CC BY
19УДК 624.15
А.А. Андреев
АНАЛИЗ РЕШЕНИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СВЯЗИ УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА «СИЛА СИБИРИ»
В статье проанализированы особенности расчета, подбора количества башен радиорелейной линии связи для оптимального дублирования основных линий связи. Представлены данные оптимального направления, возведения и проектных решений устройства оснований и фундаментов башен связи магистрального газопровода «Сила Сибири» на участке Чаяндинского нефтега-зоконденсатного месторождения (НГКМ) - г. Ленск.
Ключевые слова: «Сила Сибири» - магистральный газопровод ПАО «Газпром»; НГКМ - нефтегазоконденсатное месторождение; РРС - радиорелейная связь; МГ - магистральный газопровод; ВОЛС - волоконоптическая линия связи.
Характеристика объекта строительства
В административном отношении участок магистрального газопровода Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) - Ленск расположен в Ленском районе Республики Саха (Якутия). Чаяндинское НГКМ расположено на юго-западе Республики Саха (Якутия), в 90 км на север от поселка Витим, в 130 км на запад-юго-запад от г. Ленска и ограничено по широте 59°45' и 61°06' и по долготе 110°54' и 112°25' в.д.
Согласно физико-географическому районированию рассматриваемый участок трассы относится к Приленской провинции таёжной области Восточносибирской страны. Приленская провинция охватывает верховья Лены и южную часть Лено-Вилюйского междуречья. В ландшафтном отношении находится в зоне тайги. [1, ст.23]
Технологическая связь
Современное газотранспортное предприятие — это целый комплекс различных видов деятельности, характеризующихся разнородностью процессов и сложностью функционально-управленческой структуры. Основной целью управления газотранспортными и газодобывающими предприятиями является обеспечение качественного и своевременного решения задач управления. Средства производственно-технологической связи, входящие в комплекс сооружений трубопроводного транспорта, обеспечивают его надежную работу и единое централизованное управление всеми технологическими процессами транспорта газа. [2, ст.11]
Система связи обеспечивает:
•развитую телекоммуникационную инфраструктуру связи и передачи данных, позволяющую обеспечить передачу необходимых объемов информации между объектами управления с заданными показателями качества и надежности;
•оперативность системы управления предприятиями и полное взаимодействие всех элементов и звеньев управления на разных уровнях;
•гибкость и непрерывность управления для обеспечения точности и объективности вырабатываемых упреждающих управленческих решений, с целью уменьшения опасности рисков в производственно-хозяйственной деятельности;
•необходимый уровень безопасности при передаче информации.
Развертывание систем технологической связи в значительной мере затруднено особыми природными условиями региона (сложные гидрометеорологические условия, сложные инженерно -геологические и топографические условия районов расположения площадок, сейсмичность в районах расположения площадок, локальная заболоченность и обводненность, а также большая удалённость проектируемых площадок от районов с развитой информационной инфраструктурой). Нарушение стабильности технологической связи, в следствии удаленности и труднодоступности объектов, исключает воз-
© Андреев А.А., 2016.
Научный руководитель: Юдин Владимир Александрович - кандидат технических наук, доцент, Томский государственный архитектурно -строительный университет, Россия.
можность оперативного ремонта. В данных условиях, для обеспечения стабильного и бесперебойного снабжения потребителей, требуется осуществлять резервирование линий связи с возможностью расширения пропускных каналов [4, ст.125].
Организация технологической связи
В виду большой удаленности Чаяндинского НГКМ от населенных пунктов сети и сооружения связи на месторождении в районе начала трассы магистрального газопровода (МГ) отсутствуют. Ближайшими ведомственными сетями связи, расположенными вдоль трассы магистрального газопровода на участке «Чаяндинское НГКМ - Ленск» являются существующие системы технологической связи вдоль трубопроводной системы Восточная Сибирь - Тихий океан (ВСТО), эксплуатируемой ОАО «Связьтранснефть».
Ближайшие сооружения связи ОАО «Газпром» находятся на расстоянии более 2000 км от проектируемого объекта в г. Ноябрьск.
В состав линии связи проектируемого магистрального газопровода входят:
•промежуточные радиорелейные станции (ПРРС) в количестве 6 штук;
•узловая радиорелейная станция (УРРС);
•оконечные радиорелейные станции (на площадке Опорной база Чаяндинского месторождения и площадка линейного производственного месторождения магистральных газопроводов (ЛПУМГ) с вахтовый жилой городок (ВЖК) в городе Ленск).
На рис. 1 приведена схема строительства участка магистрального газопровода «Сила Сибири» с изображением линии связи ОРРС - ПРРС - УРРС.
Рис. 1. Схема строительства участка магистрального газопровода «Сила Сибири» с изображением линии связи ОРРС - ПРРС - УРРС: 1 - ОРРС; 2-7 - ПРРС; 8 - УРРС
Для выбора оптимального варианта построения систем связи рассматриваются два варианта построения первичной сети на основе:
•волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) (основная магистральная линия связи); •радиорелейной линии связи (РРС) (резервная магистральная линия связи).
Первичные и резервные сети связи
Для организации первичной сети связи ООО «Газпром трансгаз Томск» и для выхода на первичную сеть связи Чаяндинского НГКМ (ООО «Газпром добыча Ноябрьск»), вдоль магистрального газопровода «Сила Сибири» на участке «Чаяндинское НГКМ - ЛПУМГ в городе Ленск» предусматривается строительство магистральной ВОЛС в комплексе с резервирующей РРС и земными станциями спутниковой связи.
В качестве основной линии связи предусматривается система передачи информации по ВОЛС. Волоконно-оптическая линия связи является более перспективной, чем РРС, так как она обеспечивает большую пропускную способность, независимость от атмосферных явлений, имеет дополнительные сво-
бодные волокна для расширения проектируемых систем связи, не требует выделения частотного ресурса [3, ст. 58 ].
На основе результатов расчета структурной надежности проектируемых направлений связи следует, что для соблюдения требуемых показателей надежности передачи информации необходимо строительства обходного (резервного) пути, в качестве которого рассматривается цифровая радиорелейная линия связи (ЦРРС).
В состав вторичных сетей связи входят:
•по одиночным путям информационного обмена, организованным по одной цифровой линии связи (ВОЛС или ЦРРС);
•по двум путям информационного обмена (ВОЛС и ЦРРС одновременно).
Исходя из теории структурной надежности и для обеспечения требуемых показателей надежности при организации цифровой первичной сети связи, а также в соответствии с [3, прил.11] необходимо осуществить резервирование. Для этих целей предусматривается строительство магистральной ВОЛС и резервирование ее с помощью цифровой РРС.
Резервирование ВОЛС и РРС по участкам трассы осуществляется путем одновременной параллельной передачи приоритетной информации с автоматическим выбором среды в зависимости от качества передачи. Преимуществом данного способа является независимость линейных трактов обмена и существенная экономия средств, при закупке и обслуживании общего для двух систем (ВОЛС и РРС) узлового оборудования. Для повышения отказоустойчивости основных каналов связи предусматривается построение обходного маршрута по направлению ЛПУ в городе Ленск - База Хабаровского ЛПУ с использованием спутниковых каналов связи. [3, ст.142]
Радиорелейная линия связи
Радиорелейная линия представляет собой цепочку приемо-передающих станций, антенны которых стоят друг от друга на расстояние прямой видимости. Для передачи сигналов на значительные расстояния используется принцип ретрансляции - каждая станция, входящая в РРС, принимает, усиливает и излучает сигнал в направлении соседней станции. Рассматриваемые РРС позволяют осуществить высококачественную передачу различных сообщений на расстояния в несколько тысяч километров. Расстояние между соседними РРС в км, в зависимости от отметок высоты земли может быть определено по приближенной формуле [1]:
я=
где Ы, Ь2 - высоты установки, соответственно передающей и приемной антенн соседних станций, м. [3, ст.87]
Для резервирования основных цифровых каналов, передаваемым по ВОЛС вдоль магистрального газопровода «Сила Сибири», предусматривается строительство магистральной цифровой РРС пропускной способностью 216 Мбит/с.
В зависимости от рельефа местности и особенности условий распространения радиоволн (рис.1) высота антенных опор РРС приведена в таблице 1.
Таблица 1
Характеристики антенных опор РРС «Чаянда - Ленск»_
№ РРС Высота башни, м. Размер в основании, м. Размер верха башни, м. Высота типовой секции, м. Расстояние между башнями, м. Отметка высоты топографической карты, м.
ОРРС - 1 60 7,5 2,5 10 25 440
ПРС - 2 60 7,5 2,5 10 23 472
ПРС - 3 120 13,5 2,5 10 16 469
ПРС - 4 120 13,5 2,5 10 23 575
ПРС - 5 60 7,5 2,5 10 23 567
ПРС - 6 80 9,5 2,5 10 25 554
ПРС - 7 100 11,5 2,5 10 21 500
УРС - 8 100 11,5 2,5 10 - 312
V77 777 7Z7
t>4=6oco
Условные обозначения:
О
g—q
ц.р
<
- Антенна РРЛ с указанием ее диаметра
- Антенны УКВ райиос&язи
- Центр раскрыта антенн указан относительно уро&ня опоры
- Азимут работы антенн на смежную станцию
- Радиорелейное оЭоруЗо&ание;
РРС
Рис. 2. Трасса линии РРС участка «Чаянда - Ленск» МГ «Сила Сибири»
Радиорелейное оборудование предусматривается со 100% резервированием по схеме 1+1 в конфигурации пространственно-разнесенный прием (ПРП) и частотно-разнесенный прием (ЧРП), диапазон 7900-8400 ГГц, 216 Мбит/с. Такая конфигурация высокочастотного оборудования позволяет достичь высокой надежности в сложных климатических условиях. Указанная емкость проектируемой ЦРРС, составляющей вместе с проектируемой ВОЛС основу систем технологической связи предусматривается исходя из требований обеспечения надежной, своевременной и качественной передачи всех видов информации в интересах оперативно-технологической, производственно-хозяйственной и коммерческой деятельности предприятий с учетом перспективного расширения вторичных сетей, обусловленного постоянным развитием программно-технических средств и применением новейших информационных технологий. [4, ст.187]
Для размещения антенно-фидерных устройств на площадках ПРС, УРС и ОРС предусматривается строительство свободно стоящих антенных опор башенного типа. Антенные опоры предусмотрены для использования в I ветровом районе. Для размещения фидерных трактов на проектируемых площадках предусматривается строительство волноводных мостов. Трасса радиорелейной линии передачи данный участка «Чаянда - Ленск» магистрального газопровода «Сила Сибири» представлена на рис.2. [5, ст.78]
Конструктивные особенности антенных опор
Антенная опора представляет собой свободно стоящую башню треугольного сечения в плане и пирамидальной формы по высоте. Ствол башни состоит из пространственных унифицированных ферм,
количество которых определяет требуемая высота (таб.1). Соединения поясов башни болтовое. Башня обустраивается лестницами, площадками, устройствами для монтажа и крепления антенн.
Конструктивные решения антенной опоры, приняты с учетом:
•наибольшей скорости ветра, возможной 1 раз в 5 лет;
•типа принятых антенн;
•расположение антенн по высоте и в плане, относительно граней опоры;
•обеспечения доступа к местам обслуживания антенн и осветительных приборов;
•предельно допустимых перемещений мачт, обеспечивающих надежность работы технологической связи;
•требования действующих нормативных документов.
Конструкции антенных опор устанавливаются на предварительно выполненные фундаменты.
Фундаменты, применяемые при строительстве башен связи
На основании проектно-изыскательских работ инженерно-геологические условия площадки строительства приняты в соответствии с инженерно-геологическими изысканиями, выполненными ОАО «ВНИПИгаздобыча». Напластование грунтов и их характеристики приняты по результатам бурения скважин, глубиной 10,0 - 12,0 м.
При проектировании площадок предусмотрены мероприятия максимально сохраняющие природное состояние грунтов, что позволит с наименьшими технико-экономическими затратами на строительство и эксплуатацию обеспечить долговечность и требуемую несущую способность фундаментов.
Грунты основания радио-релейных станций участка магистрального газопровода «Чаянда-Ленск» могут быть использованы по принципу I (СНиП 2.02.01-88), т.е. с сохранением их в вечно-мёрзлом состоянии на весь период строительства и эксплуатации, по принципу II, т.е. с сохранением грунтов в талом состоянии или с допущением оттаивания, а также в естественном (природном) состоянии.
При размещении объектов обеспечивается расположение каждого из них в однородных инженерно-геологических условиях. При выборе однородных условий учтено наличие вечномерзлых пород с различным литологическим строением, с процессами термоэрозии, сезонного пучения грунтов и других явлений.
Библиографический список
1. Андреев А.А. Природные условия строительства участка магистрального газопровода «Сила Сибири» // Вестник магистратуры. 2016. №3 (54). T.I.
2. Тетельмин В.В., Язев В.А. Магистральные нефтегазопроводы. 2013.-с. 352.
3. Радиорелейные и спутниковые системы передачи / А.С. Немировский, О.С. Данилович, Ю.И. Маримонт и др. Под ред. А.С. Немировского. - М.: Радио и связь, 1986. - 392 с.
4. СТО «Газпром» 11-004-2011 «Технологическая связь. Нормы и правила технологического проектирования магистральных, внутризоновых и местных радиорелейных линий связи».
5. СТО «Газпром» 2-3.5-051-2006 «Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов».
АНДРЕЕВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ - магистрант строительного факультета кафедра ОФиИС, Томский государственный архитектурно-строительный университет, Россия.
