Разработка опорных конструкций надземных магистральных трубопроводов, снижающих влияние морозного пучения грунта

Реферат
Введение 6
Глава 1. История вопроса строительства трубопроводов в
многолетнемерзлых грунтах 8
1.1. Опыт строительства трубопроводов на многолетнемерзлых
участков 8
1.2. Характеристики мерзлых грунтов и районы их распространения 10
1.3. Строительство магистральных трубопроводов в условиях
многолетнемерзлых грунтов 13
1.4 транспортировка нефти и газа в зонах распространения
многолетнемерзлых грунтов 14
1.5. Основные технологические решения по защите линейной части
магистральных трубопроводов, проложенных на мерзлых грунтах 18
Глава 2. Модель напряженно-деформированного состояния магистрального
трубопровода при воздействии сил морозного пучения грунта 21
2.1. Расчет участка надземного магистрального трубопровода 21
2.3. Напряжения на линейном участке надземного трубопровода при
нагрузках от морозного пучения с использованием метода
конечных элементов 27
2.4. Расчет опор надземных магистральных трубопроводов, проложенных
на многолетнемерзлых грунтах в условиях морозного пучения 33
Глава 3. Анализ эффективности опор и способы защиты надземного
магистрального трубопровода от морозного
пучения грунта 41
3.1. Повышение устойчивости линейного участка надземного
трубопровода от воздействий сил морозного
пучения грунта 41
3.2. Конструкция опор надземного трубопровода и способы
защиты от морозного пучения грунта, проложенных в
районах сплошного распространения
мерзлоты 47
Глава 4. Экспериментальные исследования работы опорных
конструкций 59
4.1. Апробация опорных конструкций при эксплуатационной надежности
опор в многолетнемерзлых грунтах 59
4.2. Результаты конечно-элементного моделирования процесса
резания вспученного грунта 65
4.3. Оценка критических напряжений инициации резания мерзлого грунта
клином опоры на основе экспериментальной модели 70
Глава 5. Техника безопасности и охрана окружающей среды 73
5.1. Профессиональная социальная безопасность 73
5.1.1. Анализ вредных производственных факторов обоснование
мероприятий по их устранению 74
5.1.2. Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 78
5.2. Экологическая безопасность 82
Заключение 88
Список использованной литературы 89

Весь текст будет доступен после покупки

На сегодняшний день значительная часть магистральных трубопроводов России проложена в осложненных природно-климатических условиях Севера страны, где большую зону занимают многолетнемерзлые грунты. В этих условиях более 80% трубопроводов сооружены на надземных опорах, ввиду сложности их прокладки под землей. При этом в условиях сезонного промерзания и оттаивания пород появляется проблема сохранения проектного положения трубопровода на опорах, в связи с этим возникают трудности обеспечить бесперебойную эксплуатацию при транспортировке углеводородов.
Наиболее распространенными опорами, применяемыми для устройства магистральных трубопроводов транспортировки углеводородов, являются опоры со сваями с дополнительными термостабилизаторами грунта. К недостаткам опор с термостабилизаторами следует отнести высокую стоимость и неустойчивость, обусловленные тем, что они дополнительно подмораживают грунт, увеличивают нагрузку от морозного пучения на сваи и затраты на обслуживание.
При возникновении морозного пучения сваи традиционных конструкций опор разнонаправлено смещаются и теряют устойчивость, вследствие чего повышается напряжение сечения трубопроводов, что ведет к нарушению проектного положения трубопроводов и влечет за собой экономические потери, вследствие простоя трубопровода, необходимость проведение ремонтных работ, а также экологический ущерб для окружающей среды в радиусе аварии трубопровода, который иногда не обходится без человеческих жертв.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ВОПРОСА СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
1.1. Опыта строительства трубопроводов на многолетнемерзлых участков
Большая часть запасов нефти и газа в России расположена в Западной Сибири, а трассы магистральных трубопроводов проходят через районы сплошного распространения многолетней мерзлоты. Подземная прокладка трубопроводов в таких районах является сложной задачей из-за различных факторов [1, 35-38].
Многолетний опыт транспортировки углеводородов через трубопроводы, таких как Трансальяскинский нефтепровод в США и проекты Восточная-Сибирь, Сила-Сибири, Заполярье-Пурпе, Ванкор-Пурпе в России, не создал полноценной нормативной базы. Необходимо обосновать проект качественно как для изысканий, так и для экономического эффекта. Поскольку технико-экономическое обоснование проектов дорогостоящее и затянутое, а прогнозирование рисков осложнено, то необходимо учитывать возможные негативные последствия эксплуатации на этапе проектирования. Необходимо учесть различные варианты аварийных ситуаций, вызванных геокриологическими процессами многолетнемерзлого грунта (ММГ).
Наиболее распространенными опорами, применяемыми для устройства магистральных трубопроводов транспортировки углеводородов, являются опоры со сваями с дополнительными термостабилизаторами грунта. К недостаткам опор с термостабилизаторами следует отнести высокую стоимость и неустойчивость, обусловленные тем, что они дополнительно подмораживают грунт, увеличивают нагрузку от морозного пучения на сваи и затраты на обслуживание.
Так на практике эксплуатации Трансаляскинского нефтепровода строительство термостабилизирующих опор привело к авариям надземных магистральных трубопроводов.
При возникновении морозного пучения сваи традиционных конструкций опор разнонаправлено смещаются и теряют устойчивость, вследствие чего повышается напряжение сечения трубопроводов, что ведет к нарушению проектного положения трубопроводов и влечет за собой экономические потери, вследствие простоя трубопровода, необходимость проведение ремонтных работ, а также экологический ущерб для окружающей среды в радиусе аварии трубопровода, а иногда не обходится без человеческих жертв. Практика эксплуатации северных трубопроводов показала, что участки надземной прокладки находятся в аварийном состоянии, несмотря комплексное изучение проектирования и строительства термостабилизирующих опор. В этой связи, возникает необходимость разработки альтернативных конструкций опор для сооружения магистральных трубопроводов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Абжалимов, Р.Ш. Определение расчетных значений распределения отрицательной температуры в грунтах по глубине промерзания // Развитие городов и геотехническое строительство. – 2007. – Т.2. – № 11. – С. 204–210.
2. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. – 2-е издание, переработанное и дополненное; Российская государственная библиотека. – Москва: 1976. – 280 с.
3. FAS.GOV.RU: средства массовой информации: сайт. – Москва, 2006 – . – URL: https://fas.gov.ru (дата обращения: 25.05.2024). – Режим доступа: для зарегистрир. пользователей. – Текст: электронный.
4. Аладинский, А. Ю. Ранжирование по срокам вывода в ремонт опорно-ригельной части участков надземных трубопроводов, проложенных в районах многолетнемерзлых грунтов / А. Ю. Аладинский, В. Е. Грязин, М. В. Чубунов // Трубопроводный транспорт: теория и практика. – 2014. – № 2(42). – С. 34-37.
5. Алексеева, А.С., Тышкевич А.В., Черныховский Б.А. Строительство на мерзлых грунтах // Актуальные вопросы технических наук в современных условиях: сб. науч. тр. в по итогам международ. науч.-практ. конф. СПб.: Инновационный центр развития образования и науки, 2016. С. 82-84.
6. Александров, А.А. Компьютерная оценка ресурса прочности магистральных нефтепроводов на участках трасс со структурно неустойчивыми грунтами при температурных перепадах / А.А. Александров, В.И. Ларионов, В.А. Котляревский, Я.Р. Идрисова // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2011. – № 4(86). – С. 40–46.

Весь текст будет доступен после покупки