ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НАЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА «НА ПЛАВУ» В РАЙОНАХ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

З. Р. Глухова, Н. А. Гаррис

Аннотация


На территории северных регионов, где распространена вечная мерзлота, строятся и эксплуатируются объекты трубопроводного транспорта - насосные станции, резервуары, трубопроводы, площадки с оборудованием, вспомогательные сооружения и административные здания. Для массивных тепловыделяющих объектов существует проблема неравномерной осадки или чрезмерного пучения, что приводит к возникновению напряженно-деформированных состояний. Мониторинг температуры мерзлых грунтов и регулирование теплового режима сооружений на мерзлоте предотвращают возникновение аварийных ситуаций и увеличивают работоспособность объектов. В СП 25.13330.2012 даны два основных принципа сооружения на мерзлоте, которые имеют свои достоинства и недостатки; в статье описывается третий принцип - сооружение на естественном основании с регулированием ореола протаивания, при котором достигается тепловое равновесие в системе «трубопровод - грунт» и соблюдается баланс сил, действующих на трубопровод. Естественное основание применяется в качестве природного теплоизолятора. На основе практики эксплуатации трубопроводов было замечено, что трубопровод, проложенный наземно, имеет меньшую аварийность. На основе теоретических расчетов были смоделированы и выполнены три эксперимента наземной прокладки «на плаву» с различным составом грунтов и влажностью, которые показали, что третий принцип применим на практике. При регулировании ореолов достигается стабилизация осадки трубопровода и уменьшение осадки во времени. В статье описана установка для проведения исследований по мерзлоте на базе центра мерзлотоведения УГНТУ. Приведен принцип исследования положения оси трубопровода в насыпи при наземной прокладке «на плаву» в вечномерзлых грунтах. Практическая ценность данной работы заключается в том, что получено экспериментальное обоснование эксплуатации наземного трубопровода с результатами стабилизации и уменьшения осадки. Однако эксперименты не доказывают, что положение оси трубопровода остается стабильным во времени. В статье приведены результаты исследований других авторов по изучению наземной прокладки на вечномерзлых грунтах.

Ключевые слова


наземная прокладка;трубопровод в насыпи;мерзлота;мерзлое основание;естественное основание;ненарушенный мохово- растительный слой;принципы строительства и эксплуатации;торфяное основание;глинистое основание;равновесный теплообмен;стабилизация положения оси трубопровода;осадка;пучение;surface laying;pipeline in the embankment;frozen ground;frozen base;natural base;undisturbed moss layer;principles of construction and operation;peat base;clay base;equilibrium heat transfer;pipeline axis stabilization;sediment;heaving;

Полный текст:

PDF

Литература


СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: Минрегион России, 2012. 116 с.

Порхаев Г.В. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечномерзлыми грунтами. М.: Наука, 1970. 208 с.

Гаррис Н.А., Закирова Э.А. Третий принцип использования мерзлых грунтов в качестве основания трубопроводов // Территория «Нефтегаз». 2017. № 5. С. 70-78.

Кутлыева З.Р., Гаррис Н.А., Глухов О.А. Расчет регулируемого теплообмена наземного трубопровода в насыпи в режиме самопогружения с замерзшей поверхности // Нефтегазовое дело. 2019. Т. 17. № 5. С. 62-71. DOI: 10.17122/ngdelo-2019-5-62-71.

Соколов С.М. Теоретические основы новых методов сооружения нефтепромысловых трубопроводов в условиях Западной Сибири: дис. … д-ра техн. наук. Тюмень: ТГНУ, 2009. 490 с.

Гаррис Н.А. Эксплуатация нефтепродуктов в различных температурных режимах и загрузках при условии сохранности экологической среды: дис. … д-ра техн. наук. Уфа: УГНТУ, 1998. 385 с.

Соколов С.М., Ткаченко Е.И., Даниэлян Ю.С. Определение зоны оттаивания под тепловыделяющими сооружениями при точной формулировке нижнего граничного условия // Нефтяное хозяйство. 2006. № 12. С. 128-129.

Гречищев С.Е., Чистотинов Л.В., Шур Ю.Л. Криогенные физико-геологические процессы и их прогноз. М.: Недра, 1980. 383 с.

Димов Л.А., Богушевская Е.М. Магистральные трубопроводы в условиях болот и обводненной местности. М.: Горная книга, 2010. 392 с.

Кривошеин Б.Л., Агапкин В.М., Двойрис А.Д. Способы прокладки и эксплуатация трубопроводов в условиях вечной мерзлоты. М.: ВНИИОЭНГ, 1975. 111 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2020-1-92-101

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2020 З. Р. Глухова, Н. А. Гаррис

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2020