрытие траншеи водоупорным грунтом, одиночное и двойное мощение булыжным камнем, покрытие железобетонными плитами, сооружение водосборных лотков, устройство стенок-запруд и др.).

5.8. Разработка траншей для прокладки кабеля в скальных грунтах проводится генподрядчиком, сооружающим газопровод.

5.9. При переходах ВОЛС через автомобильные и железные дороги концы защитных футляров выводят по обе стороны от подошвы насыпи (бровки) на длину не менее 1 м.

5.10. Для бестраншейной прокладки футляров на кабельных переходах методом горизонтально-направленного (наклонного) бурения могут быть использованы технологии с применением буровых установок Grundodrill (Германия), DD -40 (США) и др.

5.11. Для прокладки ВОК связи в защитных ПЭВД трубках методом вдувания в проекте предусматривают специальное компрессорное оборудование, как правило, с рабочим давлением до 1 — 1,5 МПа, производительностью до 10 м 3 /мин, температурой вдуваемого воздуха не более 60 °С (для исключения образования конденсата в трубке при продувке), например CABLEJET и SUPERJET фирмы PLUMETT (табл. 2).

Основные характеристики специального компрессорного оборудования CABLEJET и SUPERJET фирмы PLUMETT для продувки ВОК связи

Номинальная скорость прокладки кабеля в ПЭВД трубке, м/мин

Источник