Введение к работе
з
Актуальность темы диссертации. В настоящее время основными стратегическими направлениями развития тазовой промышленности России следует считать увеличение добычи газа за счет разработки новых месторождений и одновременное расширение экспортных поставок природного газа в Западную Европу и страны Азии.
Одним из наиболее перспективных регионов с точки зрения добычи газа является полуостров Ямал с его крупнейшими месторождениями -Боваиенковским, Харасавэйским и Крузенштерновским. Для транспорта газа, добываемого на Ямале, планируется строительство газотранспортной системы «Ямал-Европа». При этом, как показал технико-экономический анализ, наиболее эффективной является трасса, пересекающая Байдарацкую губу Карского моря.
Другим перспективным газоносным районом является акватория Западной Арктики, включая Баренцево, Карское и Печорское моря. Крупнейшим среди месторождений Арктического шельфа является Шюкмановскос газоконденсатное месторождение. Транспортировка газа этого месторождения возможна только но подводному газопроводу, при этом протяженность морского участка составляет около 550 км, а максимальная глубина воды достигает 350 м.
Одним из перспективных проектов ближайшего будущего следует считать «Северный трубопровод», предусматривающий строительство газопровода по дну Балтийского моря для поставок природного газа в Германию и страны Северной Европы.
Среди крупнейших транснациональных проектов наиболее близко к своему осуществлению строительство морского газопровода Россия-Турция по проекту «Голубой поток». Уникальность данного объекта заключается прежде всего в чрезвычайно большой глубине воды (2150 м). Аналогов строительства
трубопроводов и других инженерных сооружений на таких глубинах в мировой практике нет.
Необходимость проведения научного обеспечения проектирования уникальных глубоководных газопроводов и обусловливает актуальность научных исследований в данной области.
Цель диссертационной работы - разработка научных основ обеспечения надежности при строительстве и эксплуатации глубоководных газопроводов.
Основные задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решены следующие задачи:
-
Критический анализ современных методов проектирования морских газопроводов и обоснование возможности их применения для глубоководных трубопроводов.
-
Разработка и реализация программы теоретических и экспериментальных исследований несущей способности глубоководных трубопроводов.
-
Разработка технических решений по защите глубоководных трубопроводов от лавинного смятия.
-
Нормирование предельно допустимых свободных пролетов, возникающих при укладке трубопровода на неровное дно.
-
Разработка системы технико-экономических критериев выбора методов и технических средств корректировки свободных пролетов.
Научная новизна
-
Впервые разработана и реализована программа теоретических и экспериментальных работ но обоснованию выбора толщины стенки глубоководных трубопроводов
-
Экспериментально исследованы особенности несущей способности реальных труб на чистое, локальное и лавинное смятие;
-
Разработана методика оптимизации расстановки ограничителей лавинного смятия на глубоководных трубопроводах.
-
Разработаны алгоритм и программы расчета частот собственных колебаний свободных пролетов подводных трубопроводов с учетом реальных эксплуатационных параметров и граничных условий;
-
Проведено исследование продольной устойчивости свободных пролетов глубоководных трубопроводов с учетом реального профиля трассы;
-
Создана система технико-экономических критериев для выбора методов корректировки свободных пролетов подводных трубопроводов;
Практическая ценность научных исследований и реализация работы в промышленности. По результатам проведенных исследований разработана и реализована программа выбора и обоснования толщины стенки глубоководного трубопровода Россия-Турция, которая составила 31,8 мм.
Предложена и реализована методика оптимизации расстановки ограничителей лавшшого смятия глубоководных трубопроводов. Рекомендовано устанавливать ограничители с шагом 300 м на континентальных склонах и 900 м на абиссальной равнине.
Разработана методика расчета динамической устойчивости свободных пролетов подводных трубопроводов. Произведена оценка свободных пролетов но трассе газопровода Россия-Турция.
Основные результаты работы внедрены в практику проектирования морского участка газопровода Россия-Турция по проекту «Голубой ноток» путем включения в проектную документацию. Экономический эффект от внедрения разработок составляет около 1,3 млн.долл.СПІЛ за счет снижения риска ущерба от лавинного смятия.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на:
VU Annual International Conference "Natural Gas: Trade and Investment Opportunities in Russia and the CIS (Москва- 1998 г.);
8-й Московской международной конференции «Нефть и газ» (Москва -1999 г.);
Международной конференции «Сотрудничество между странами Черноморского региона как фактор экологически приемлемого энергоснабжения» (Сочи - 1999 г.);
Втором (1999) Европейском симпозиуме по морской механике (Москва -1999 г.);
Третьей международной конференции «Безопасность трубопроводов» (Московская область - 1999 г.).
Совместном заседании рабочей группы при Президенте РАН «Риск и
безопасность» и Бюро НТС Госгортехнадзора России по проекту
газотранспортной системы «Голубой поток» (Москва- 2000 г.).
Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы из 86 наименований. Содержание изложено на страницах, 26 рисунках и в 13 таблицах.