Разработка метода демонтажа трубопроводов энергией взрыва

Большаков, Юрий Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка метода демонтажа трубопроводов энергией взрыва
ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Разработка метода демонтажа трубопроводов энергией взрыва"

На правах рукописи

Большаков Юрии Николаевич

Разработка метода демонтажа трубопроводов энергией взрыва

25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и

хранилищ»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень, 2004г.

Диссертация выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете и Тюменском филиале военно - инженерного университета

Научный руководитель - Доктор технических наук, профессор,

Официальные оппоненты: - Доктор технических наук, профессор,

Ведущая организация - ОАО «Нефтегазпроект»

Защита состоится 6 июля 2004 г. в 11.30 на заседании диссертационного совета Д 212.273.02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу (625000, Тюмень, ул. Володарского 38).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ по адресу: г. Тюмень, ул. Мельникайте 72.

Автореферат разослан 5 июня 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Заслуженный деятель науки РФ Иванов Вадим Андреевич

Заслуженный деятель науки и техники РФ

Кушнир Семен Яковлевич Кадидат технических наук

Соколов Сергей Михайлович

д.т.н., профессор

Актуальность темы. По трубопроводным магистралям Западной Сибири от мест добычи до потребителей в границах региона в год транспортируется более 500 млрд. м3 газа и более 300 тыс. тонн нефти. Протяженность магистральных трубопроводов по Западно-Сибирскому региону составляет более 45000 км, 50% проложены по слабонесущим грунтам и эксплуатируются в сложных природно-климатических условиях. Вследствие необходимости проведения больших объемов земляных работ при капитальных ремонтах трубопроводов возникает необходимость поиска новых способов выемки грунта, связанного с необходимостью его извлечения из трассы. Это определило актуальность темы исследований.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является трубопровод, проложенный в грунте. Предметом исследования является взаимодействие продуктов взрыва с демонтируемым трубопроводом.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка рекомендаций и методик по способу извлечения трубопровода из грунта энергией взрыва.

Для достижения поставленной цели, решались следующие задачи:

1. Произвести оценку динамического воздействия взрыва заряда в грунте вдоль трубопровода.

2. Разработать методику проведения экспериментальных исследований по извлечению трубопроводов из грунта методом взрыва.

3. Определить устройство заряда, характер и объем взрывных работ для получения оптимальных параметров извлечения трубопровода.

4. Оценить влияние почвенно - грунтовых условий на рациональность демонтажа трубопровода из невскрытой трассы.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ 1 БИБЛИОТЕКА |

Научная новизна. На основании выполненных исследований получены следующие результаты:

1. Установлены оптимальные параметры динамического воздействия направленного взрыва на демонтируемый трубопровод.

2. Разработана методика проведения, взрывных работ для демонтажа трубопровода.

3. Разработана методика расчета критериальных оценок по влиянию почвенно-грунтовых условий на демонтаж трубопровода.

Практическая ценность. Результаты проведенных исследований рекомендуется использовать при проектировании и. производстве строительно-монтажных работ по капитальному ремонту магистральных и промысловых нефтегазопроводов, а также подземных водоводов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на технических совещаниях в ОАО «Сибнефтепровод» (г. Тюмень, 2001,2002,2003); научно-практическом семинаре «Транспортный комплекс 2003»; международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (г. Тюмень, 2003); научно-технической конференции «Энергия взрыва в народном хозяйстве» (г. Тюмень, 2003).

На защиту выносится. Метод извлечения трубопроводов из грунта энергией взрыва, без предварительного вскрытия грунта.

Структура работы. Работа выполнена на 132 страницах, включает в себя введение, 4 главы, основные выводы по работе, 8 приложений, 8 таблиц, 33 иллюстрации.

Содержание работы:

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая ценность выполненных исследований.

Протяженность магистральных трубопроводов России составляет 217 тыс. км, в том числе газопроводных магистралей (включая газоконденсатопроводы) - 151 тыс. км, нефтепроводных - 48 тыс. км, нефтепродуктопроводных - 19,3 тыс. км.

При общей протяженности газопроводов 151000 км, ежегодно капитального ремонта требует 7,5 -5-8 %. На нефтепроводах при протяженности 48000 км, капитального ремонта требуют 37,5 %. На продуктопроводах при протяженности 19300 км, капитального ремонта требуют 6+6,5 %.

Известно, что при проведении капитальных ремонтов подготовительные мероприятия, включающие в себя земляные работы, из всего объема охватывают более 50 %.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что существует необходимость в разработке и привлечении новых способов извлечения трубопроводов из грунта, позволяющих значительно снизить время на подготовительные работы.

В первой главе выполнен анализ:

- фактического состояния систем трубопроводного транспорта;

- статистики аварий на трубопроводах;

- причин отказов на магистральных трубопроводах.

В результате проведенного анализа установлено, что система трубопроводов Западной Сибири сооружалась и эксплуатируется в различных природно-климатических и инженерно-геологических условиях, существенно отличающихся от условий европейской части РФ.

Анализ технологий капитального ремонта трубопроводов дает основание сделать вывод, что в настоящее время технология со вскрытием трубопровода является основной, и она связана с потребностью значительного объема земляных работ.

Для разработки метода извлечения трубопроводов из грунта энергией взрыва были проведены обобщение и систематизация различных направлений его применения, анализ которых позволил выделить весьма перспективное направление в создании новых технологических процессов во многих отраслях народного хозяйства.

Однако для реализации этого направления на практике потребовалось решение различных по назначению и сложности теоретических и практических задач.

Во второй главе проведен анализ и разработана математическая модель извлечения трубопровода из грунта энергией взрыва.

Для определения параметров действия взрыва на демонтируемый трубопровод необходимо применение внешней задачи теории действия взрыва, но для ее решения необходимо использовать результаты решения внутренней задачи, т. к. решение внешней задачи невозможно без использования параметров, определяемых внутренней задачей.

Внутренняя задача теории действия взрыва, определяет давление р, плотность р, скорость частиц и температуру Тпродуктов взрыва внутри применяемого взрывчатого вещества

Параметры продуктов взрыва определяются, по соотношениям Саламахина Т.М., определяющим температуру и внутреннюю энергию через давление и плотность среды в следующем виде:

I Ро)

Ро

иф=

Рф~Р1~ РоНфВ',

Рф+Рх (2о~Еф-Е]+ 2

1___1_

{РФ Ро

где: иф - скорость частиц на фронте возмущения; рд - плотность взрывчатого вещества; рф - плотность на фронте возмущения; И - скорость фронта; рф - давление на фронте возмущения; p^ - давление окружающей среды; (?д - энергия превращения взрывчатого вещества; Еф - внутренняя энергия, выделяемая на фронте возмущения; Е/ - внутренняя энергия взрывчатого вещества.

В нашем случае трубопровод нагружается разлетающимися продуктами взрыва непосредственно через грунт, который они вытесняют. Для неконтактных зарядов взрывная нагрузка может быть определена только в рамках внешней задачи. Таким образом, чтобы найти взрывную нагрузку в рассматриваемом случае, необходимо решить внешнюю задачу.

Внешняя задача теории действия взрыва определяет параметры продуктов- взрыва во внешней среде. При решении внешней задачи, достаточно ограничиться рассмотрением одномерных движений, при этом показатели одномерностей принимаются для зарядов сосредоточенной формы удлиненной формы

Задача значительно усложняется, когда приходится исследовать действие взрыва в неоднородной, многокомпонентной среде.

Учесть в теоретических исследованиях все многообразие особенностей горных пород и искусственных материалов не представляется возможным. Поэтому при постановке внешней задачи использовались упрощенные модели среды.

В работе грунт рассматривается как трехкомпонентная среда, структура которой задается относительными объемами твердых частиц (скелета грунта а„ воды а, и газов аг).

Так как в последующем рассматриваются только одномерные движения, возникающие при взрыве зарядов сосредоточенной и удлиненной формы, то в качестве главных напряжений применены: для движения грунта с плоской симметрией — радиальные стг и боковые Ог и напряжения; для движения грунта с осевой симметрией — радиальные с„ тангенциальные 0> и осевые Ог; а для движений с центральной симметрией — радиальные и тангенциальные напряжения:

В грунте скорость распространения возмущения убывает с ростом деформации, и волна сжатия с течением времени растягивается (рис. 1).

А в 12 1в

Рис. 1. Профили волны сжатия во внешней среде где: С - масса заряда; г - расстояние от центра заряда до трубопровода; - радиус заряда; - давление продуктов взрыва; -давление окружающей среды.

Относительное расстояние, на котором происходит вырождение ударной волны в волну сжатия, зависит от свойств грунта, формы заряда и начальных параметров продуктов взрыва и поэтому может быть определено формулой

где — величина, зависящая от свойств грунта, взрывчатого

вещества и от формы заряда.

В связи с этим нагрузка в фиксированной точке пространства меняется с течением времени не так, как это наблюдается в воздухе и в воде при прохождении ударной волны (рис. 2). Если для характеристики механического действия ударной волны достаточно было указать давление на фронте, закон спада давления и продолжительность его действия, то для волны сжатия необходимо указать максимальное значение давления продолжительность нарастания давления от начального до продолжительность спада давления от до начального, законы нарастания и спада давления.

1 < 2

0 Т„ 7

Рис. 2. Сравнение профилей ударной волны и волны сжатия 1 — ударная волна; 2 — волна сжатия.

Очевидно, что Т+=ТН+ТС,.поэтому удельный импульс волны сжатия

определяется общей формулой Саламахина Т.М.

* = = {р-рМ + ре)й

справедливой и для ударной волны, с той лишь разницей, что закон изменения давления с течением времени для волны сжатия будет иным, чем для ударной волны.

Рассматривая действие на трубопровод параллельно-струйных и расходящихся потоков продуктов взрыва, возникающих при взрыве неконтактных зарядов, по отношению к нему заряд может быть ориентирован произвольно; располагается он неконтактно. Требуется определить нагрузку, которую создает такой поток на трубопровод.

Для определения величины импульса, передаваемого продуктами взрыва на трубопровод, можно записать:

Использовав значения ртн т получим

Ро - плотность взрывчатого вещества.

Полученную формулу окончательно можно переписать так

Предыдущие расчеты удобны для теоретического анализа, но не удобны для практических расчетов.

Необходимо рассмотреть частные случаи применения различных типов зарядов.

Для заряда сосредоточенной формы,когда

Заменив в последней формуле рд гд3 через из выражения для

4я

массы заряда, получим

где

Для удлиненного цилиндрического заряда V = 2, соответственно

Заменив в последней формуле РаГ02 через ~^из выражения для

массы удлиненного заряда и воспользовавшись величиной Ал введенной ранее, получена формула

Таким образом, определены соотношения для расчетов параметров воздействия взрыва на трубопровод.

В третьей главе представлены результаты проведения полевых исследований по разработке метода извлечения трубопроводов из грунта энергией взрыва.

На основании расчетов определены нагрузки, воздействующие на трубопровод, что послужило основанием располагать заряд ниже уровня трубы и со смещением относительно ее центра на половину диаметра.

Определение массы взрывчатого вещества для сосредоточенных зарядов произведено по эмпирической формуле Саламахина Т.М.:

С = КВЩ(п)11\

где: К- удельный расход взрывчатого вещества, кг/м3; В-коэффициент забивки; Ц- коэффициент, учитывающий свойства взрывчатого вещества (для тротила Ц=1, для других взрывчатых веществ энергия взрыва применяемого взрывчатого вещества, МДж/кг, Qo - энергия взрыва тротила, МДж/кг, Н - глубина заложения

заряда или линия наименьшего сопротивления; п - показатель действия взрыва п = гв- радиус воронки, м; Дп)- функция от показателя действия

взрыва, определяемая формулой У(л)= 1Ак ' при ''«=С0П81»

/?ОЯЛ1=1,759, при этом заряд минимален; расстояния между зарядами

рассчитывается по формуле а„—Ь

Формулы для расчета погонной массы удлиненных зарядов появились в середине 30-х годов прошлого столетия. Сейчас в практике взрывных работ широко применяется формула, основанная на принципе геометрического подобия, общий вид которой

Су=КуВЩу(п)к2.

С целью выявления значений Ку и /у(п) на протяжении ряда лет проводились многочисленные исследования. Анализ результатов показал, что в различных источниках даются разные, порой существенно отличающиеся друг от друга значения как для Ку, так и для /у(п). Например, по одним источникам т. е. удельный расход взрывчатого вещества

для удлиненных зарядов и сосредоточенных зарядов одинаков; по другим (их подавляющее большинство) считается, что при одних и тех же условиях взрывания, удельный расход взрывчатого вещества для удлиненных зарядов уменьшается по сравнению с сосредоточенными зарядами. Причем последнее, из-за расхождения мнений исследователей, количественно оценивается неоднозначно (от 8 до 50%).

Известные в настоящее время теоретические и экспериментальные работы, посвященные взрывам удлиненных зарядов, не содержат материалов, отвечающих в полной мере на поставленные вопросы. С целью выяснения указанных вопросов, которые существенным образом

влияют на расчет удлиненного заряда, потребовалось • проведение специальных полигонных экспериментов.

На рис. 3 показана экспериментальная зависимость функции от показателя действия взрыва п, из которой видно, что Пот,, =3,0.

/м

Рис. 3 Экспериментальная зависимость функций от показателя действия взрыва

Вместе с тем с погрешностью 10... 12% можно считать, что оптимальное значение показателя действия взрыва находиться в пределах

погтг2,25..Л,8.

Сопоставление кривых, характеризующих поведение функции

/,00

при различных значениях п (см. рис. 3) показывает, что в области

формулы ПР-69 и экспериментальная совпадают с погрешностью до 15%. Однако, в этой области формулы Мудрагея И.П., Вовка А.А. и экспериментальная Кушнарева Д.М. не соответствуют нашим данным.

При. имеет место значительное расхождение

экспериментальной

с формулой ПР-69. В сравнительно узком

диапазоне п=3,5...5,0 наши данные совпадают с формулой Вовка А.А., с погрешностью не превышающей 10... 14%. Следует отметить, что характер

поведения с ростом п по экспериментальным данным Кушнарева

Д.М. и нашим практически одинаков, если не считать существенную разницу в оптимальном значении показателя действия взрыва.

По результатам экспериментов представилась возможность оценить расход взрывчатого вещества. На рис. 4 показана зависимость относительного расхода взрывчатого вещества от показателя действия взрыва, которая свидетельствует, что уже при и=2,5 (это соответствует уменьшению глубины заложения заряда от оптимума на 20%) перерасход взрывчатого вещества составит 15...20%.

0 2 4 6

Рис. 4 Зависимости функции и относительного расхода взрывчатого вещества от показателя действия взрыва Если полагать последнее нормой перерасхода взрывчатого вещества, то п должен выбираться в пределах 1,8 <п ¿2,5. В остальных случаях необходимо считаться с тем, что перерасход взрывчатого вещества будет тем значительнее, чем больше показатель действия взрыва.

Таким образом, по интересующим нас вопросам с учетом результатов проведенного анализа и полигонных экспериментов можно отметить следующее: при одинаковых условиях взрывания удельный расход взрывчатого вещества для зарядов удлиненной формы получается меньшим по сравнению с удельным расходом взрывчатого вещества для зарядов сосредоточенной формы примерно на 20...30%.

Принимая во внимание отмеченную выше структуру построения эмпирических формул для расчета массы удлиненного заряда, а также тот факт, что грунты, в которых проложены трубопроводы, имеют характеристики довольно близкие к грунту полигона, предлагается формула вида:

Су=Ку/у(п)к2

где Ку = 0,76 К; ^п) - экспериментальная функция, которая представлена на рис. 4.

Для проведения экспериментального исследования процесса воздействия взрыва на трубу, находящуюся в грунте, производились расчеты воздействия факторов взрыва различных видов заряда, на испытуемый трубопровод:

а) заряд сосредоточенной формы

Возникающая нагрузка при взрыве заряда на трубу выражалась через импульс, который определялся по формуле:

где

Ро - плотность грунта, в котором располагается трубопровод; С0 скорость перемещения поверхности разлета.

В ходе проведенных расчетов были получены следующие результаты:

и0 = 9434, со о = 1,194, А0 = 751,2, i = 262,7 мПа.

Установлено, что при воздействии импульса, передаваемого продуктами взрыва на трубопровод, который выполнен из горячекатаных сталей, видимые повреждения будут значительными, в виде больших вмятин.

б) заряд удлиненной формы

Импульс, воздействующий на трубопровод при взрыве удлиненного заряда, определялся по формуле:

Так как в качестве взрывчатого вещества используется пластичное взрывчатое вещество ПВВ-5А, то:

Ро = 1400 кг/м3, Qo = 4,6мДж/кг, U0 = 9592, а>0 =1,028, А0 =763,7, i =110,9 мПа.

Выявлено, что при воздействии полученного импульса на трубопровод видимых повреждений не будет, что позволит использовать трубопровод для других целей.

Экспериментальное исследование включало в себя две серии взрывов, каждая из которых состояла из двух зарядов различной формы.

При проведении первой серии экспериментов, проверялась возможность извлечения трубы 0 299 мм из грунта сосредоточенными зарядами.

При производстве расчетов получены следующие результаты:

масса одного заряда=3,5 кг (тротил); расстояние между зарядами=1,43 м; глубина заложения заряда=1 м.

Ожидаемые результаты:

ширина выемки в грунте = 3,68 м; видимая глубина выемки = 0,82 м; высота выброса трубы из грунта = 1,23 м; видимые повреждения -значительные.

Результаты взрыва показали, видимая глубина воронки составила 0,6 м, ширина выемки, образованной в грунте, составила 1,89 м, высота выброса трубы из грунта 25 - 27 м. Видимые повреждения оказались значительными, как и предполагалось по расчетам.

В' последствии- проводилось исследование с применением удлиненных зарядов взрывчатого вещества, при этом применялась труба 0 320 мм.

Были получены следующие результаты расчетов:

масса заряда=1,293 кг/м (ПВВ-5А); глубина заложения заряда=1 м.

Ожидаемые результаты:

ширина выемки в грунте = 2,95 м; видимая глубина выемки = 0,66 м; высота выброса трубы из грунта = 0,73 м; видимых повреждений нет.

Получены следующие результаты:

видимая глубина воронки 0,3м; ширина выемки в грунте составила 2,1 м; высота выброса трубы из грунта составила 0,5 м; видимых повреждений не обнаружено.

При проведении второй1 серии экспериментов, для- испытания использованы трубы диаметром 426 мм и 530 мм, длиной 24 м каждая, в первую очередь проверялась возможность извлечения трубы диаметром 426 мм из грунта сосредоточенными зарядами.

При производстве расчетов были получены следующие результаты:

Масса заряда=6,5 кг (тротил); расстояние между зарядами=1,85 м; глубина заложения заряда=1,1 м.

Ожидаемые результаты:

ширина выемки в грунте = 5,87 м; видимая глубина выемки = 2,82 м; высота выброса трубы из грунта = 1,65 м; видимые повреждения значительные, в виде сплошных вмятин.

Испытуемая труба за два месяца до проведения испытания была помещена в грунт для более полной чистоты проведения экспериментального исследования.

Результаты показали, что видимая глубина выемки оказалась 3,5 м, ширина1 выемки в грунте составила 6,55 м, высота выброса трубы составила 6 м, видимые повреждения оказались очень значительными.

Получено подтверждение неприемлемости зарядов сосредоточенной формы для извлечения трубопроводов больших диаметров из грунта.

Далее проводилось исследование с применением удлиненных зарядов взрывчатого вещества. Для испытания была использована металлическая труба диаметром 533 мм и длиной 24 м.

Получены следующие результаты расчетов:

масса заряда=2,396 кг/м (ПВВ-5А); глубина заложения заряда=1 м.

Ожидаемые результаты:

ширина выемки в грунте = 3,65 м; видимая глубина выемки = 2,60 м; высота выброса трубы из грунта = 0,75 м. Видимых повреждений нет.

По окончании исследования получены следующие результаты: видимая глубина выемки составила 3,05м; ширина выемки в грунте составила 3,8 м; высота выброса трубы составила 0,9 м; видимых повреждений не оказалось.

В четвертой' главе даны рекомендации по практическому применению предлагаемого метода и способы механизации подготовительных работ, позволяющие использовать результаты научного исследования.

Экспериментальные исследования показали, что подготовительные работы по извлечению трубопроводов при помощи энергии взрыва в виду значительной трудоемкости необходимо механизировать.

Для этого при установке зарядов взрывчатого вещества становится возможным использовать установки направленного бурения или зарядные машины.

Установки направленного бурения

Установка горизонтального направленного бурения УГНБ-250.

Назначение:

Установка УГНБ-250 предназначена для бестраншейной прокладки трубопроводов и других коммуникаций под транспортными магистралями, водными и другими естественными и искусственными преградами, также возможна установка удлиненных зарядов в грунт.

Преимущества перед другими методами укладки зарядов: -

— значительное сокращение сроков и снижение стоимости работ;

— минимальный экологический ущерб окружающей среде;

— возможна укладка заряда в местах, недоступных традиционными

методами.

Зарядные машины. В качестве одного из типов зарядных машин предлагается Инженерная машина заграждения. Она позволяет комплексно механизировать процесс отрывки зарядной полости (в. виде щели), укладки и забивки удлиненных зарядов.

Возможности Инженерной машины заграждения

Машина может работать как в автоматическом, так и в ручном режимах управления. В первом случае автоматически выдерживается заданное направление, глубина и • скорость укладки заряда. Машиной предусматривается одновременная укладка двух зарядов в одну зарядную полость.

Обладая перечисленными выше возможностями, Инженерная машина заграждения за один час непрерывной работы в состоянии обеспечить подготовку к извлечению участка трубопровода, протяженностью 100 м.

Кроме того, Инженерная машина заграждения позволяет: со средним темпом до 150 пог. м/час. осуществлять подготовку к взрыву участков устройства траншей для прокладки трубопроводов.

Реализация на практике нового метода извлечения трубопроводов из трассы без предварительной отрывки с применением Инженерной машины заграждения или установок направленного бурения позволит значительно сократить время и трудоемкость подготовительных работ, а также примерно на 25% (иногда и больше) снизить общее время на выполнение подготовительных работ.

Основные выводы по работе:

1. Применение энергии взрыва для ускоренного метода извлечения трубопровода из грунта сокращает сроки проведения ремонтных работ.

2. Оценка динамического действия взрыва заряда под трубопроводом позволила произвести разработку нового метода извлечения трубопровода из грунта.

3. Сравнение экспериментальных и расчетных данных определило их удовлетворительную сходимость, которая лежит в пределах 8 - 12 %.

4. Определены характер и объем взрывных работ для демонтажа трубопровода, с назначением параметров выемки.

5. Выполнена оценка влияния твердой среды на результаты выемки трубопроводов взрывным способом.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Большаков Ю. Н. Нефтегазовый комплекс: возможности роста и конкурентные стратегии /Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т7/ Транспортный комплекс-2002. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2002 г. - С. 110113.

2. Большаков Ю. Н. Нефтегазовый комплекс на пороге нового века/ Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т.//Транспортный комплекс-2002. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2002 г. - С. 113-116.

3. Большаков Ю. Н. Нефтянная промышленность России/ Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т./ЛГранспортный комплекс-2002. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2002 г. - С. 116-121.

4. Большаков Ю. Н. Разработка эффективных методов извлечения из грунта трубопроводов, фортификационных сооружений с использованием энергии взрыва. - Тюмень: ТФВИУ, per. № 23, 2003 г. -78 с.

5. Большаков Ю. Н. Извлечение трубопровода из грунта энергией взрыва/Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т.//Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов западной Сибири, -Тюмень: ТюмГНГУ, вып. 1,2004 г. - С. 78-83.

6. Большаков Ю. Н. Модель мерзлых грунтов для описания волновых процессов/Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т.//Вопросы состояния и перепет ивы развития нефтегазовых объектов западной Сибири, - Тюмень: ТюмГНГУ, вып. 1,2004 г. - С. 83-89.

7. Большаков Ю. Н., Состояние нефтегазового комплекса России/ Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т//Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов западной Сибири, -Тюмень: ТюмГНГУ, вып. 1, 2004 г. - С. 89-95.

Подписано к печати J{Бум. писч. № 1

Заказ Усл. изд. л. 1,0

Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,0

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.

Издательство "Нефтегазовый университет" Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

"Тюменский государственный нефтегазовый университет" 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства "Нефтегазовый университет'' 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52

N21 2 5 7 9

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Большаков, Юрий Николаевич

Введение

Глава I АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Природно- климатические условия района эксплуатации трубопроводов.

1.2 Анализ причин выхода в ремонт магистральных трубопроводов.

1.3 Анализ методов ремонта нефтегазопроводов.

1.4 Анализ взрывных технологий, ремонта нефтегазопроводов.

1.5 Проблемы утилизации поврежденных участков нефтегазопроводов.

Выводы по главе 1.

Глава II ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА ИЗ ГРУНТА ЭНЕРГИЕЙ ВЗРЫВА.

2.1 Постановка внутренней задачи по теории действия взрыва.

2.2 Постановка внешней задачи по теории действия взрыва.,.

2.3 Определение условий распространения продуктов взрыва во внешней среде.

2.4 Определение воздействия продуктов взрыва на подземный трубопровод.

2.4.1 Построение модели среды.

2.4.2 Определение характеристик возмущения, при взрыве в твердой среде.

2.4.3 Определение параметров ударных волн и волн сжатия при взрыве в твердой среде.

2.5 Исследование влияния формы заряда на величину импульса воздействующего на трубопровод.

Выводы по главе II.

Глава Ш РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВА ' 75 3.1 Исследование действия взрыва удлиненного заряда применительно к извлечению трубопроводов.

3.1.1 Расчет расхода взрывчатого вещества и оптимальной глубины заложения удлиненного заряда.

3.1.2 Постановка полигонных экспериментов.

3.1.2.1 Описание экспериментов.

3.1.2.2 Обработка результатов экспериментальных исследований.

3.1.2.3 Результаты экспериментов.

Выводы по главе III.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка метода демонтажа трубопроводов энергией взрыва"

Протяженность магистральных трубопроводов России составляет 217 тыс. км, в том числе газопроводных магистралей, включая газоконденсато-проводы, - 151 тыс. км, нефтепроводных - 48 тыс. км, нефтепродуктопровод-ных - 19,3 тыс. км. [5].

По системе магистрального транспорта перемещается 100 % добываемого газа, 99 % добываемой нефти, более 50 % производимой продукции нефтепереработки. В общем объеме транспортной работы, доля газа составляет 55,4 %; нефти - 40,3 %; нефтепродуктов-4,3% [38].

На магистральных газопроводах и в подземных хранилищах единой системы газоснабжения эксплуатируется 247 компрессорных станций, 4053 газоперекачивающих агрегата общей установленной мощностью 42 млн кВт. Подачу газа потребителям обеспечивают 3300 газораспределительных станций.

В состав сооружений магистральных нефтепроводов, входят 387 нефтеперекачивающих станций, 100 продуктоперекачивающих станций, резер-вуарные парки общей вместимостью 17,43 млн м3 [5].

Российские трубопроводные системы наиболее активно развивались в 60-80-е годы. В настоящее время 35 % трубопроводов эксплуатируется более 20 лет, что требует повышенного внимания к их эксплуатационной надежности и технической безопасности.

На магистральных нефтепроводах эти проблемы стоят особенно остро. Сегодня, несмотря на значительное снижение загрузки нефтепроводов по сравнению с максимально возможной, опасность аварийных ситуаций не снижается, что ведет к увеличению объема работ по ремонту, реконструкции и техническому перевооружению.

По уровню надежности магистральные нефтепроводы можно разделить на три группы:

Нефтепроводы, построенные до 1970 года, вводились в эксплуатацию в основном без активной защиты от коррозии. Пассивная защита (битумная изоляция) была рассчитана на срок службы 8.12 лет. Фасонные детали нефтепроводов выполняли только сваркой на трассе.

Нефтепроводы, построенные в 1970-1975 годах, это нефтепроводы преимущественно большого диаметра (720 и 1220 мм). В проектах уже предусматривались средства электрохимзащиты. Фасонные изделия трубопроводов частично были заводского изготовления [43].

Нефтепроводы, построенные после 1975 года. При строительстве использовали фасонные детали только заводского изготовления. Во время предпусковых испытаний (24 ч) давление было повышено до заводского испытательного давления, вызывающего в металле труб напряжение, равное 0,90.0,95 нормативного предела текучести. Повышается категорийность отдельных участков нефтепроводов, предусматривается строительство трассовых ЛЭП.

В настоящее время магистральные нефтепроводы имеют битумные, полимерные и комбинированные покрытия, нанесенные в трассовых условиях. Нефтепроводы диаметром 1020. 1220 мм с полимерными и мастичными (битумными) покрытиями, имеющие срок эксплуатации более 15 лет, отнесены к участкам повышенного риска. Общая протяженность таких участков составляет 7,8 тыс. км. [43].

Гарантированный срок службы изоляционных покрытий для нефтепроводов диаметром 820 мм и менее определен в 20 лет, по истечении которого требуются их периодическое обследование и выборочный ремонт.

Надежность, экологическая безопасность и снижение аварийности неф-тепродуктопроводов обеспечиваются за счет:

• диагностики и капитального ремонта линейной части, резервуаров и оборудования;

• технического перевооружения и реконструкции технологического оборудования, систем автоматизации насосных станций, резервуарных парков и телемеханизации линейной части магистральных нефтепродуктопрово-дов;

• модернизации существующих и внедрения новых систем пожаротушения резервуарных парков.

Использование трубопроводного транспорта нефтепродуктов экономически целесообразно. Тарифы на транспорт по системе трубопроводов останутся ниже тарифов на железнодорожные перевозки, что позволит:

• ликвидировать разбалансированность транспортных связей путем транспорта нефтепродуктов;

• снизить транспортную составляющую цены экспортных нефтепродуктов, повысив эффективность экспорта;

• повысить безопасность и обороноспособность России, а также уменьшить экономическую зависимость от стран транзита.

Анализ современного состояния и перспектив развития магистрального трубопроводного транспорта России позволяет сделать следующий вывод: трубопроводный транспорт имеет хорошие перспективы развития.

Перспективные проекты требуют государственной поддержки, прежде всего, в организации финансирования проектов, особенно экспортных направлений, а также в заключение многосторонних соглашений со странами, через которые осуществляется транзит российских углеводородов.

Трубопроводная система Российской Федерации эксплуатируется более 100 лет. Однако ни в одной стране нет такой высокой степени изношенности этих транспортных структур. По оценкам специалистов Министерства по чрезвычайным ситуациям, количество аварий магистральных трубопроводов, протяженность которых более 200 тыс. км, ежегодно растет и составляет 0,23 аварии на 1000 км/год. Если сегодня не предпринимать экстренных мероприятий, связанных с ремонтом и реконструкцией трубопроводных систем, то в обозримом будущем магистральные трубопроводы по праву можно будет считать стратегически аварийными объектами.

При общей протяженности газопроводов 151000 км, капитального ремонта требует 7,5-5-8 %. На нефтепроводах из 48000 км, капитального ремонта требуют 37,5 %. На продуктопроводах протяженностью 19300 км, капитального ремонта требуют 6+6,5 % [73].

Отсюда следует что большое количество трубопроводов нуждается в ремонте, что потребует большого привлечения сил и средств. Ремонтные работы при применении существующих технологий и методик капитального ремонта трубопроводов потребуют значительных временных затрат.

Известно, что при проведении капитальных ремонтов на долю земляных работ приходится, из всего объема, более 50 %.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что назрела необходимость в разработке и привлечении новых методов по капитальному ремонту трубопроводов, которые обеспечили бы снижение временных затрат на производство земляных работ.

В диссертационной работе для снижения объемов земляных работ разработан новый метод извлечения трубопроводов из трассы энергией взрыва без ее предварительного вскрытия.

Актуальность темы. По трубопроводным магистралям Западной Сибири от мест добычи до потребителей и границ региона в год транспортируется более 500 млрд. м3 газа и более 300 тыс. тонн нефти. Протяженность магистральных трубопроводов по Западно-Сибирскому региону составляет более 45000 км, 50 % проложены по слабонесущим грунтам и эксплуатируются в сложных природно-климатических условиях. Вследствии необходимости проведения больших объемов земляных работ при капитальных ремонтах трубопроводов возникает необходимость поиска новых способов выемки грунта, связанного с необходимостью его извлечения из трассы. Это определило актуальность темы исследований.

Цель и задачи исследования. Целью исследований является разработка методик по ускоренному методу извлечения трубопроводов из грунта с применением энергии взрыва.

Для достижения поставленной цели, решались следующие задачи:

1. Произвести оценку динамического воздействия взрыва заряда в грунте, вдоль трубопровода.

Научная новизна. На основании выполненных исследований получены следующие результаты:

2. Разработана методика проведения взрывных работ для демонтажа трубопровода.

Практическая ценность. Результаты проведенных исследований рекомендуется использовать при проектировании и производстве строительно-монтажных работ по капитальному ремонту магистральных и промысловых нефтегазопроводов, а также различных водоводов.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Большаков, Юрий Николаевич

Основные выводы по работе

При проведении исследования автор рассмотрел проблему применения энергии взрыва для извлечения из грунта трубопровода без его предварительного вскрытия.

Смысл нашей работы был заключен в разработке нового метода скоростного извлечения трубопровода из грунта.

Оценивая проведенное исследование, можно отметить что в работе удалось решить основную задачу, извлечение трубопровода из грунта энергией взрыва без его предварительного вскрытия.

В тоже время проблема решена только с одной стороны, при условии применения удлиненных зарядов.

В дальнейшем возникает задача добиться положительных результатов при условии применения сосредоточенных зарядов. Что в технологическом плане даст больший экономический эффект.

Положительным эффектом работы можно считать то, что при применении разработанного метода можно добиться значительного сокращения времени на выполнение всего объема задачи. Это имеет решающее значение при ликвидации аварий возникающих на магистральных трубопроводах.

Также при применении данного метода можно добиться значительного экономического эффекта. Что может стать решающим исходя из необходимых объемов проведения капитального ремонта магистральных трубопроводов.

В качестве итогов исследования можно отметить:

1. Применение энергии взрыва для ускоренного метода извлечения трубопровода из фунта сокращает сроки проведения ремонтных работ.

2. Оценка динамического действия взрыва заряда под трубопроводом, позволлила произвести разработку нового метода извлечения трубопровода из грунта.

3. Сравнение экспериментальных и расчетных данных определило их удовлетворительную сходимость, выяснено, которая лежит в пределах 8 - 12 %.

4. Определены характер и объем взрывных работ для демонтажа трубопровода, с назначением параметров выемки.

5. Выполнена оценка влияния твердой среды на результаты, выемки трубопроводов взрывным способом.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВЗРЫВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ КАПИАЛЬНОГО РЕМОНТА

ТРУБОПРОВОДА 4.1 Выработка рекомендаций по практическому применению предлагаемого способа Проведя экспериментальные исследования, автор пришел к выводу, что работы по извлечению трубопроводов необходимо механизировать.

Ниже рассмотрены варианты применения установок направленного бурения и зарядных машин для механизации подготовительных работ.

4.1.1 Установки направленного бурения Установок направленного (горизонтального) бурения существует очень много, они различны по своим характеристикам, но правила применения однотипны. Поэтому мы считаем целесообразным, показать порядок применения данных установок на примере одной, у остальных осветить только их технические характеристики.

Установка горизонтального направленного бурения УГНБ-250 Внешний вид рассматриваемой установки показан на рисунке 4.1

Рис. 4 ! Внешний вид установки

Назначение:

Установка горизонтального направленного бурения УГНБ-250 предназначена для бестраншейной прокладки трубопроводов и других коммуникаций под транспортными магистралями, водными и другими естественными и искусственными преградами.

Преимущества перед другими методами укладки зарядов: значительное сокращение сроков и снижение стоимости работ; минимальный экологический ущерб окружающей среде; возможна укладка заряда в местах, недоступных традиционным методам.

Технические характеристики:

Наибольший диаметр пробуриваемой скважины, 250 мм Дальность проходки при наибольшем диаметре заряда, 100 м Наибольшая глубина укладки зарядов, 9 м Средняя сменная производительность установки при укладке заряда диаметром 110 мм, 50 м Температура окружающей среды, от -10°С до +30°С Бурение в группах I-III категории буримости при наличии мелкого щебня и строительного мусора

Состав установки:

Станок буровой выполнен в виде одноосного автомобильного прицепа тип привода - гидравлический усилие прямой/ обратной тяги - 65/70 кН частота вращения шпинделя - 0-70 об/мин давление нагнетания бурового раствора - 6,0 МПа масса - 700 кг

Комплект средств навигации обеспечивает определение пространственного положения бурового снаряда и выдачу информации для корректировки трассы на этапе пилотного бурения

Дизельмаслостанция выполнена в виде отдельного блока и состоит из двигателя Д-144, двух насосов, обеспечивающих давление на выходе 16 МПа.

Глиномешалка (узел приготовления бурового раствора) горизонтального типа, двухшнековая, емкостью 2500 л, обеспечивает перемешивание и подачу бурового раствора к буровому станку.

Комплект бурового инструмента включает 100 буровых штанг диаметром 50 мм и длиной 2 м, снаряд буровой, расширители и другой инструмент.

Технические характеристики некоторых установок направленного бурения представлены в приложениях 4, 5.

4.2.2 Зарядные машины

В качестве одного из типов зарядных машин рассмотрим Инженерную машину заграждения.

Инженерная машина заграждения предназначена для механизированной отрывки зарядной полости (в виде щели), укладки, а забивки удлиненных зарядов с целью производства разрушения и минирования дорог. Кроме того, машина может применяться для устройства взрывным способом противотанковых рвов большой протяженности и бурения скважин.

Общее устройство

Основными составными частями Инженерной машины заграждения являются базовая машина и специальное оборудование. В качестве базовой машины используется изделие 453. Специальное оборудование включает: цепной рабочий орган; заряжающий орган; взрывное устройство; подъемную платформу; буровое устройство.

Цепной рабочий орган предназначен для отрывки зарядной полости (щели) и состоит из рамы, цепи со скребками, гидро-мотора с редуктором, приводной и натяжной звездочек, механизма подъема и опускания рабочего органа. Привод рабочего органа осуществляется при помощи гидро-мотора с редуктором, а заглубление и выглубление рабочего органа производится за счет двух гидроцилиндров.

С помощью заряжающего органа производятся следующие операции; выдача и укладка заряда в отрываемую рабочим органом щель; забивка заряда; подготовка боевика заряда к применению. Заряжающий орган включает: две бобины с УЗ; поддерживающие и протягивающие ролики; зарядопровод; вытяжной механизм боевика, ленточный транспортер с приводом; уплотнительный каток.

Взрывное устройство предназначено для производства взрыва зарядов. Оно состоит из пульта управления (в кабине машины), 2-х блоков катушек (по 3 катушки провода С1111-2 в каждом блоке), располагаемых с обеих сторон машины, двух направляющих труб, двух плужков для зарывки проводов в грунт, комплекта боевиков (перевозится в специальном ящике в машине). На пульте управления находятся контрольные и измерительные приборы. Соединение проводов катушек с пультом управления осуществляется через штепсельные разъемы, которые располагаются с внешней стороны блоков катушек. Посылка импульса тока во взрывную сеть может производится непосредственно с пульта управления за счет собственного источника питания.

Бурение скважин осуществляется буровым устройством, включающего: раму, которая крепится к корпусу базовой машины; гидромотор с редуктором; механизм подачи; поворота и фиксации; шнек. Перевод, бурового устройства в транспортное и рабочее положение и фиксация этих положений производится механизмом поворота и фиксации.

Причем, в транспортном положении буровое устройство располагается горизонтально (в пределах габарита машины по ширине). Для вращения шнека используется гидро-мотор с редуктором, а для заглубления и выглубления шнека - механизм подачи.

Основные тактико-технические характеристики

Инженерная машина заграждения обладает следующими основными тактико-техническими характеристиками:

1. Тип базовой машины- изделие 453 (гидрофицированный многоцелевой тягач МТТ).

2. Экипаж- - 3 человека в составе: командир машины; оператор -взрывник; механик - водитель.

3. Тип заряда - гибкий удлиненный (шланговый) заряд с расходом ВВ -4.6 кг/м и диаметром не более - 0,10.0,12 м. длина одного заряда - 25 м. Каждый заряд укомплектовывается двумя боевиками.

4. Боекомплект - 4 заряда. Два сочлененных между собой заряда наматываются на одну бобину. Всего на инженерной машине заграждения устанавливаются две бобины. К месту выполнения задачи заряды доставляются в бобинах на машинах, которые оборудуются крановым приспособлением грузоподъемностью - 1 т. В одной машине перевозится 3 боекомплекта.

5. Размеры отрываемой щели, в м; ширина - 0,3 м; глубина - не менее 2,5 м.

6. Скорость отрывки щели и укладки заряда на глубине 2,5 м в грунтах I.III категорий (ГОСТ 17343-71) - не менее 4.5 пог. м/мин. Для мерзлых грунтов с глубиной промерзания до 1 м -не менее 1,5.2 пог. м/мин.

7. Размеры пробуриваемой скважины, в м: глубина -2 м; диаметр - 0,45 м.

Время бурения одной скважины в грунтах I.III категорий (ГОСТ 17343-71) - не более 3 мин.

8. Время подготовки Инженерной машины заграждения к работе - не более 5 мин.

9. Время установки на Инженерную машину заграждения одного боекомплекта - 2.3 мин.

10. Режим управления рабочими процессами Инженерной машины заграждения - автоматический и ручной.

11. Высота подъема платформы - до 6 м.

Возможности Инженерной машины заграждения

Для приведения в действие Инженерной машины заграждения включаются рабочий ход, механизм подъема и опускания рабочего органа и его привод. Производится постепенное заглубление рабочего органа. При этом ленточный транспортер разворачивается относительно оси движения так, чтобы разрабатываемый грунт ссыпался в сторону от щели. После достижения необходимой глубины заложения заряда начинают работать протягивающие ролики, которые обеспечивают подачу заряда в зарядопровод с последующей его укладкой на дно щели. В это время ленточный транспортер переводится в исходное положение и ранее ссыпаемый грунт в сторону от щели, подается в щель и уплотняется уплотнительным катком.

Когда конец заряда с навернутым на него боевиком достигнет вытяжного механизма, последний осуществляет захват кольца боевика и автоматический подъем на поверхность крышки с отрезками детонирующего шнура, Одновременно производится выглубление рабочего органа и перевод его в транспортное положение.

Машина может работать как в автоматическом, так и в ручном режимах управления. В первом случае автоматически выдерживается заданное направление, глубина и скорость укладки заряда. Сигналы со всех датчиков поступают на пульт управления и показывают оператору -взрывнику состояние контролируемых объектов.

Машиной предусматривается одновременная укладка зарядов с обеих бобин в одну зарядную полость, а также механизированная прокладка проводов с зарывкой в грунт. Для прокладки проводов необходимо пропустить провод от катушки по направляющей трубе через поддерживающие ролики плужка. Плужок из транспортного положения переводится в рабочее, устанавливается и фиксируется на необходимую глубину отрывки. При движении машины нож плужка делает борозду , в которую укладывается провод. В случае необходимости можно осуществлять поочередную выдачу проводов из 3-х катушек (т.е, полностью с одного блока катушек). Аналогичным образом производится прокладка проводов со следующего блока катушек с помощью второго плужка.

Рассмотрим возможности выполнения машиной и членами ее экипажа вариантов извлечения трубопроводов из грунта энергией взрыва, которые приводились нами ранее. Если извлечение производится непосредственно после укладки зарядов, то выглубление рабочего органа необходимо начинать с таким расчетом, чтобы конец заряда располагался на глубине не более 10. 15 см от поверхности грунта. Оператором - взрывником устанавливаются в запальные гнезда электродетонаторы, сращиваются их концевики с магистралью одной из катушек. Машина отъезжает на безопасное расстояние. Затем подсоединяются провода выбранной катушки к штепсельному разъему блока катушек, и через пульт управления оператор-взрывник производит взрыв заряда.

При подготовке к извлечению участков трубопроводов во 2-ой степени готовности необходимо после окончания укладки зарядов и выдачи на поверхность отрезков детонирующего шнура боевиков оборудовать точки инициирования. Для этого потребуется: отрыть приямок по размеру ящика из под тротиловых шашек; забить два колышка, один из которых имеет сверху цилиндрическое углубление для электродетонаторов; вставить в углубления электродетонаторы, а их концевики срастить с магистральным проводом; поднятые на поверхность отрезки детонирующего шнура боевика свернуть в круги, пропустить через другой колышек и уложить на грунт ; закрыть приямок пустым ящиком, засыпать небольшим слоем грунта и установить отличительный знак.

Оборудование точек инициирования производит командир машины и оператор-взрывник. Затем с помощью Инженерной машины заграждения осуществляется прокладка магистрального провода в направлении подрывной станции. Для перевода в 1-ую степень готовности извлекается из приямка ящик, сращиваются электродетонаторы (или капсюли-детонаторы зажигательных трубок) с концами отрезков детонирующего шнура боевика.

Обладая перечисленными выше возможностями, и приведенными в технических характеристиках, Инженерная машина заграждения за один час непрерывной работы в состоянии обеспечить подготовку к извлечению: Участка протяженностью 100 м трубопровода; Кроме того, Инженерная машина заграждения позволяет: со средним темпом до 150 пог. м/час. осуществлять подготовку к взрыву участков устройства траншей для прокладки трубопроводов;

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что реализация на практике нового способа извлечения трубопроводов с помощью Инженерной машины заграждения или установок направленного бурения позволит почти на порядок сократить время и трудоемкость подготовительных работ, а также примерно на 25% (иногда и больше) снизить общее время на извлечение участка трубопровода из грунта.

4.2 Меры безопасности при применении предлагаемого способа Исходя из описанного в предыдущих главах можно сделать вывод что взрывные работы необходимо проводить с соблюдением определенных мер безопасности, которые предлагаются автором:

Электродетонаторы в открытые заряды вставлять только непосредственно перед производством взрыва по распоряжению руководителя работ (старшего); при этом лиц, не связанных с выполнением указанной операции, от зарядов удалять на безопасное расстояние (в укрытие); до окончания работ по установке электродетонаторов в заряды и отхода людей на безопасное расстояние (в укрытие) источник тока к магистральным проводам не подключать; при устройстве электровзрывных сетей предусматривать меры защиты их от действия грозовых разрядов; перед грозой участковые провода отсоединять от магистральных, концы участковых проводов разводить в стороны и тщательно изолировать; не располагать провода электровзрывных сетей б л и ж е 200 м от электрических. станций, подстанций, высоковольтных линий, электрифицированных железных дорог и мощных радиостанций; приводные ручки (ключи) от подрывных машинок, а также источники тока (подрывные машинки, батареи и т. п.) содержать под охраной и выдавать подрывникам лишь непосредственно перед взрывом по распоряжению руководителя работ (старшего); перед подключением омметра к сети для проверки последней предварительно убедиться в его исправности; проверку электровзрывных сетей омметром производить только после удаления всех людей от мест расположения зарядов; концы магистральных проводов на станции держать изолированными с подвязанными к ним бирками, обозначающими, от какой группы зарядов идут те или иные провода; перед производством взрыва, после отвода всех подрывников на безопасное расстояние или в укрытие, подавать команду (сигнал) «Приготовиться»; по этой команде на подрывной станции освобождаются от изоляции и присоединяются к подрывной машинке (источнику тока) концы магистральных проводов; подрывная машинка заряжается (заводится); после проверки выполнения предыдущей команды подавать команду (сигнал) «Огонь», по которой нажатием кнопки «Взрыв» поворотом ключа, замыканием контакта) производится включение подрывной машинки (источника тока) в электровзрывную сеть; при производстве групповых взрывов электрическим способом проверку результатов взрыва производить од ному человеку: при отказе отключить концы магистральных проводов от подрывной машинки (источника тока), изолировать их и развести в стороны, сдать под охрану ручку (ключ) от машинки и после этого выяснить причины отказа; подходить к отказавшим зарядам разрешается не р а н е е чем через 5 минут; при производстве работ с электродетонаторами замедленного действия к отказавшим зарядам можно подходить не ранее чем через 15 минут с момента, когда по расчету должен был бы произойти взрыв. магистральные провода подводить к группам зарядов с необходимой слабиной во избежание выдергивания электродетонаторов при подсоединении участковых проводов; при засыпке колодцев (шурфов) сначала бросать мягкий грунт на стенку колодца, наиболее удал е н н у ю от заряда, до тех пор, пока заряд не покроется естественно сползающим грунтом на 20—30 см; лишь после этого производить утрамбовку грунта и дальнейшую засыпку колодца по всему сечению; при большой глубине колодцев начальная засыпка зарядов мягким грунтом производится при помощи воротов, журавлей и т. п.; места уложенных в грунт и засыпанных зарядов отмечать на местности какими-либо знаками, значение которых должно быть известно всему личному составу, участвующему в подрывных работах; учитывать, что при сильном ветре дальность разлета комьев грунта в направлении ветра увеличивается; не занимать сразу после взрывов образовавшиеся воронки, так как в них в течение некоторого времени обычно удерживаются ядовитые газы; при заряжании шпуров и скважин производить их тщательную прочистку, прежде чем вводить в них заряды, заряды досылать в шпуры и скважины дерев я н н ы м и прибойниками (на конце прибойника допускается медная или алюминиевая насадка) или опускать их при помощи шпагата, проволоки ит. п.; подвешивать заряды на огнепроводном шнуре или на проводах электродетонаторов запрещается; заряжание котловых шпуров производить не ранее чем через 30 минут после их прострела; осмотр котловых шпуров и шпуров, образованных взрывом кумулятивных зарядов, можно производить через 5 минут после взрыва (прострела); при осмотре применять подсветку шпуров открытым огнем запрещается.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Большаков, Юрий Николаевич, Тюмень

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений. Москва: Наука, 1971.-269 с.

2. Авакун Г. А. Расчет энергетических и взрывчатых характеристик ВВ. -Москва: М., 1964.-159 с.

3. Архангельская В. М. Векторная алгебра и аналитическая геометрия. -Москва: М., 1968.-379 с.

4. Алабужев П. П. Теория подобия и размерностей. Моделирование. -Москва: М., 1968.-375 с.

5. Баталин Ю.П. Организация строительства магистральных трубопроводов. Москва: Недра, 1993.-317 с.

6. Большаков Ю.Н., Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т. Нефтегазовый комплекс: возможности роста и конкурентные стратегии// Транспортный комплекс 2002.-Тюмень:ТюмГНГУ, 2002 г. -С.110-113.

7. Большаков Ю.Н., Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т. Нефтегазовый комплекс на пороге нового века // Транспортный комплекс 2002.-Тюмень:ТюмГНГУ, 2002 г. -С. 113-116.

8. Большаков Ю.Н., Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т. Нефтяная промышленность России // Транспортный комплекс 2002.-ТюменыТюмГНГУ, 2002 г. -С.116-121.

9. Большаков Ю.Н. Разработка эффективных методов извлечения из грунта трубопроводов, фортификационных сооружений с использованием энергии взрыва. Тюмень: ТФВИУ, per. № 23, 2003 г. -78 с.

10. Ю.Большаков Ю.Н., Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т. Извлечение трубопровода из грунта энергией взрыва// Вопросы состояния иперспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири, -Тюмень: ТюмГНГУ, вып. 1,2004 г. С. 78-83.

11. Н.Большаков Ю.Н., Иванов В.А., Минин А.П., Саркисян Г.Т. Модель мерзлых грунтов для описания волновых процессов// Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири, Тюмень: ТюмГНГУ, вып. 1,2004 г. - С. 83-89.

12. Бурцева Н. Н. И кнутом.(Экономическая политика в сфере обращения с отходами) // Э. 2001.- №Ю.-С. 60-64.

13. Баум Ф.А., Станюкович Б. И., Шехтер Б. И. Физика взрыва. Москва: ГИТТЛ, 1959.-243 с.

14. Баталина С.Ю. Выбор оптимальных тхнологических решений производства буровзрывных работ в условиях вечной мерзлоты. -Москва: ВНИИПК, 1989.-27 с.

15. Баталина С. Ю., Самойлов Б.В. Оптимизация буровзрывных работ при строительстве магистральных трубопроводов. Москва: ВНИИПК, 1988.-26 с.

16. Березин В. Л., Мавлютов К. Е., Ращепкин К. Е., Ясин Э. М. Надежность трубопроводов при производстве промышленных взрывов. Москва: ЦНТИ-ВНИИСТ, 1975.-36 с.

17. Боревич 3. И. Определители и матрицы. Москва: Наука, 1970.-512 с.

18. Боревич 3. И., Шафаревич И. Теория чисел. Москва: Наука, 1972.-159 с.

19. Беляев В. Г. Сопротивление материалов. Москва: М., 1959.-425 с.

20. Бусурина Л. Н. Численный расчет детонации. Москва: ИПМ АН СССР, 1968.-243 с.

21. Бриджинин С. В. Физика высоких давлений. Москва: Высшая школа, 1976.-529 с.

22. Вялов С. С. Реологические основы механики грунтов. Москва: Высшая школа, 1978.-327 с.

23. Власов О. Е. Основы теории действия взрыва. Москва: ВИА, 1957.-211с.

24. Вовк А. А., Черный Г. И., Смирнов А. Г., Кравец В. Г. Основы динамики грунтов. Киев: Наукова думка, 1968.-317 с.

25. Вовк А. А., Ткачук К. Н. Вопросы управления взрывным импульсом // ВГГП. 1985.- №1.-С. 3-13.

26. Вальков К. Введение в теорию моделирования. Ленинград: Ленинград, 1974.-179 с.

27. Войцеховский Б. В. Динамика сплошной среды. Новосибирск: Новосибирск, 1971.-263 с.

28. Варга Р. Функциональный анализ и теория апроксимизации в численном анализе. Москва: Мир, 1974.-427 с.

29. Вейль А. Основы теории чисел. Москва: Мир, 1972.-323 с.

30. Глухих В. К. Первоклассная техника и специалисты в ожидании инвестиционного бума // ДС. 1994.- №7-8.-С. 23.

31. Григорян С. С. Некоторые вопросы математической теории деформирования и разрушения твердых горных пород. Москва: ПММ, 1967.-247 с.

32. Данилов А. Д., Кистинов В. В. Экономическая география СССР: Учебник для экономических специальностей вузов. Москва: М., 1983.-289 с.

33. Думнов Д. А. Отходное место // ПРВ. 1999.- №6.-С. 3-4.

34. Дубнов Я. С. Основы векторного исчисления. Ч. 1-2. Москва: Высшая школа, 1973.-259 с.

35. Демидович Б. П. Сборник задач и упражнений по математическому анализу. Москва: Высшая школа, 1971.-369 с.

36. Демидович Б. П. Сборник задач и упражнений по математическому анализу. Москва: Наука, 1972.-368 с.

37. Золотев А. В. Как выйти из топливного кризиса // И. 1992.- №81.-С. 4.39.3ельдович Я. Б., Коипанейц А. С. Теория детонации. Москва: Гостехиздат, 1955.-273 с.

38. Зельдович Я. Б., Райдер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. Москва: Наука, 1966.-257 с.

39. Иголкин А. В. Нефть Родины // НС. 1993.- №5,6.-С. 78.

40. Исмагилов Р. М. Буровзрывные работы при строительстве нефтепромысловых трубопроводов. Москва: ВНИИОЭНГ, 1987.-59 с.

41. Крюков В. А. Полные канистры и пустые карманы // ЭКО. 1994.- №1.-С. 67.

42. Короткова А. В. Управленческий учет и анализ затрат в организациях по заготовке и переработке вторичных металлов: Автореф. канд. экон. наук: 08.00.12. Саратов: Саратов, 2001.-21 с.

43. Купряков Ю. П., Радзинский В. А. Сбор и заготовка лома и отходов цветных металлов. Москва: Металлургия, 1988.-160 с.

44. Кутузов Б. Н. Разрушение горных пород взрывом: Учебник для вузов.-3-е изд., перераб., и доп. Москва: МГИ, 1992.-345 с.

45. Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. -Москва: ГИТТЛ, 1955.-189 с.

46. Кайнинг Д. Высокоскоростной удар // Физика быстропротекающих процессов. -Москва,-1971. Вып.Мир. - С. 204-246.

47. Карпенко М. П., Телегин Л. Г. Сооружение нефтегазопромысловых трубопроводов на болотах. Москва: ВНИИОЭНГ, 1977.-96 с.

48. Кестенбайм X. С. Точечный взрыв. Методы расчета. Москва: Наука, 1974.-253 с.

49. Кирпичев М. В. Теория подобия. Москва: М., 1953.-427 с.

50. Клепиков Н. П., Соколов С. Н. Анализ и планирование экспериментов методом максимума правдоподобия. Москва: Наука, 1964.-157 с.

51. Копченова Н. В., Марон И. А. Вычислительная математика в примерах и задачах. Москва: Наука, 1972.-357 с.

52. Круг Г. К. Теоретические основы планирования экспериментальных исследований. Москва: МЭИ, 1973.-374 с.

53. Ляхов Г. М. Основы динамики взрыва в грунтах и жидких средах. -Москва: Недра, 1964.-275 с.

54. Ляхов Г. М., Полякова Н. И. Волны в плотных средах и нагрузки на сооружения. Москва: Недра, 1967.-263 с.

55. Лучко И. А., Плаксий В. А., Ремез Н. С. Напряженно-деформированное состояние неводонасыщенного грунта при взрыве сферического заряда //ВГТП. 1985.- №1.-С. 21-33.

56. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул. Москва: Высшая школа, 1982.-89 с.

57. Ладыженская О. А. Краевые задачи математической физики. -Ленинград: Ленинград, 1980.-459 с.

58. Ляшко И. И.Математический анализ в примерах и задачах. 1-2 том. -Москва: Высшая школа, 1974.-527 с.

59. Лузин Н. Н. Интегральное исчисление. Ленинград: Ленинград, 1949.167 с.

60. Ланкастер П. Теория матриц. Москва: Наука, 1982.-214 с.

61. Лисенков А. А., Маркова Е. В. Планирование эксперимента в условиях неоднородностей. Москва: Наука, 1973.-459 с.

62. Лит Л. Сейсмическое действие взрыва. Москва: ГТТИ, 1963.-279 с.

63. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул. Москва: Высшая школа, 1982.-224 с.

64. Люстерник Л. А. Расчет физических полей методами моделирования. -Москва: Машиностроение, 1968.-374 с.

65. Мельников В. В., Рыков Г. В. Динамика грунтов. Москва: ВИА, 1973.257 с.

66. Морозов Е. Н., Никишков Г. П. Метод конечных элементов в механикеразрушения. Москва: Наука, 1980.-254 с.

67. Меркулова В. М. Особенности методики измерений ультразвукового затухания в сильных неоднородных материалах. Ленинград: ЛДНТП, 1967.-57 с.

68. Миронов П. С. Взрывы и сейсмобезопасность сооружений. Москва: М., 1973.-617 с.

69. Мосинц В. Г. Сейсмика промышленных взрывов. Москва: Гостехиздат, 1971 .-293 с.

70. Неверов В. С.Перспективы нефтяной промышленности Западной Сибири//ДМ. 1993.-№20.-С. 16.

71. Неверов В. С. Нефть и газ в зеркале планеты // ДМ. 1994.- №29.-С. 16.

72. Налимов В. В. Теория эксперимента. Москва: Наука, 1971.-153 с.

73. Никифоровский В. С., Шемякин Е. И. Динамическое разрушение твердых тел. Новосибирск: Новосибирск, 1979.-197 с.

74. Ойкумена О. X. Почвенный справочник/Перевод с французского. -Смоленск: Смоленск,.

75. Покровский Г. И. Взрыв. Москва: Недра, 1964.-187 с.

76. Покровский Г. И., Черниговский А. А. Расчет зарядов при массовых взрывах на выброс. Москва: Гостехиздат, 1963.-193 с.

77. Протодьяконов М. М., Тедер Р. И. Методика рационального планирования экспериментов. Москва: Наука, 1970.-76 с.

78. Панков В. Н. Гидродинамический расчет высокоскоростного удара твердого тела о многослойную преграду методом характеристик // Аэрогазодинамика быстропротекающих процессов. -Томск,- 1981. -Вып. С. 25-29.

79. Пронина Г. Е. Математическая логика. Раздел 1. Москва: ВИА, 1983.103 с.

80. Пронина Г. Е. Математические методы анализа и оптимального проектирования опорных технических систем. Москва: ВИА, 1983.104 с.

81. Панов Д. Ю. Справочник по численному решению дифференциальных уравнений в частных производных. Москва: М., 1972.-523 с.

82. Покровский Г. И. Физические основы учения о взрыве и ударе. -Москва: М., 1946.-497 с.

83. Персон П., Юхансон К. Детонация взрывчатых веществ. Москва: М., 1973.-541 с.

84. Ром В. Я. Экономическая и социальная география СССР. Т.1. -Москва:., 1986.-193 с.

85. Ромашов А. Н. Особенности действия крупных подземных взрывов. -Москва: Недра, 1980.-244 с.

86. Рахматулин X. А., Сагомонян А. Я., Алексеенко Н. А. Вопросы динамики грунтов. Москва: МГУ, 1964.-287 с.

87. Рабинович И. М., Синицын А. П., Лужин О. В., Теренин Б. М. Расчет сооружений на импульсные воздействия. Москва: Стройиздат, 1970,189 с.

88. Салманов Ф. Нефть Сибири в политике и экономике России и мира // МЖ. 1993.-№10.-С. 48.

89. Суслов Н. И. Макроэкономические проблемы ТЭК // ЭКО. 1994.-№3.-С. 65.

90. Середа Н. Г., Муравьев В. М. Основы нефтяного и газового дела. Учебник для вузов.- 2-е изд., перераб., и доп. Москва: Недра, 1980.287 с.

91. Саламахин Т. М. Применение и эффективность зарядов, мин и минных полей. ч.1. Москва: ВИА, 1991.-324 с.

92. Саламахин Т. М. Физические основы механического действия взрыва и методы определения взрывных нагрузок. Москва: ВИА, 1974.-371 с.

93. Саламахин Т. М. Пособие для решения задач по теории механического действия взрыва. Москва: ВИА, 1967.-97 с.

94. Саламахин Т. М. Механическое действие взрыва в твердой среде. -Москва: ВИА, 1958.-149 с.

95. Синицын А. П. Практические методы расчета сооружений на сейсмические нагрузки. Москва: Стройиздат, 1967.-243 с.

96. Саламахин Т. М. Применение и эффективность зарядов, мин и минных полей. Москва: ВИА, 1991.-239 с.

97. Саламахин Т. М. Понятие о взрыве и взрывчатом веществе. -Москва: ВИА, 1957.-23 с.

98. Саламахин Т. М. Инструкция по проведению практических экспериментальных работ с применением ВВ и СВ. Москва: ВИА, 1979.-25 с.

99. Саламахин Т. М. Боевая эффективность инженерных боеприпасов и элементов системы заграждений. Ч. 2. Москва: ВИА, 1984.-424 с.

100. Саламахин Т. М. Действие взрыва удлиненного заряда. Москва: ВИА, 1975.-164 с.

101. Саламахин Т. М., Шакин А. А. Ударные волны, возникающие при взрыве в воздухе зарядов конденсированных взрывчатых веществ. -Москва: ВИА, 1964.-279 с.

102. Станюкович К. П. Физика взрыва. Москва: Наука, 1975.-289 с.

103. Саламахин Т. М. Детонация взрывчатых веществ. Москва: ВИА, 1958.-29 с.

104. Сагомонян А. Я. Проникание. Москва: М., 1974.-139 с.

105. Станюкович К. П., Баум Ф. А. Физика взрыва. Москва: М., 1959.-317 с.

106. Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. Москва: Наука, 1967.-288 с.

107. Усейнова И. Как выйти из кризиса // ЭП. 1992.- №8.-С. 16.

108. Ш.Умницкий В. А., Васильвицкий А. Е., Муратова Н. М., Мищенко В. С.

109. Научные и технические аспекты охраны окружающей среды // ВИНИТИ. 1999.- №3.-С. 69-93.

110. Хрущев А. Т.География промышленности СССР. Москва: М., 1986.248 с.

111. ПЗ.Хуснутдинов М. X. Технология и организация обустройства нефтегазовых промыслов. Москва: Недра, 1993.-298 с.

112. Хуснутдинов М. X., Шапиро В. Д. Технология и организация строительства наземных объектов нефтяной и газовой промышленности. Москва: Недра, 1988.-346 с.

113. Холево Н. А. Чувствительность взрывчатых веществ к удару. Москва: Машиностроение, 1974.-157 с.

114. Пб.Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. Москва: Мир, 1967.-135 с.

115. Холл К. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Москва: Мир, 1979.-517 с.

116. Цянь С. С. Физическая механика. Москва: Мир, 1965.-457 с.

117. Шафраник Ю. К., Козырев А. Г., Самусев А. Л. ТЭК в условиях кризиса // ЭКО. 1994.- №1.-С. 66.

118. Шагов Ю. В. Взрывчатые вещества и пороха. Москва: Воениздат, 1976.-179 с.

119. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. Москва: Мир, 1972.-97 с.

120. Шаяль В. Физика быстродействующих процессов. Москва: Мир, 1971.-269 с.

121. Юхансон К., Персон П. Детонация взрывчатых веществ. Москва: Мир, 1973.-231 с.

122. Яковлев Ю.С. Основы гидродинамики взрыва.- Ленинград: Ленинград, 1958.-367 с.

123. Характеристики волн сжатия для связных грунтов

124. Грунты и их состояние П а а мс/м b мс/м L*10"6 Н*с/м3 У

125. Водонасыщенный песок с содержанием защемленного воздуха: 0,00.13000 1,05 - 3,2 1,055*10"4. 36000 1,5 - 3,5 1,101*10"2. 87500 2,0 - 3,26 1,254*10"2. 68200 2,5 - 4,5 1,40

126. Суглинок при р=1600. 1650 кг/м3 65000 3,0 190 10 6,00 1,50

127. Глина при р=1700. 1750 кг/м3 65500 2,8 - 6,80 1,40

128. Лесс при р=1340. 1380 кг/м3 16400 2,8 260 14 7,55 1,65

129. Характеристики взрывчатых веществ

130. ВВ Формула или состав, % Плот-сть кг/м3 Скорость детон., м\с Уд.энерг., МДж/кг Фугасн-ть см3 Бриз-ть, мм

131. Гремучая ртуть Hg(ONC)2 3500 5400 1,7 110

132. Азид свинца Pb(N3)2 4600 5300 1,6 115 .

133. ТНРС С6Н(Ж>2)з02РЬН20 2900 5200 1,7 110

134. Гексоген (CH2NN02)3 1700 8000 5,42 470 18

135. Тетрил Сб Н2 (Ж)2)з N(N02) СНз 1600 7700 5,1 340 22

136. ТЭН С(СН2 0N02)4 1600 8300 5,7 480 24

137. Тротил (TNT) С6 Н2 СНз (Ш2)з 1600 6900 4,2 290 16