Методика оценки пространственного положения трубопровода в условиях пучинистых грунтов

Юрченко, Анатолий Анатолиевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Методика оценки пространственного положения трубопровода в условиях пучинистых грунтов
ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Методика оценки пространственного положения трубопровода в условиях пучинистых грунтов"

/ДК 622.692.4

На правах рукописи

ЮРЧЕНКО АНАТОЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА В УСЛОВИЯХ ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТОВ

Специальность 25.00.19 -Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

Уфа 2011

4847411

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУЛ «ИПТЭР»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Малюшин Николай Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Азметов Хасан Ахметзиевич

кандидат технических наук Кутузова Татьяна Тимофеевна

Ведущая организация: ООО «ГазпромТрансгаз-Сургут»

Защита диссертации состоится 3 июня 2011 г. в 12-30 на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ТУП «ИПТЭР» по адресу: 450055, г.Уфа, пр.Октября, 144/3, ГУЛ «ИПТЭР»)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУЛ «ИПТЭР»

Автореферат разослан 29 апреля 2011 года

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор --Д.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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.

1. Выявить степень влияния грунтового фактора на формирование НДС стенки подземного трубопровода в условиях пучинистых грунтов.

2. Разработать методику определения реального высотного положения подземного трубопровода и организовать геодезические наблюдения за его изменением от действия сил морозного пучения грунтов.

3. Разработать методику расшифровки НДС стенки подземного трубопровода на основе данных геодезических наблюдений с помощью регуляри-зирующих методов.

4. 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:

1. Результаты исследования степени влияния грунтового фактора на пространственное положение и НДС подземного трубопровода в условиях морозного пучения грунтов.

2. Результаты численных расчетов тепловых режимов конденсатопро-вода и газопровода.

3. Результаты геодезических наблюдений за пространственным пере-

мещением подземного трубопровода в условиях пучинистых грунтов.

4. Методика расшифровки НДС степени трубопровода на основе результатов геодезических наблюдений с помощью регуляризирующих методов.

5. 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» (ГУЛ «ИП-ТЭР», 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.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность диссертационной работы, её научная новизна, практическая ценность и достоверность полученных результатов.

В первом разделе установлена степень влияния фунтового фактора на пространственное положение трубопровода. Для этой цели использована формула Есаяна, по которой определяются эквивалентные напряжения в стенке трубопровода; так как только они позволяют оценить степень влияния

грунтового фактора на устойчивость трубопровода.

РА.

V 23

2 ( Рй ЕЭ V

ссЕЫ-и—^ + — 2* _ 2р ,

РБ ( ' РБ Ей л

+—И- аЕЬл-и-+

25 ^ 25 2р

где: Р - внутренне давление;

- внутренний диаметр трубопровода;

8 - толщина стенки трубы;

Е - модуль упругости материала трубы;

а - коэффициент линейного расширения стали;

& - температурный перепад; ¡л - коэффициент Пуассона;

Он - наружный диаметр труб;

р - минимальный радиус упругого изгиба (п. 8.27 СНиП 2.05.06-85).

К сожалению, до настоящего времени нет анализа выражения (1) с целью установления степени влияния входящих в него факторов на напряженно-деформированное состояние трубопровода. Однако произведенные расчеты показывают, при значении Я < р в стенках трубопровода появляются значительные дополнительные продольные напряжения, изменяется напряженно-деформированное состояние стенки трубопровода, существенно влияющее на надежность линейной части.

К факторам, усложняющим изучение проблемы взаимодействия трубопроводов с промерзающим грунтом, следует отнести исключительно сложные инженерно-геологические условия Тюменского нефтегазового региона.

Решение проблемы особенно актуально именно для данного региона, где вечномерзлые грунты занимают площадь около 1 млн. км2, а грунты с глубоким сезонным промерзанием составляют более 70% талых грунтов.

В этой зоне расположена значительная часть нефте-, газо- и конденса-топроводов. Из них, по данным института «Нефтегазпроект»: нефтепроводов

— 10 тыс. км, газопроводов - 56 тыс. км, промысловых и межпромысловых -90 тыс. км.

Однако зависимость аже от радиуса упругого изгиба не позволяет оценить степень влияния грунтового фактора на НДС стенки трубопровода, так как сам радиус упругого изгиба напрямую не связан с характеристиками грунта и не столько последними, сколько профилем трассы трубопровода.

Наиболее наглядно степень влияния грунтов на формирование НДС стенки трубопровода можно проследить при эксплуатации подземного трубопровода в условиях морозного пучения фунтов. Для этой цели в работе принята расчетная силовая схема взаимодействия трубопровода с промерзающим грунтом (рис. 1).

4-0

а"

1 -2 - поверхность земли; 3-4 - условная граница раздела грунтов;

5-6 нижний фронт промерзания; 7-8 - изогнутая ось трубопровода

q) (г;т) - погонная нагрузка сил отпора грун- q2 (г;т) - погонная нагрузка нормальных

та 1; сил морозного пучения грунта 2;

Рис.1. Расчетная силовая схема взаимодействия трубопровода с промерзающими фунтами

В работе автором выполнен расчет прочности реального участка подземного конденсатопровода Новый Уренгой - Сургут в условиях морозного пучения грунтов. Получена зависимость продольных напряжений в стенке подземного трубопровода от его осадки при оттаивании мерзлого грунта (рис.2).

140 120 100 80 60 40 20 0

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Рис 2. График зависимости продольных напряжений в стенке подземного трубопровода в условиях пучинистого грунта:

1 - максимально допустимые продольные напряжения в стенке ПТ

2 - зависимость сгпр = f(S)

При этом допустимые напряжения для рассматриваемого участка трубопровода составляют 106,68 МПа.

Из графика (рис. 2) следует, что уже при осадке 5=14 см и более, уровень продольных напряжений в стенке подземного трубопровода при радиусе R = 3000Í) превышает допустимые, т.е. в стенке трубопровода появляются пластические деформации.

Осадка слоя грунта при фиксированной нагрузке от трубопровода определялась по СП 50-10-101-2004.

Поскольку при определении осадки модуль деформации грунта Е является определяющим автором получены зависимости модуля деформации

грунта от его плотности (р), коэффициента пористости (е), степени водона-сыщения (51,.) и показателя пластичности.

Таким образом, выполненные исследования связывают уровень напряжений в стенке трубопровода с классификационными параметрами грунта, регламентированными ГОСТом 25100 - 95 и нормами проектирования. Это позволяет уже на стадии проектирования прогнозировать потенциально опасные участки подземных нефтегазопроводов по уровню напряжений в их стенке.

В работе по статистическим данным и результатам дефектоскопии выполнен анализ аварийности и отказов магистральных трубопроводов ООО «Газпром трансгаз Сургут». Были использованы данные по 24 авариям, происшедшим за 10 лет на трассе конденсатопровода Новый Уренгой - Сургут и выполнен анализ аварийности по годам эксплуатации, по месяцам года, по длине трасы. Анализ подтверждает значимую часть, обусловленную морозным пучением грунтов.

Раздел второй посвящен изученности морозной пучинистости грунтов. Морозное пучение грунтов включает в себя сложные и недостаточно изученные процессы. Внешним проявлением морозного пучения является неравномерное поднятие, а при оттаивании осадка слоя промерзшего грунта.

Первые работы в исследовании физической сущности процесса морозного пучения грунтов принадлежат русскому инженеру В.И. Штукенбергу. Позднее этой проблемой занимались инженеры С.Г. Войслав, П.Н. Любимов, Н.С. Богданов и др. Работы этих инженеров заложили основные теоретические предпосылки в изучении физической сущности процессов пучения и миграции влаги в промерзающих грунтах.

В.И. Штукенберг в 1885 году впервые выдвинул физически верное объяснение причин пучения грунта за счет миграции влаги из нижележащих в верхние промерзающие слои, а также предложил математическое описание пучения грунта. Процесс миграции воды к фронту промерзания и влияние его на величину пучения впервые экспериментально подтвердил в лабора-

торных условиях С.Г. Войслав.

Дальнейшие исследования отечественных ученых М.И. Сумгина, H.A. Цытовича, Н.И. Быкова, М.Н. Гольдштейна, Б.И. Далматова, H.A. Пуза-кова, И.А. Золоторя, В.Ф. Жукова, И.А. Тютюнова, М.Ф. Киселева, а также зарубежных С. Тебера, Д. Буюкоса, Г. Веского, Р. Рюкли и других показали, что в промерзающих грунтах перераспределение (миграция) влаги является основным процессом, обусловливающим пучение. Этому также способствовала выдвинутая в 40-е годы и экспериментально доказанная H.A. Цытови-чем теория физико-химического равновесия твердой и жидкой фаз воды в мерзлых грунтах. Позднее, сформулировав основные принципы механики мерзлых грунтов, он значительно расширил представления о физической сущности процессов промерзания - оттаивания грунтов.

Исследования процесса миграции пленочной воды в промерзающих грунтах выявили влияние дисперсности и минералогического состава глинистой фракции на морозное пучение грунтов. Это привело к разработке критериев морозоопасности грунтов.

Результаты многочисленных наблюдений и исследований Г. Веского, А.Дюкера, М.Н. Гольдштейна, М.И. Сумгина, А.Е. Федосова, М.Ф. Киселева, А.Я. Тулаева, С.Тебера, Ч.А. Гогентоглера, Н.Я Хархуты, Ю.М. Васильева, М. Мортона легли в основу новой классификации (1963), в которой все грунты природного сложения в зависимости от гранулометрического состава, природной влажности, глубины промерзания грунтов, уровня стояния подземных вод подразделялись по степени пучинистости на сильнопучинистые и среднепучинистые, слабопучинистые, условно непучинистые и непучини-стые. Для целей фундаментостроения М.Ф.Киселев относит к непучинистым (неморозоопасным) грунтам скальные, крупнообломочные с содержанием частиц грунта диаметром меньше ОД мм менее 30% по весу, пески гравели-стые, крупные и средней крупности. В последние годы эта классификация нашла широкое применение в строительстве и была введена в СНиП. Однако, при всей своей простоте она не дает количественной оценки степени пучини-

стости грунта.

В классификации, предложенной В.О.Орловым, была предпринята попытка устранить недостатки, указанные выше, и дать количественную оценку пучинистости грунта. Все глинистые грунты он делит на пять групп. В основу классификации положен обобщенный критерий пучения К^. В настоящее

время эта классификация вошла в нормы проектирования.

Оценка пучинистости грунта может производиться аналитически-расчетным методом или по результатам полевых и лабораторных экспериментов.

Из анализа следует, что определение критериев пучинистости грунтов для строительной практики является важным и сложным вопросом. Существующие классификации морозоопасных грунтов, разработанные для различных областей строительства, не дают удовлетворительного ответа на этот вопрос. Основным недостатком классификации является то, что они не дают количественных связей с показателями пучения.

В разделе рассмотрены основные закономерности морозного пучения дисперсных грунтов, условия неразрывности жидкой фазы в порах грунта и термодинамические условия и значимость критической влажности.

Следует отметить, что применение расширенных моделей тепломассообмена при изучении промерзания грунтов наталкивается на две большие трудности:

1. При даже небольших внешних нагрузках на грунт пучение заметно уменьшается в результате ослабления миграционного потока влаги ]в в зону промерзания. Кроме того, внешнее давление может изменить структуру грунта, его термодинамическое состояние, количество незамерзшей воды и т.д;

2. Корректное экспериментальное определение миграционных характеристик грунта должно проводиться методами неразрушающего контроля, что в настоящее время практически невозможно при проведении натурных

испытаний для таких труднодоступных объектов, каким является действующий подземный трубопровод.

В связи с указанными причинами кафедрой МГ ТюмГНГУ с участием автора на опытном участке конденсатопровода была проведена серия натурных измерений. Натурные наблюдения за изменением высотного положения конденсатопровода проводились в 1999-2002 гг. на 284-ом километре (рис. 3). Опытный участок находится в пойме р. Пурпе на расстоянии 4 км от КС-03 «Губкинская» по направлению к северу. На участке, примыкающем к опытному, под трубопроводом был обнаружен мощный слой (»0,8 м) мерзлого грунта с толстыми прослойками льда. Хотя причина аварии по акту была классифицирована как «дефект сварного соединения труб», однако, очевидна причастность морозного пучения грунтов к аварии.

УКПГ КС-01 КС-02 КС-03

"Ягенетская" "Пурпейская" "Губкинская"

О: 92 км ,—^ 92 км —ч : 93 км ,—^

I кУ й Ч-/ ш

11 км 103-104 км 196-197 км 290-291 км

Рис. 3. Расположение опытного участка по трассе конденсатопровода

После предварительных наблюдений на указанном участке был выбран полигон наблюдений, представляющий собой площадку длиной 100 м по продольному направлению движения конденсата и шириной 20 м в поперечном сечении (рис. 4).

В начале полигона конденсатопровод был вскрыт и на нем были установлены термодатчики и контактный бандаж. В качестве термодатчиков использовались медь-константиновые термопары, сплетенные в «косу» длиной 3 м и содержащие 9 термопар, три из которых накладывались на изоляцию конденсатопровода по его нижней образующей, три по боковой и три - по верхним образующим. Плотное прилегание термопар к изоляции обеспечивалось охватывающим поясом, сделанным из материала изоляции.

. коняенсагопровод

ф Р1 рзф

И1 1С ИЗ И4 И5 * ^ И6 И7 т И9

ф Р2 ^Ю.м _ Мф

.......100м

Рис. 4. Схема опытного полигона: а) вертикальный разрез по верхней -нижней образующим трубопровода; б) план полигона;

1 -термопары; 2 - контактный бандаж; 3 - индикаторы высотного положения трубопровода; 4 - опорные репера.

Определение показаний каждой термопары проводилось на основе дифференциальной схемы с опорной термопарой, помещенной в кипящую воду (для надежности во время испытаний использовались две опорные термопары). Тарировка термопар была проведена в цеховых условиях. При этом измеряющие термопары находились в таящем льде, а опорные - в кипящей воде.

Сложность проблемы определения НДС стенки подземного трубопровода заключается в том, что мы не знаем реального пространственного положения трубопровода и его изменений по отношению к проектному.

С целью контроля над высотным положением трубопровода были изготовлены индикаторы перемещений, которые представляли собой отрезки труб из нержавеющей стали длиной 2 м и диаметром 0, 75 дюйма, которые были установлены с шагом Юм над верхней образующей. Четыре опорных репера были погружены до глубины 5 м.

Наблюдения начались в сентябре и велись до апреля последующего года. В результате наблюдений получены зависимости температуры по обра-

зующим (верхней, нижней и боковой) от времени и изменения высотного положения трубопровода от времени.

Наибольшее изменение высотного положения трубопровода отмечено индикатором №7 в конце февраля 2000 г. В этот период времени на участке между седьмым и восьмым индикаторами было произведено контрольное вскрытие трубопровода и обнаружен под ним мерзлый льдистый грунт толщиной =80 см. Начало заметного изменения высотного положения конденса-топровода совпадает с моментом понижения температуры конденсата до отрицательных значений. Максимальное изменение высотного положения трубопровода наблюдается на участке расположения индикаторов №7 и №8. Для суглинка с плотностью р-1,89-103 кг/м3 , влажностью (на конец августа) ТУ =0,32, углом внутреннего трения р=22° и сцеплением С=28 кПа значения относительного пучения составили:

А И,. 2 4 индикатор №5 - /_ = ——=— = 0,030; Уст км 80 А/ь6 4 8 индикатор №6 - /„= —— = —= 0,060: " й„ 80 Ай„ 6 7 индикатор №7 - /„ = —= — = 0,084;

К 80

А/г,8 б 5 индикатор №8 - /ет = = -¿± = 0,081;

АЛ" 4.4 индикатор №9 - /„ =—^- = — = 0,055.

К 80

Полученные данные по полигону позволили разработать как модель теплового взаимодействия трубопровода с промерзающими грунтами, так и соответствующую модель силового взаимодействия для требуемых расчетных схем.

В третьем разделе изложены исследования влияния теплового режима на пространственное положение конденсатопровода.

Как известно, взаимодействие трубопровода с мерзлым грунтом описывается диаграммой Прандтля.

Как модуль деформации мерзлых грунтов Е1м, так и предельно-

длительное сопротивление сжатию заметным образом зависят от отрицательной температуры грунта В результате исследований Цытовича,

Вологдина, Мельникова, Гречищева и др. установлено, что соответствующие зависимости имеют следующий вид:

I/ I СП<1/ и+^гч

(2)

+ (0<|/гр|<+5°С)

Для супесей параметры имеют средние значения:

а = 0,4 -109 Па; £ = 1,4-Ю' Па/° С;

<я = 0,1-105Яа; в = 3,5-10 5Па/4°С. '

По результатам исследований автора средняя температура контактирующего с трубопроводом мерзлого грунта 1 равна -2°С, что дает следующие расчетные значения силовых характеристик:

=3,2•Ю'Дя; 5,05-105Па; ^.»оГ-Л, =3,64-10 'Н/м. ™

Коэффициент Пуассона /л[м также зависит от температуры грунта , тогда коэффициент упругого отпора составит С, = 4,52-108 Н/м3, а предельное перемещение трубопровода, при котором упругий отпор мерзлого грунта переходит в пластический, равно IV,0= 1Д4-10'3м = 1Д4мм.

В разделе сначала рассмотрена более простая задача - теплообмена подземного трубопровода с окружающим грунтом в отсутствии фазовых переходов.

Подземные трубопроводы после ввода в эксплуатацию оказывают заметное тепловое воздействие на окружающие грунты, меняя характер протекания сезонных процессов промерзания - оттаивания. В свою очередь, грунты влияют на распределение давления транспортируемого продукта по длине трубопровода. Такое тепловое воздействие может изменить пространственное положение трубопровода вследствие возникновения его продольных и поперечных перемещений.

Дополнительным фактором, влияющим на динамику этих перемещений, является давление продукта (конденсата), вносящее существенный вклад в создание продольной схемы в стенке трубопровода.

Особенностью решения задачи теплообмена подземного трубопровода с окружающим грунтом без учета фазовых переходов является возможность нахождения температурного поля грунта в фиксированном сечении. При этом выделена зависимость температуры грунта от координаты г. Такое «расслоение» трехмерного температурного поля грунта на одномерную и двухмерную составляющие возможно и для существенно более сложного случая - при рассмотрении процессов сезонного промерзания-оттаивания грунтов.

Для уточнения результатов может быть применен метод итераций (метод последовательных приближений) совместно с методом конечных элементов (МКЭ).

При рассмотрении теплового влияния одиночного подземного трубопровода на сезонные процессы промерзания- оттаивания грунтов рассмотрено трехмерное нестационарное температурное поле грунта вокруг конденса-топровода при фиксированном значении координаты г, которое сведено к двухмерному, описанному дифференциальным уравнением в частных производных (рисунки 5 и 6)

Рис.5. Продольное сечение конденсатопровода при сезонном промерзании грунта

С,Гж(т)

Талый фунт

Рис.6. Поперечное сечение А — А конденсатопровода при сезонном промерзании грунта

ан. Цт)

грК,дх

ду

4,(0-

, (5)

где ) ' Дельта функция от аргумента ^ — ^;

сгРу) И Ар(/) " объемная теплоемкость грунта и его теплопроводность;

- температура начала замерзания грунта;

Qф = - удельная теплота замерзания талого грунта, оп-

ределяемая его влажностью IV, плотностью его скелета р^ и влажностью 1¥к мерзлого грунта за счет незамерзшей воды (г = 3,35-105 Дж/кг - удельная теплота фазового перехода вода-лед).

Особенность уравнения (5) заключается в том, что оно справедливо как для мерзлого, так и для талого грунта, что обусловлено следующими зависимостями для теплоемкости и теплопроводности фунта:

к, <><Ф гЛ> к, (>{ф

(6)

(индексы «м» и «т» относятся к мерзлому и талому грунту соответственно).

Применение метода конечных элементов при расчетах температуры транспортируемого продукта по длине конкретного участка конденсатопро-вода и температурного поля грунта при его сезонном промерзании (оттаивании) для условий Нового Уренгоя позволило получить характеристики грунтов (таблица 1)

Кктометраж О,О 7,5 16,0 17,1 Л,1 37,1 49,7 57,г 66,3 ш, о

по трассе

Тип грунт по участкам

7,5 , 8.5 , 1.5 , 18.3 . 1.2 , 11.2 . «,1 , 8.5 . 37.7

I 11 I III IV V IV III IV га

Протяженность участков трассы с определенным видом ИГЭ Таблица 1 Характеристики грунтов

на выбранном участке конденсатопровода (0-104 км)

Вид ИГЭ Описание Влажность IV, д. ед. Плотность скелета р, кг/м3 Теплопроводность, Вт/мК Объем теплоемкость, Дж/м3 К Теплота таяния (промерзания) V Дж/м3

К т

I Песок 0,22 1,75-Ю3 2,58 2,76 3,17-10 б 2,41-10 6 1,29-1О8

II Торф, подстилаемый песком (Ят = 1,5м) 7,40 0,12-10*' 0,93 1,22 3,32-10 б 1,97-10 б 2,97-Ю8

III Суглинок 0,30 1,47-103 1,53 1,65 3,21-10 б 2,24-10 б 1,23-108

IV Торф, подстилаемый суглинком (#т 1,5м) 8,00 0,11-Ю3 0,67 1.13 3,58-10 6 2,10-10 6 2,95-108

V Суглинок 0,35 1,47-103 1,69 1,87 3,41-10 б 2,38-10 б 1,55-108

Среднемесячные эксплуатационные параметры конденсатопровода представлены в таблице 2

Таблица 2

Среднемесячные эксплуатационные параметры конденсатопровода

с 1.09.2004 по 31.08.2005

Месяц Параметр IX 2004 X 2004 XI 2004 XII 2004 1 2005 II 2005 III 2005 IV 2005 V 2005 VI 2005 VII 2005 VIII 2005

Массовый расход (3, кг/с 186 190 199 198 205 208 209 201 186 187 199 193

Температура конденсата на входе , °С 5,0 5,0 4,6 4,4 5,0 2,5 2,1 1,0 1,0 9,0 9,0 4,8

Температура конденсата на выходе , "С 2,0 (0,3) 2,0 (0,4) 2,0 (0,5) 2,0 (0,5) 1,0 (1,0) -1,0 (3,0) -2,0 (3,4) -0,5 (2,5) 1,5 (0,4) 3,0 (0,4) 3,0 (1,0) 1,0 (0,5)

Давление в трубопроводе на входе /ЛмПа 3,07 3,14 3,37 3,39 2,91 2,80 2,82 2,89 2,86 3,06 3,34 3,07

Давление в трубопроводе на выходе р", МПа 2,70 2,78 2,96 2,98 2,55 2,46 2,48 2,53 2,51 2,69 2,92 2,68

Количество осадков за ноябрь - март для Нового Уренгоя равняется Нсн = 117 мм.

Тогда можно считать среднюю толщину снежного покрова равной Нси = 58 мм, что соответствует средней плотности снега и средней его теплопроводности значения рсн = 100 кг/м3 и Хсн = 0,11 Вт/мК.

Ниже приведены численные значения параметров, при которых производились расчеты температуры конденсата и температурного поля грунта в случае сезонных процессов промерзания - оттаивания: £>„ = 720 мм; йвн = 702 мм; 3 = 9 мм; 5Ш 1,3 мм; Э =711 мм; Нй = 1,36м;

См = 200 кг/с (средний массовый расход конденсата за холодный период); См = 191 кг/с (средний массовый расход конденсата за теплый период); рж = 680 кг/м3; ср = 2,40-103 Дж/кг-к; Лж = 0,12 Вт/м-к; Уж = 6,34-Ю"8 м2/с; (плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность и кинематическая вязкость конденсата при определяющей температуре / = 0 °С);

яПтрж с

V = 0,73— с

средняя скорость движения конденсата в ходолный период у г

средняя скорость движения | ^конденсата в теплый период )

Теплофизические характеристики конденсатопровода равны:

Кш К Вт

Яст = 45 Вт/м-к - теплопроводность стали;

Яш = 0,23 Вт/м-к (теплопроводность изоляции).

В работе приведены графики распределения температуры конденсата на исследуемом участке трубопровода для различных месяцев.

Таким образом, установленная степень влияния грунтового фактора на формирование НДС стенки трубопровода, позволяет выделить потенциально опасные участки по взаимодействию его с грунтами по трассе.

Полученные закономерности распределения температуры конденсата по длине конденсатопровода в любой период времени совместно с законом линейного распределения давления по длине позволяют рассмотреть продольные и поперечные перемещения конденсатопровода.

В четвертом разделе работы освещены вопросы методики и организации геодезических наблюдений за пространственным положением конденсатопровода и методики расшифровки НДС в стенке трубопровода по результатам геодезических наблюдений.

Одной из основных причин недопустимых деформаций эксплуатируе-

мых трубопроводов является изменение их пространственного положения по отношению к проектному.

Решающая роль в этой проблеме отводится характеру взаимодействия трубопровода с грунтом, которое определяет уровень нагрузки в стенке трубопровода, а значит его техническое состояние и остаточный ресурс. При этом в процессе эксплуатации происходит непрерывный процесс роста и перераспределения нагрузки в стенке трубопровода с повышенной интенсивностью развития дефектов в материале труб.

В настоящее время отсутствует методика оценки и прогноза технического состояния нефтегазопроводов. Связано это с тем, что мы не знаем и не умеем определять реальное пространственное положение.

Поскольку единственным методом контроля напряженно-деформированного состояния трубопровода является косвенный метод контроля прогиба оси трубопровода, осуществляемый с помощью нивелирования, ниже приведена методика проведения работ по нивелированию и его результаты.

В работе приведены: срок ввода конденсатопровода в эксплуатацию (1984 г. I нитка, 1993 г. - II нитка), проектное рабочее давление - 5,5 МПа, общая характеристика труб, основные и теплофизические свойства грунта (таблицы 3,4) и представлена схема грунтовых условий трассы.

Таблица 3_ Грунтовые условия трассы

Физические свойства Температура °С

0 20 50 -25 -45

плотность, кг/м3 678 665 645 704 720

теплоемкость, ккал/кг°С 0,49 0,52 0,55 0,462 0,44

кинематическая вязкость, см2/сек 6,34-103 5,11-103 4,03-103 8,65-103 11,39-103

Таблица 4 Теплофизические характеристики грунтов прокладки МК «Уренгой-Сургут»(0- 104км)

Тип Описание Влаж- Плот- 'Ф> Ь деят. Коэф. теп- Коэф. темпе- Теплота

ность, ность, С слоя, ло- ратуро- фазовых

АУ р, гр/см м проводн., ккал/(м-час °С) проводн., м2/час переходов, Оф. 3 ккал/м

Хт а г Ом

мерзлые

I пески 0,22 1,75 -0,8 2,2-2,8 2,22 2,38 0,003 0,004 30800

II торф И» 1,5 м песок 8,0 0,22 0,11 1,75 -0,8 0,4-0,6 1,40 1,68 0,002 0,003 50600

III торф И» 1,5 м суглинок 8,0 0,35 0,11 1,75 -0,8 0,6-0,8 1,00 1,25 0,001 0,002 49450

талые

IV пески 0,2 1,54 1,0 2,0-2,5 1,70 1,92 0,003 0,004 24640

V суглинок Ь«1,5 м песок 0,4 од 1,47 1,54 1,0 2,0-3,0 1,54 1,70 0,002 0,003 2920

VI суглинки 0,3 1,47 1,0 1,5-2,0 1,32 1,42 0,002 0,003 21640

VII торф Ья1,5 м песок 7,4 0,09 0,12 1,51 1,0 0,6-1,0 0,80 1,05 0,001 0,002 40955

Среди современных геокриологических процессов, развитых в районе работ, ведущая роль принадлежит процессам сезонного пучения, заболачивания, термокарста.

Нарушение естественных мерзлотных условий поверхности (уничтожение почвенно-растительного слоя при производстве работ) приводит к увеличению мощности слоя сезонного промерзания-оттаивания и, как следствие, к увеличению интенсивности морозного пучения.

Для наблюдения за изменением высотного и планового положения трубопровода в течение года были установлены 22 высотные марки (по 11 на каждый участок). Конструкция и схемы установки приведены в работе.

Для наблюдения за изменением высотного и планового положения высотных марок произведено инженерно-геологическое бурение с установкой геодезических реперов.

В течение года фиксировались нивелированием перемещения высотных марок относительно геодезических реперов:

- в середине холодного периода (январь);

- в конце холодного периода (май);

- в теплый период года (август).

Решение задачи определения параметра регуляризации носит, в известной степени, субъективный характер. В работе использован метод регуляризации, основанный на методе наименьших квадратов.

Изучение силового взаимодействия подземного трубопровода с грунтом показало, что для большого числа случаев изгиб трубопровода на участке взаимодействия может быть описан функцией:

Следует, что положение участка силового взаимодействия длиной £ является неизвестным и возможно только частное пересечение участка Ь и участка наблюдений Ц.

В связи с этим выражения для изгиба Ж (г) предлагается искать в виде:

где величины А,В,Ь и г0 подлежат определению.

Графическая иллюстрация предлагаемого метода представлена на рис.7, где показан изгиб трубопровода в вертикальной плоскости (изменение высотного положения).

Параметры А, В, Ь и 20 находятся методом наименьших квадратов.

В соответствии с разработанным способом регуляризации были обработаны результаты натурных наблюдений на участке 22-25 км конденсато-провода (группа высотных марок Мб 8 -М1 \8), которые приведены в табли-

( П7\

1Г(г) = Аз ш2 — ,0<2££.

(8)

(9)

це 5.

Рис. 7. Регуляризация с помощью метода наименьших квадратов Ь - длина участка изгиба трубопровода, длина участка натурных наблюдений, - W6- данные натурных наблюдений за изгибом трубопровода

IV (г) = Азт2

Таблица 5 Результаты тахеометрической съемки для 2-й группы маркеров на участке 22-25 км.

—(г + г0) | + В, - предлагаемое уравнение изгиба.

^\Период врем. Январь Октябрь Март Июнь

№ марки ^ч. 2006 2006 2007 2007

68 30,004 29,998 30,004 29,989

18 30,472 30,460 30,462 30,444

8 8 30,307 30,301 30,311 30,292

98 31,234 31,229 31,238 31,224

10 8 30,857 30,837 30,843 30,835

118 30,354 30,346 30,331 30,327

В результате получены следующие выражения для изменения высотного положения конденсатопровода;

а) Щг) = 13,45т1 ~ 102)^ + 2,8(в мм)

(Л=13,мм; 5=2,8 м; 1=129м; 20=-1О2 м)

^■(г -187)1-

б) ^(2) = 15,0зт2(^-(2-187^ + 5(в мм) (Л=15,мм; 5=5 м; Ь=255м; го=-187м)

Изменение продольного напряжения по нижней образующей трубы приведено в таблице 6.

Таблица 6 Изменение продольного напряжения для 2-й группы маркеров на участке 22-25 км.

г,м 0 40 80 120 160 200

а).Асг2, МПа +29,3 -116,0 56,1 74,9 -111,0 +6,84

б).Асг2, МПа -3,6 -30,0 -29,5 -27,0 +26,5 +32,0

В работе приведены графики изменения высотного положения конден-сатопровода на участке 22-25 км.

При номинальной толщине стенки дн = 9 мм и температуре замыкания

13 = —20° С кольцевые <7, и продольные а2 напряжения равны:

п-Рж- А» 1,1-3,06-0,702

от. =———— =---;— = +131М7а

1 2 5Н 2-9-10

сг2 = V • сг,-а • Е • А/ = 0,3 • 131 -1,2 • 10"5 • 2,06 -105 [4,45 -(-20)] = -2\МПа Соответственно эквивалентное напряжение равно:

сгмв = д/сг,2 - сг,сг2 + а\ = 143 МП а. Наибольшее изменение продольного напряжения (Дег2 —±\\\МПа) соответствует январю 2006 г. Для этого периода времени полное продольное напряжение достигает экстремального значения в сечении маркера 10-£) и равняется:

А = аг + Асг2=-\32МПа. Максимальное эквивалентное напряжение в этом сечении равняется:

<Г = -сг,сг2 +а] = 228МПа.

В работе выполнен расчет продольных и поперечных перемещений кон-денсатопровода с учетом его пространственного положения.

Таким образом автором показано, что максимальное изгибное напряжение Астшах в стенке подземного трубопровода, находящегося под воздействием сил морозного пучения, связано с величиной относительного пучения /■

Анализ максимальных значений эквивалентного напряжения в зависимости от величины относительного пучения показывает, что даже при среднем пучении максимальное эквивалентное напряжение может составлять 80% от предела текучести.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Впервые установлена степень влияния грунтового фактора на пространственное положение подземного трубопровода. При этом установлено, что степень этого влияния возрастает в случаях пучинистых и мерзлых грунтов.

2. Учитывая, что единственным методом контроля напряженно-деформированного состояния трубопровода является контроль прогиба его оси, разработана методика определения реального высотного положения подземного трубопровода от действия сил морозного пучения.

3. Разработана методика оценки состояния трубопровода по результатам геодезических наблюдений, позволяющая на стадии проектирования, строительства и эксплуатации прогнозировать изменения пространственного положения трубопровода по отношению к проектному.

4. Предложенная методика позволяет оценить остаточный ресурс подземного трубопровода по эквивалентным напряжениям, действующим в его стенке.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах

1. Юрченко A.A., Малюшин H.A. Фундаменты для наземных сооружений магистрального нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан // Строительный вестник Тюменской области. - 2008. - №2. - С.40-41.

2. Казакова Н.В., Пульников С.А., Юрченко A.A. Оценка НДС стенки конденсатопровода на основе данных геодезических наблюдений // Проблемы эксплуатации систем транспорта. Сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции ТюмГНГУ. Тюмень: 2009. - С.355-359.

3. Малютин H.A., Гаврилов М.Ю., Шоцкий С.А., Юрченко A.A. Анализ напряженно-деформированного состояния пригруженного подземного трубопровода в слабонесущих грунтах Н Нефть и газ. Известия ВУЗов. -- 2009. - №4. - С.92-95.

4. Шоцкий С.А., Малюшин H.A., Гаврилов М.Ю., Юрченко A.A. Методика расчета на прочность и выбора оптимальной схемы пригрузки температурно-деформируемых подземных трубопроводов // Горные ведомости. НТЭП. Тюмень: СибНАЦ, - 2009. - №5. - С.68-72.

5. Кушнир С.Я., Малюшин H.A., Юрченко A.A., Сенив Д.М. Степень влияния грунтового фактора на формирование напряжений в стенке подземного нефтегазопровода // Нефть и газ. Известия ВУЗов. - 2010. - N°5. -С.112-118.

Фонд содействия развития научных исследований Подписано к печати 28.04.2011 г. Бумага писчая. Заказ № 90. Тираж 100 экз. Ротапринт ГУП «ИПТЭР», 450055, г.Уфа, пр.Октября, 144/3.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Юрченко, Анатолий Анатолиевич

Введение

Раздел 1. Грунты как определяющий фактор пространственного 8 положения трубопроводов в условиях пучинистых грунтов.

1.1. Влияние грунтового фактора на пространственное положе- 8 ние трубопровода.

1.2. Анализ грунтовых условий прокладки магистральных тру- 12 бопроводов в условиях Западной Сибири.

1.3. Анализ аварийности и отказов магистральных трубопрово- 29 дов в условиях Западной Сибири.

Выводы по разделу 1.

Раздел 2. Изученность морозной пучинистости грунтов.

2.1. Факторы, условия и критерии оценки морозного пучения 35 грунтов.

2.2. Основные закономерности морозного пучения дисперсных 43 грунтов.

2.3. Натурные наблюдения за изменением высотного положения 56 трубопровода при воздействии морозного пучения грунтов.

Выводы по разделу 2.

Раздел 3. Исследования влияния теплового режима и давления на 66 пространственное положение конденсатопровода.

3.1. Общие положения.

3.2. Теплообмен подземного трубопровода с окружающим грун- 69 том в отсутствие фазовых переходов.

3.3. Тепловое влияние одиночного подземного трубопровода на 78 сезонные процессы промерзания-оттаивания грунтов.

3.4. Применение метода конечных элементов при расчетах тем- 82 пературы транспортируемого продукта по длине трубопровода и температурного поля грунта при его сезонном промерзании (оттаивании).—."ттттггг.~"

3.5. Результаты численных расчетов тепловых режимов конденсатопровода и газопровода.

Выводы по разделу 3.

Раздел 4. Методика геодезических наблюдений за пространствен- 97 ным положением конденсатопровода и разработка методики их расшифровки.

4.1. Геодезические наблюдения.

4.1.1. Общие положения.

4.1.2. Общая характеристика МК «Уренгой-Сургут».

4.1.3. Инженерно-геологические и грунтовые условия трасы кон- 100 денсатопровода.

4.1.4. Методика проведения работ.

4.2. Разработка методики расшифровки результатов геодезиче- 109 ских наблюдений с помощью регуляризирующих методов.

4.3. Расчет продольных и поперечных перемещений конденса- 120 топровода с учетом его пространственного положения

4.3.1. Продольное перемещение конденсатопровода.

4.3.2. Поперечные перемещения конденсатопровода.

Выводы по разделу 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методика оценки пространственного положения трубопровода в условиях пучинистых грунтов"

Критерием оценки эксплутационной надежности нефтегазопроводов (а значит и их остаточного ресурса) являются эквивалентные напряжения в стенке трубопроводов. Среди факторов, формирующих это напряженное состояние, взаимодействие трубопроводов с промерзающими грунтами, является наименее изученным.

Напряжения, возникающие в грунтах при пучении, смещают трубопроводы, изменяя их плановое и высотное положение. Такие деформации характерны для районов глубокого сезонного промерзания и распространения веч-номерзлых грунтов.

Решение проблемы особенно актуально для Тюменского нефтегазового региона, где вечномерзлые грунты занимают площадь около 1 млн. км2, а грунты с глубоким сезонным промерзанием составляют более 70% талых грунтов.

Несмотря на широкое территориальное распространение явления пучения в России, действующие в настоящее время СНиП и другие нормативные документы не дают достаточно обоснованных характеристик и методов инженерного прогнозирования морозного пучения грунтов. Не позволяют уверенно прогнозировать и оценивать надежность линейных частей трубопроводов и широко применяемые ныне при эксплуатации магистральных трубовопроводов (МГ) методы диагностики. Довольно часто имеют место случаи, когда по результатам диагностики дефектов трубопровода не обнаружено, а через 2-3 месяца на этом участке происходит до трех аварий. Причиной такого положения, по нашему мнению, является недостаточный учет существующими методами диагностики и прогноза одного из основных факторов, определяющих плановое и высотное положение трубопровода при подземной прокладке - взаимодействие трубопровода с грунтом. В тоже время многосторонняя и сложная функциональная зависимость процесса пучения от совокупности факторов не позволяет установить с достаточной степенью точности методы прогноза пучения грунтов.

Существующие методы прогноза высотно-планового положения трубопровода недостаточно, по-нашему мнению, учитывают процесс взаимодействия трубопровода с грунтами. Выполненные нами исследования силового взаимодействия трубопровода с грунтами показали, что влиянием талых грунтов на напряженно-деформированное состояние (НДС) стенки трубопровода в зоне изменения литологического разреза грунтов можно пренебречь. Иначе говоря, в указанной зоне, названной нами активной, не наблюдается значительного изменения радиуса изгиба трубопровода.

При промерзании грунтов степень их влияния на высотное положение трубопровода в активной зоне резко возрастает. Это обусловлено возможным действием сил морозного пучения в активной зоне и резким изменением свойства мерзлых грунтов по сравнению с талыми.

Анализ многочисленных работ отечественных и зарубежных авторов [3,4,10,11,15,20] свидетельствует о том, что 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.

Учет изменений свойств мерзлых грунтов в пучинистых грунтах при расчете напряженно-деформированного состояния стенки трубопровода является актуальной научной проблемой и сложной инженерной задачей.

Основные задачи исследования.

2. Разработать методику определения реального высотного положения подземного трубопровода~и организ'овать~геодезические^наблюдения^за~его~изг менением от действия сил морозного пучения грунтов.

3. Разработать методику расшифровки НДС стенки подземного трубопровода на основе данных геодезических наблюдений с помощью регуляризи-рующих методов.

4. Оценить остаточный ресурс подземного трубопровода.

Научная новизна — разработана методика расшифровки НДС стенки подземного трубопровода на основе данных геодезических наблюдений с помощью регуляризирующих методов.

На защиту выносятся:

2. Результаты численных расчетов тепловых режимов конденсатопрово-да и газопровода.

3. Результаты геодезических наблюдений за пространственным перемещением подземного трубопровода в условиях пучинистых грунтов.

5. Расчеты продольных и поперечных перемещений конденсатопровода с учетом его пространственного положения.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Юрченко, Анатолий Анатолиевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Юрченко, Анатолий Анатолиевич, Тюмень

1. Абжалимов Р.Ш. Лабораторные исследования морозного пучения / Основания, фундаменты и механика грунтов, 1982, №5.

2. Айнбиндер А.Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость. М.: Недра, 1991. —287 с.

3. Ананян A.A. Перемещение влаги в мерзлых рыхлых горных породах под влиянием сил электрокосмоса // Коллоидный журнал.- 1952.- №1.

4. Ананян A.A. Волкова Е.В., Феоктистова О.Б. Оценка зависимости времени релаксации протонов воды в тонкодисперсных горных породах от влажности: В кн. Мерзлотные исследования.- вып. 13.-М.:Изд-во МГУ, 1973.

5. Балашев O.A., Кошелев A.A., Кривошеин Б.Л. Влияние различных факторов на теплообмен подземных трубопроводов с окружающей средой //Нефть и газ.-№6, 1970.-С.81-87.

6. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы. — М.: НедраД982. -384 с.

7. Бородавкин П.П., Синюков A.M. Прочность магистральных трубопроводов. — М.: Недра, 1984. -245 с.

8. Быков Н.И., Каптерев П.Н. Вечная мерзлота и строительство на ней. — М.: Трансжелдориздат, 1940. -369 с.

9. Виноградов C.B. Расчет подземных трубопроводов на внешние нагрузки.-М.:Стройиздат, 1980.-152с.

10. Втюрина Е.А., Втюрин Б.И. Льдообразование в горных породах.- М.: Наука, 1970.

11. Гольдштейн М.Н. Деформации земляного полотна и оснований сооружений при промерзании и оттаивании. — М.: Трансжелдориздат, 1948.-211 с.

12. Горбатиков В.А., Даниэлян Ю.С. и др. Инструкция по определениютемпературного режима вечномерзлых и сезонномерзлых грунтов и прогнозирование последствий изменения тепловых условий на поверхности. Тюмень: Гипротюменнефтегаз, 1991. -47 с.

13. Горковенко А.И. Влияние сил морозного пучения на высотное положение трубопровода // Нефть и газ — 1999. №3. - С.23.

14. Горковенко А.И. Исследование влияния сил морозного пучения грунтов на напряженно-деформированное состояние трубопровода. — Дис. . канд. техн. наук. Тюмень, 1999. — 115 с.

15. Горковенко А.И., Чикишев В.М. Взаимодействие трубопроводов с грунтами в условиях глубокого сезонного промерзания // Строительный вестник.-1998.-№3 (4).

16. ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация / МНТКС. - М.: Изд. стандартов, 1995.

17. Гречищев С.Е. К основам методики прогноза температурных напряжений и деформаций в мерзлых грунтах. — М.: ВСЕГИНГЕО, 1970.

18. Далматов Б.И. Воздействие морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений. JL: Гостройиздат, 1957. — 58 с.

19. Далматов Б.И. Условия моделирования процесса пучения водонасыщенного грунта.-В кн.: Вопросы механики грунтов. —JI.: Госстройиздат, 1958.

20. Далматов Б.И., Ласточкин B.C. Устройство газопроводов в пучинистых грунтах. Д., Недра , 1978.

21. Димов Л.А., Соломатина Т.М. Совершенствование расчета подземных трубопроводов с позиции механики грунтов. // Стр-во трубопроводов. -1992.-№4- С. 13-14.

22. Дубина М.М., Красовицкий Б.А. Теплообмен и механика взаимодействия трубопроводов и скважин с грунтами. — Новосибирск.: Наука, 1983. — 133 с.

23. Есаян А.Э. Оценка работоспособности линейной части трубопровода с учетом его коррозии по критерию конструктивной надежности. — М.: Мысль, 1993.

24. Иванов И.А., Антонова Е.О., Бахмат Г.В., Степанов O.A. Теплообмен при трубопроводном транспорте нефти и газа.-М.:Недра, 1999 г.-228с.

25. Иванов И.А., Крамской В.Ф., Моисеев Б.В., Степанов O.A. Теплоэнергетика при эксплуатации транспортных средств в нефтегазодобывающих районах Западной Сибири.-М.:Недра, 1997 г.-269с.

26. Иванов И.А., Михаленко C.B., Тимербулатов Г.Н., Лещенко В.Н. Практические результаты диагностики трубопроводной системы «Уренгой-Челябинск» // Тез.докл. десятой юбилейной междунар.деловой встречи «Диагностика». —Кипр.: ИРЦ «Газпром», 2000 г. С.98-100.

27. Киселев М.Ф. Морозное пучение и мероприятия по уменьшению деформаций фундаментов на пучинистых грунтах. Труды НИИОСП, вып.52, М.: Госстройиздат, 1963.

28. Киселев М.Ф. О пучинистости грунтов при промерзании. Труды НИИОСП, вып.26,М. Госстройиздат, 1955.

29. Клементьев А.Ф. Устойчивость магистральных трубопроводов в сложных условиях.-М.:Недра, 1985.-113с.

30. Клюк Б.А., Стояков В.М., Тимербулатов Г.Н. Прочность и ремонт участков магистральных трубопроводов в Западной Сибири М. Машиностроение, 1994.-120с.

31. Костецкая Е.В. Исследование пучинистых свойств и набухание мореных грунтов Валдайской возвышенности. — Труды НИИОСП, вып. 76,М., 1981.

32. Кривошеин Б.Л. Тепло физические расчеты газопроводов.-М.гНедра, 1982.

33. Кроник Я.А. Противопучинная мелиорация глинистых грунтов Крайнего Севера в плотиностроении. Автореферат дисс. . канд. техн.наук.-М.ДТНИИСД970. 24 с.

34. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена.-М.: Атомиздат, 1979.

35. Кушнир С.Я. Намывные грунты как основания зданий и сооружений. — Дисс. . докт. техн. наук. — Тюмень., 1985. 414 с.

36. Лапшин В.Я., Ганелес Л.Б. Рекомендации по определению морозной пучинистости грунтов оснований зданий и сооружений.-Свердловск, 1979.-34 с.

37. Малюшин H.A., Гаврилов М.Ю., Шоцкий С.А., Юрченко A.A. Анализ напряженно-деформированного состояния пригруженного подземного трубопровода в слабонесущих грунтах // Нефть и газ. 2009. — №4. — С. 92

38. Нерсесова З.А. Влияние обменных катионов на миграцию воды и пучение грунтов при промерзании. В кн.: Исследования по физике и механике мерзлых грунтов. - М.: Изд-во АН СССР, вып.4, 1961.415с.

39. Кушнир С.Я., Малюшин H.A., Юрченко A.A., Сенив Д.М.95.

40. Орлов В.О., Дубнов Ю.Д., Меренков Н.Д. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений — Л.:Стройиздат,1977.-184 с.

41. Основы геокриологии.Часть 4: Динамическая геокриология / Под. ред. Ершова Э.Д. -М.: Изд. МГУ, 1999 .-688 с.

42. Паталеев A.B. Деформации зданий и сооружений в природных условиях Дальнего Востока. В кн.: Строительство в районах Восточной Сибири и Крайнего Севера. - Красноярск, 1962.

43. Порхаев Г.В. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечномерзлыми грунтами.-М.: Наука, 1970.

44. Постников В.В. Качество строительства и надежность трубопроводов в условиях Севера. Обзорная информация ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтепромысловое строительство. Вып. 4(18). - М.: ВНИИОЭНГ, 1982. -34 с.

45. Проблемы инженерного мерзлотоведения в гидротехническом строительстве М.: Наука, 1986. — 205с.

46. Пузаков H.A. Теоретические основы расчета влагонакопления при промерзании грунта. — М.: Транспорт, 1965.-168 с.

47. Пчелинцев A.M. Строение и физико-механические свойства мерзлых грунтов.-М.:Наука, 1964.-258 с. 6.

48. Рекомендации по снижению сил промерзания грунта к строительным конструкциям физико-химическими методами.-М.: Стройиздат, 1975.-15с.

49. Рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах.-М.:НИИ оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова, 1985.-60с.

50. СНиП 2.02.01.-83* Основания зданий и сооружений/ Минстрой России. -М.:ГПЦПП, 1995.-48 с.

51. СНиП 2.05.06.-85 Магистральные трубопроводы. М.: Госстрой СССР, 1985.56 с.

52. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. М., 2000.

53. СП 50-10-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. М.: ФГУП ЦПП, 2005. —130 с.

54. СП 107-34-96. Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопровода на проектных отметках. М.: Госстрой России, 1996, 85 с.

55. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. Под.ред. Ю.Я.Велли , В.И.Докучаева, Н.Ф.Федорова. Л., Стройиздат, Ленинг.отд., 1977,552с.

56. Сумгин М.И. Общее мерзлотоведение. М.: Изд-во АН СССР, 1952. -339 с.

57. Тютюнов И.А. Миграция воды в грунтах. В кн. Исследования по физике и механике мерзлых грунтов. -М.: Изд-во АН СССР, вып.4, 1961.

58. Указания по проектированию и строительству малонагруженных фундаментов на пучинистых грунтах.-М.: Госстройиздат, 1963.-27с.

59. Федосов А.Е. Физико-механические процессы в грунтах при их замерзании и оттаивании.-М.: Трансжелдориздат, 1935.-587с.

60. Харр М.Е. Основы теоретической механики грунтов .-М.: Стройиздат, 1971.-319 с.

61. Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Устойчивость и уплотнение грунтов дорожных насыпей. — М.: Автотрансиздат, 1964. 216 с.

62. Цытович H.A. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973. -448 с.

63. Цытович H.A. Механика грунтов. — М.: Гос. изд. литературы по строительству, архитектуре и стр.матер., 1963. — 636 с.

64. Чикишев В.М. Исследование процесса силового взаимодействия линейной части трубопроводов с промерзающим грунтом. — Дис. . канд. техн. наук. Тюмень., 1999. — 142 с.

65. Щоцкий С.А., Малюшин H.A., Гаврилов М.Ю., Юрченко A.A. Методика расчета на прочность и выбора оптимальной схемы пригрузки температурно-деформируемых подземных трубопроводов // Горныеведомости. 2009. - №4. - . С. 68-72.

66. Юрченко A.A., Малюшин H.A. Фундаменты для наземных сооружений магистрального нефтепровода Восточная Сибирь — Тихий океан // Строительный вестник Тюм. обл. — 2008. — №1. — С. 40-41.

67. Bescov G. Svenska Vagintituted ,№25,1930.

68. Blackwell, В. F., An Efficient Technique for the Numerical Solution of the One-Dimensional Inverse Problem of Heat Conduction, Numer. Heat Transfer 4, 229-239(1981).

69. Bouyoucos G.I. Movement of soil moisture from smal 1 capillaries to the large capillaries of the soil upon freezing. "1. Agricultur Res.,"Washington, 1923,V, XXIV, №5.

70. Chiou Y.-J., Chis. A study on buckling of offshore pipelines. Исследование вспучивания подводных трубопроводов. //Trans. ASME. J. Offshore Mech. And Arct.Eng.-1996.-118, №l. Р.62-70.-Англ.

71. Ducer A. Untersuchungen über die frostgefahrlichen Eigenschaften nichtbindeger Boden, Berlin, 1939.

72. Murio, D. A, The Mollification Method and the Numerical Solution of an Inverse Heat Conduction Problem, SIAM J. ScL Stat. Comput. 2,17-34(1981).

73. Ruckli R. Gelivite des sols et fondation des routs. Ed. Soc.Bull. Tech.de la suisse Romande, hausanne, 1943.

74. Schneider, P. J., Conduction Heat Transfer, Addison-Wesley, Reading, MA, 1955.

75. Taber S. The Mechanics of frost having. -"I.Geol.", 1930. №4.

76. Zunardini J. Heat conduction with freezing or thawing. Hanover: CRELL, 1988.-330p.

Информация о работе

Юрченко, Анатолий Анатолиевич
кандидата технических наук
Тюмень, 2010
ВАК 25.00.19

Диссертация

Методика оценки пространственного положения трубопровода в условиях пучинистых грунтов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы