Повышение надежности эксплуатации нефтепроводов на многолетнемерзлых грунтах

Введение 3
1. Современное состояние изученности вопроса 7
1.1. Обзор литературы по проблемам обеспечения устойчивости оснований и эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов в криолитозоне 7
1.2. Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации магистральных нефтепроводов в криолитозоне 10
1.3. Негативные геокриологические процессы 12
1.4. Влияние геокриологических процессов на устойчивость оснований и эксплуатационную надежность магистральных нефтепроводов в криолитозоне………………………………………………………………………15
2.1. Физико-механические свойства многолетнемерзлых грунтов 22
2.2. Способы прокладки нефтепроводов в условиях ММГ 27
2.3. Анализ существующих работ в области исследования 38
2.4. Выбор способа прокладки трубопроводов в районах вечной мерзлоты 47
2.5. Теоретические основы теплофизических процессов осадки грунтов 58
2.6. Результаты промышленных исследований осадки грунтов и их анализ. 63

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных проблем проектирования, строительства и эксплуатации магистральных и промысловых нефтепроводов в северных и восточных регионах России является обеспечение устойчивости оснований и эксплуатационной надежности трубопроводов в условиях криолитозоны. Опыт строительства и эксплуатации северных нефтепроводов Якутска, Ямбурга и др. показал, что во многих случаях в результате теплового и механического взаимодействия трубопроводов с окружающей средой происходит нарушение равновесия в литотехнической системе «нефтепровод - грунт оснований» со значительным изменением естественных ландшафтов и с активизацией негативных геокриологических процессов, приводящих к деформациям трубопроводов, потере их проектного положения и, нередко, к аварийным ситуациям. Широкое применение в условиях мерзлых грунтов получили надземные нефтепроводы, что обусловливает актуальность темы обеспечения устойчивости их свайных оснований.
На сегодняшний день одним из наиболее применяемых и эффективных методов инженерной защиты магистральных трубопроводов и обеспечения несущей способности фундаментов зданий и сооружений в криолитозоне является технология и технические средства активной термостабилизации грунтов оснований. Однако методически принятие оптимальных проектно-техничеких решений, а также методика оценки эффективности применения данной технологии и технических устройств не в полной мере отражены в современной научно-технической и нормативной литературе.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Современное состояние изученности вопроса
1.1. Обзор литературы по проблемам обеспечения устойчивости оснований и эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов в криолитозоне
На сегодняшний день существует определенная нормативная база регулирующая проектирование, строительство и эксплуатацию зданий и сооружений, в т.ч. магистральных трубопроводов на многолетнемерзлых грунтах (ММГ), например:
• СП 25.13330.2020 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»;
• СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы»;
• СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть IV Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов»;
• СТО Газпром 2-2.1-390-2009 «Руководство по проектированию и применению сезонно-охлаждающих устройств для термостабилизации грунтов оснований фундаментов»;
• СТО Газпром 2-2.1-435-2010 «Проектирование оснований, фундаментов, инженерной защиты и мониторинга объектов ОАО Газпром в условиях Крайнего Севера» и др.
В первой половине 70-х годов прошлого века в связи с широкомасштабным освоением месторождений севера Тюменской области, строительством северных магистральных нефтепроводов и объектов инфраструктуры в институте ВНИИГАЗ Мингазпрома были начаты исследования, посвященные тепловому воздействию объектов газо и нефтетранспортных систем на грунты оснований в районах распространения вечной мерзлоты. Соответственно, получили развитие исследования методов и средств инженерной защиты от негативных и опасных инженерно-геологических, гидрологических и геокриологических явлений и процессов, проявляющихся и развивающихся при строительстве и эксплуатации сооружений в криолитозоне [1,2].
С середины 70-х годов во ВНИИГАЗе руководителем работ по разработке, исследованиям и внедрению технологий и технических средств инженерной защиты и термостабилизации ММГ в основаниях объектов обустройства северных месторождений и ГТС являлся Р.М. Баясан, который проводил свою научно-исследовательскую работу в т.ч. со второй половины 80-ых годов XX века в рамках проекта «Ямал», возглавляемого Г.Э. Одишария [3,4].
На стендах и в натурных условиях проводились многолетние циклы экспериментальных исследований теплового и термомеханического взаимодействия «теплых» и «горячих» трубопроводов большого диаметра (1420 мм) с вмещающими ММГ. В качестве средств пассивной инженерной защиты магистральных трубопроводов испытывались теплоизоляционные экраны различных типов и определялась их эффективность.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Галиуллин З.Т., Коротченко А.Г., Баясан Р.М., Сафонов В.С. Моделирование тепловых процессов при строительстве магистральных трубопроводов. Сборник научных трудов «Транспорт природного газа». ВНИИГАЗ, Мингазпром, 1984г.
2. Галиуллин З.Т., Баясан Р.М., Коротченко А.Г., Пустовойт А.Г., Лязгин А.Л. Охлаждающие устройства для обеспечения устойчивости и надежности грунтовых и свайных оснований объектов транспорта, добычи газа в районах распространения многолетнемерзлых пород М.: ВНИИГАЗ, 2003, стр. 311-317.
3. Баясан Р.М., Голубин С.И., Технология и технические средства термостабилизации мерзлых грунтов оснований магистральных и промысловых трубопроводов в криолитозоне. Всероссийский научно¬аналитический журнал «Инженерные изыскания». М.:ПНИИИС, № 8, 2012.
4. Bayasan R.M., Lyzgin A.L., Chisnik S.A., Cheverev V.G., Pustovoit G.P. Stabilization of pile foundations subjected to frost heave and in thawing permafrost 11 Proc. Of 8 th Intern. Conf, on Permafrost, Zurich, Switzerland. 2003. Vol.2.Pp. 707-711.
5. Велиулин И.И., Тимофеев А.Л., Баясан Р.М., Решетников А.Д. Комплексная диагностика технического состояния МГ с использованием вертолетного обследования. / Вторая Международная конференция «Обслуживание и ремонт газопроводов», Доклады и сообщения, Выпуск 2, ООО «Геоинформмарк», Москва, 2005, с. 114-118.
6. Транспорт природного газа. Сборник научных трудов. М.: ВНИИГАЗ, 1984. 194с.
7. Харионовский В.В. Повышение прочности газопроводов в сложных условиях. Л.: Недра. 1990. -180 с.

Весь текст будет доступен после покупки