Введение к работе
Актуальность темы. Критерием оценки эксплутационной надежности нефтегазопроводов (а значит и их остаточного ресурса) являются эквивалентные напряжения в стенке трубопроводов. Напряжения, возникающие в грунтах при морозном пучении, смещают трубопроводы, изменяя их плановое и высотное положение. Такие деформации характерны для районов глубокого сезонного промерзания и распространения вечномерзлых грунтов. Существующие методы прогноза высотно-планового положения трубопровода недостаточно, по-нашему мнению, учитывают процесс взаимодействия трубопровода с грунтами. Между тем, при промерзании грунтов степень их влияния на высотное положение трубопровода в активной зоне резко возрастает. Это обусловлено воздействием сил морозного пучения и резким изменением свойства мерзлых грунтов по сравнению с талыми. В настоящее время прогнозирование деформаций от сил морозного пучения значительно затруднено. Это связано с отсутствием единых теоретических представлений, базирующихся на инженерно-физических основах морозного пучения грунтов и методик расшифровки результатов геодезических наблюдений за пространственным положением подземного нефтегазопровода. Поэтому установление степени влияния грунтового фактора и учет изменений свойств мерзлых грунтов в пучинистых грунтах при расчете напряженно-деформированного состояния (НДС) стенки трубопровода является актуальной научной проблемой и сложной инженерной задачей.
Целью диссертационной работы является установление степени влияния грунтового фактора на пространственное положение подземного трубопровода и разработка методики расшифровки результатов геодезических наблюдений за изменением его пространственным положением в условиях пучинистых грунтов.
Основные задачи исследования.
-
Выявить степень влияния грунтового фактора на формирование НДС стенки подземного трубопровода в условиях пучинистых грунтов.
-
Разработать методику определения реального высотного положения подземного трубопровода и организовать геодезические наблюдения за его изменением от действия сил морозного пучения грунтов.
-
Разработать методику расшифровки НДС стенки подземного трубопровода на основе данных геодезических наблюдений с помощью регуляризирующих методов.
-
Оценить остаточный ресурс подземного трубопровода.
Научная новизна – разработана методика расшифровки НДС стенки подземного трубопровода на основе данных геодезических наблюдений с помощью регуляризирующих методов.
Впервые установлена степень влияния грунтового фактора на пространственное положение подземного трубопровода. Установлено, что степень влияния грунтов возрастает в случаях пучинистых и мерзлых грунтов.
Практическая ценность работы заключается в том, что предложенная методика позволяет по результатам геодезических наблюдений уже на стадии проектирования, строительства и эксплуатации прогнозировать изменения пространственного положения трубопровода по отношению к проектному.
Достоверность полученных результатов обусловлена корректным применением методов механики грунтов, теплофизики, регуляризирующих методов, сопоставлением результатов с известными теоретическими и экспериментальными исследованиями других авторов и использованием данных проведенного мониторинга.
На защиту выносятся:
-
Результаты исследования степени влияния грунтового фактора на пространственное положение и НДС подземного трубопровода в условиях морозного пучения грунтов.
-
Результаты численных расчетов тепловых режимов конденсатопровода и газопровода.
-
Результаты геодезических наблюдений за пространственным перемещением подземного трубопровода в условиях пучинистых грунтов.
-
Методика расшифровки НДС степени трубопровода на основе результатов геодезических наблюдений с помощью регуляризирующих методов.
-
Расчеты продольных и поперечных перемещений конденсатопровода с учетом его пространственного положения.
Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались на научно-технических семинарах кафедры «Проектирование и эксплуатация нефтегазопроводов и хранилищ» ТюмГНГУ (2008-2009 гг.); на научно-техническом совете ОАО «Институт «Нефтегазпроект» (2009 г.); на 2-ой Международной конференции «Актуальные проблемы трубопроводного транспорта Западной Сибири» (ТюмГНГУ, Тюмень, 2008 г.); на научно-практической конференции «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (ГУП «ИПТЭР», Уфа, 2008, 2009 гг.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 статей, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х разделов, общих выводов по работе и списка использованной литературы, включающего 81 наименование. Диссертация изложена на 144 страницах, содержит 55 рисунков и 12 таблиц.
Похожие диссертации на Методика оценки пространственного положения трубопровода в условиях пучинистых грунтов
