ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОРЕОЛА ПРОТАИВАНИЯ ВОКРУГ ТРУБОПРОВОДА, ПРОЛОЖЕННОГО В МЕРЗЛОЙ НАСЫПИ

С. А. Шамов, Н. А. Колоколова, Н. А. Гаррис

Аннотация


В связи с освоением нефтегазоносных регионов Крайнего Севера, сложенных вечномерзлыми и многолетнемерзлыми грунтами, особенно остро встает вопрос транспортировки углеводородов, как по промысловым, так и по магистральным трубопроводам в этих районах. Данная статья посвящена экспериментальному обоснованию возможности транспортировки нефти в наземном варианте прокладки трубопровода. В статье описаны опытная установка по изучению теплообмена между наземным трубопроводом, проложенным в мерзлой насыпи, и мерзлым грунтом; а также ход и условия проведения эксперимента. Так как теплофизические свойства грунта «модели» и «натуры» идентичны, то выполняется равенство чисел Лыкова Lu и Ковнера Кв. При соблюдении равенства температурных напоров, идентичности грунтов и одинаковом уровне их влажности – равенство чисел Коссовича Ко и Постнова Pn. Задача моделирования условий тепломассообмена сводилась к такому подбору параметров установки, чтобы обеспечивалось равенство чисел Фурье Fo и Кирпичева Ki для натуры и модели. Моделировались условия теплообмена магистрального трубопровода, диаметром Dвнеш = 529мм, проложенного в насыпи на многолетнемерзлых грунтах. Результаты эксперимента проанализированы и приведены в графическом виде, построен график зависимостей мощности теплового источника, температуры на поверхности трубы и глубины протаивания от времени. Представлены 6 температурных полей, показывающих динамику ореолов протаивания при регулируемом теплообмене в течение года. Опытным путем доказана возможность регулирования режима работы трубопровода, проложенного в многолетнемерзлых грунтах.

Ключевые слова


мерзлые грунты, наземные трубопроводы, насыпь, тепловое взаимодействие;экспериментальная установка по изучению регулируемого теплообмена, ореол протаивания;

Полный текст:

PDF

Литература


Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973. 450 с.

Павлов А.В. Техногенные ландшафты севера и их рекультивация. Новосибирск: Наука, 1979. 159 с.

Павлов А.В. Теплофизика ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1979. 284 с.

Кривошеин Б.Л., Агапкин В.М., Двойрис Л.Д. Способы прокладки и эксплуатации трубопроводов в условиях вечной мерзлоты// Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: обзор.информ ВНИИОЭНГ. М.,1975. 111с.

Савельев А.Б. Физика, химия и строение природных льдов и мерзлых горных пород. М.: Недра, 1971. 256с.

Гречищев Э.Д., Ершов С.Е. Новые методы исследования состава, строения и свойств мерзлых грунтов. М.: Недра, 1983. 140 с.

Фельдман Г.М. Передвижение влаги в талых и промерзающих грунтах. Новосибирск: Наука, 1988. 258 с.

Ершов Э.Д. Физико-химия и механика мерзлых пород. М.: изд-тво Моск. ун-та, 1986. 335 с.

Ершов Э.Д. Лабораторные методы исследования мерзлых пород. М.: изд-во Моск. ун-та, 1985. 352 с.

Лыков А.В. Тепломассобмен (справочник). М.: Энергия, 1978. 480 с.

Кутателадзе С.С. Анализ подобия в теплофизике. Новосибирск: Наука, 1982. 281 с.

Новоселов В.В. Тугунов П.И., Забазнов А.И. Теплообмен подземного трубопровода с внешней средой в сложных гидрологических условиях. М.: ВНИИЭгазпром, 1992. 148 с.

Новоселов В.В. Глазырина В.М., Гимранов Г.А. Экспериментальное сравнение процессов внешнего теплообмена трубопроводов, проложенных в водонасыщенном грунте и в непроточной воде //Транспорт и хранение нефти: экспресс-информ. НИИОЭНГ, 1988. С.10-13.

ГОСТ 13268-88. Электронагреватели трубчатые. М.: изд-во стандартов, 2001. 41 с.

ГОСТ Р 8.585-2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. М.: изд-во стандартов, 2001. 27 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2013 С. А. Шамов, Н. А. Колоколова, Н. А. Гаррис

УФА, УГНТУ, 2020