Исследование технологических решений по строительству линейной части газопровода ЛБК «С»-УКПГ (месторождение «Каменномысское-море»)

ВВЕДЕНИЕ 5
Глава I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
7
1.1. Виды и характеристика мёрзлых грунтов 7
1.2. Проблема деградации вечной мерзлоты 13
1.3. Трубопроводы на вечной мерзлоте 22
1.4. Анализ существующих методов расчета ореола оттаивания и осадки грунта под трубопроводом
30
1.5. Выводы по главе I 33
Глава II. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ 34
2.1 Способы прокладки трубопровода в вечномерзлых грунтах 34
2.2 Взаимодействие газопроводов с мерзлыми грунтами 36
2.3 Прочность и устойчивость газопроводов в мерзлых грунтах 40
2.4 Повышение эксплуатационной надёжности пойменных участков газопроводов
43
2.5 Методы балластировки газопроводов в условиях Крайнего Севера 47
2.6 Предложение по изоляции газопровода 55
2.7. Необходимость охлаждения газа в многолетнемерзлых грунтах 60
2.7.1. Холодильные системы для охлаждения газа 61
2.7.2. Дросселирование газа 62
2.8. Производство работ по замораживанию 63
2.9. Выводы по главе II 65
Глава III ВЫБОР ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 67
3.1. Газовое месторождение «Каменномысское море» 67
3.2. Варианты строительства трубопроводов подземной прокладки в условиях вечной мерзлоты
70
3.3. Технология установки и описание процессов 71
3.4. Анализ прочности и устойчивости газопровода «Каменномысское море» при его осадке и всплытии
72
3.5. Выводы по главе III 80
Глава IV ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ИССЛЕДУЕМОГО ОБЪЕКТА
81
4.1. Расчет устойчивости газопровода на сдвиг при укладке в обводненной местности
81
4.2. Теплотехнический расчет газопровода 82
4.3. Проверка общей устойчивости трубопровода в продольном направлении
87
4.4. Выводы по главе IV 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
Библиографический список 94

Весь текст будет доступен после покупки

Многолетняя мерзлота широко присутствует в северных регионах Российской Федерации. Считается, что эти замерзшие почвы являются остатками последнего ледникового периода и постепенно тают. Прочность таких почв зависит от их температуры и содержания льда: чем ниже температура и больше льда, тем прочнее почва. Вечная мерзлота может простираться на большую глубину, на сотни метров от поверхности, либо образовывать отдельные участки.

Вечная мерзлота очень чувствительна к изменениям температуры. Нарушение верхнего растительного слоя, например, транспортными средствами или строительной техникой, приводит к быстрому оттаиванию мерзлоты, разрушению ее структуры и образованию оттаивающих полей. Почвы, которые ранее были прочным основанием, становятся болотистыми и могут вызывать деформацию и смещение газопроводов.

Связанные риски и проблемы с безопасностью газопроводов в зонах вечной мерзлоты являются актуальными. Строительство газопроводов в таких условиях сопровождается значительными экономическими потерями. Гарантированная надежность и безопасность эксплуатации газопроводов в этих климатических и геологических условиях - актуальная задача.

Цель данного исследования заключается в научном обосновании выбора конструкции подземного газопровода, учитывая технические требования и особенности инженерно-геологической ситуации. Основные задачи исследования включают изучение особенностей устройства трубопроводов в мерзлых почвах и рассмотрение технологических решений для строительства части газопровода на месторождении "Каменномысское-море".

Результаты исследования представляют собой предложение комбинированного способа прокладки подземного газопровода с использованием замороженного дна траншеи для выравнивания поверхности, экономии на дорогостоящей песчаной подушке и поддержания отрицательной температуры грунта. Замороженная подушка будет служить для поддержания прочности конструкции. Также для балластировки целесообразно применять полимерно-контейнерное устройство.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Виды и характеристики мёрзлых грунтов

Многолетняя мерзлота широко распространена в северных районах Российской Федерации. Предполагается, что эти грунты с льдом являются остатками последнего ледникового периода и постепенно тают. Прочность мерзлых почв зависит от их температуры и содержания льда: чем ниже температура, тем выше прочностные свойства. Вечная мерзлота может простирается непрерывно на глубину сотен метров или иметь прерывистую структуру с отдельными зонами.

Мерзлые грунты чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры. Нарушение верхнего растительного слоя, например, транспортными средствами или строительной техникой, приводит к быстрому оттаиванию мерзлоты, разрушению ее структуры и образованию талых полей. Грунты, которые ранее были надежным фундаментом, превращаются в болотистые отложения в течение нескольких лет, что может вызывать всплытие газопроводов, боковые смещения и деформации.

Строительство и эксплуатация газопроводов в зоне вечной мерзлоты связаны с риском аварий и отказов. Проблема обеспечения надежности и безопасности трубопроводного транспорта является актуальной задачей. Строительство газопроводов в таких климатических и рельефных условиях сопровождается значительными экономическими потерями.

Цель данной работы заключается в научном обосновании выбора конструкции подземного газопровода, соответствующего требованиям технической документации и учитывающего особенности инженерно-геологических условий. Задачами работы является изучение особенностей устройства газопроводов в мерзлых грунтах и рассмотрение технологических решений для строительства газопроводов на месторождении "Каменномысское-море".

В результате проведенных исследований был предложен комбинированный способ прокладки подземного трубопровода, который включает замораживание дна траншеи льдом для выравнивания дна и поддержания отрицательной температуры грунта. Ледяная подушка служит для укрепления структуры. Для балластировки может использоваться полимерно-контейнерное устройство.

Климатические и природные условия являются важными факторами при проектировании нефтегазопромысловых трубопроводов на Крайнем Севере. Оптимальные маршруты прокладки, инженерные и экологические исследования, а также безопасность на трубопроводах и на прилегающих территориях являются приоритетными

Весь текст будет доступен после покупки

1. Транснефть. Энциклопедия технологии. [Электронныи ресурс] – режим доступа к стр.: http://discoverrussia.interfax.ru/wiki/53/Томарева И.А. Проектирование подводных нефтегазопроводов: учеб. пособие // ВолгГАСУ, Волгоград, 2016. 91 с.
2. А.К. Дерцакян, Н.П. Васильев, Строительство трубопроводов на болотах и многолетнемерзлых грунтах.- М.: Недра, 1987 – 167с.;
3. «География». [Электронныи ресурс] – режим доступа к стр.: http://juliapirogova.blogspot.com/2012/05/blog-post_4710.html
4. Золотухин, А. Б. Основы разработки шельфовых месторождении и строительство морских сооружении в Арктике: учебное пособие / А. Б. Золотухин, О.Т. Гудместад, А.И. Ермаков. – М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2000. – 770 с.
5. Иванов, И. А. Эксплуатационная надежность магистральных трубопроводов в раионах глубокого сезонного промерзания пучинистых грунтов/ Иванов Игорь Алексеевич. – Тюмень, 2002. – 48 с.
6. Идрисова, Я. Р. Задачи прогнозирования теплового взаимодеиствия трубопроводов с окружаюшеи средои на участках многолетнемерзлых грунтов / Я. Р. Идрисова // Матер. научн.-практ. конф. «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (Уфа, 23 мая 2012 г.). – Уфа, 2012. – С. 136–139.
7. Лаптева, Т. И. Методологическое обоснование повышения эксплуатационнои надежности морских трубопроводов в сложных инженерно-геологических условиях арктического шельфа / Т. И. Лаптева, М. В. Шабарчина, Л. А. Копаева // Труды XV междунар. конф. «Освоение шельфа России и СНГ–2018» (Москва, 18 мая 2018 г.). – М., 2018.

Весь текст будет доступен после покупки