Исследование технологических решений по строительству линейной части газопровода ЛБК «С»-УКПГ (месторождение «Каменномысское-море»)
Введение
Многолетняя мерзлота широко распространена в северных регионах Российской Федерации. Считается, что вечномерзлые грунты являются наследием последнего ледникового периода, и они постепенно тают. Прочностные свойства почв связаны с температурой в них и долей льда: чем она ниже, тем выше их прочностные свойства. Распространенность вечной мерзлоты может быть непрерывной, на глубину сотен метров от поверхности, или прерывистой в виде отдельных линз..Вечная мерзлота очень чувствительна к перепадам температуры: нарушение поверхностного растительного слоя, например, гусеницами вездеходов или бульдозеров, приводит к быстрому оттаиванию вечной мерзлоты, разрушению ее структуры и образованию оттаивающих полей. Почвы, которые в мерзлом состоянии были надежным фундаментом, в течение нескольких летних сезонов превращаются в болотную взвесь, в которой могут всплывать газопроводы, появляться боковые смещения и деформации.
Актуальность
Риск аварий и отказов при эксплуатации газопров
ОГЛАВЛЕНИЕ
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
Библиографический список
1. Транснефть. Энциклопедия технологий. [Электронный 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». [Электронный ресурс] – режим доступа к стр.: http://juliapirogova.blogspot.com/2012/05/blog-post_4710.html
4. Золотухин, А. Б. Основы разработки шельфовых месторождений и строительство морских сооружений 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 районах глубокого сезонного промерзания пучинистых грунтов/ Иванов Игорь Алексеевич. – Тюмень, 2002. – 48 с.
6. Идрисова, Я. Р. Задачи прогнозирования теплового взаимодействия трубопроводов с окружающей средой 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 эксплуатационной 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.
8. Отчет «Морские инженерные изыскания для технико-экономического обоснования Варандейского отгрузочного терминала (первая очередь строительства). Печорское море. Технический отчет», Мурманск: ОАО «АМИГЭ», 2003. – 83 с.
9. API Specification 5L. Specification for Line Pipe. Forty-second edition, January 1, 2000. American Petroleum Institute, 2000. 168 p.
DNV OS-F101. Submarine Pipelines Systems. Hоvik: Det Norske Veritas, January 2000. 274 р.
11. Агиней, Р.В. Разработка методики оценки напряженного состоя- ния нефтегазопроводов по коэрцитивной силе металла: дис. …канд. техн. наук 25.00.19 / Агиней Руслан Викторович. – Ухта, 2005. – 143 с.
12. Алешин, В.В. Численный анализ прочности трубопроводных си- стем / В.В. Алешин, В.Е. Селезнев, С.Н. Прялов. – М.: Ком Книга, 2005. – 496 с.
13. Анализ аварий и несчастных случаев в нефтегазовом комплексе России: учеб. пособие для вузов / В.С. Аванесов, А.Б. Александров, А.И. Александров и др. – М.: Рос. гос. ун-т нети и газа им И.М. Губкина, 2007. – 309 с.
14. Анализ аварийных ситуаций и их последствий на магистральных нефтепроводах / М.А. Стадникова, Е.В. Глебова, А.В. Мурадов, Л.Э. Шейнк- ман // Экология и промышленность России. – 2009. № 8. – С. 22 – 24.
15. Анализ напряженно-дефо
Что может потребовать принятия специальных защитных мер, технологического или конструктивного характера. В зимний период вечномёрзлые грунты представляют собой монолит скального типа, что обеспечивает работу на нём любых строительно-монтажных машин, т.е. технология строительства линейной части трубопроводов будет такая же, как при нормальных условиях эксплуатации. В летний период работы по строительству линейной части либо полностью прекращается, либо производятся по технологии, применяемой на болотах.
Самыми распространенными являются две конструктивные схемы прокладки трубопроводов - подземная и надземная. Подземная прокладка предусматривает укладку трубопровода в зимний период в траншею с закреплением в проектном положении трубы утяжелителями или анкерами. Утяжелители или анкера должны обеспечить компенсацию не только силы Архимеда, но и взвешивающего усилия, обусловливаемого продольной силой, действующе