Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Напряженно-деформированное состояние и обеспечение прочности тройников подземных трубопроводов

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Напряженно-деформированное состояние и обеспечение прочности тройников подземных трубопроводов"

/7

На правах рукописи

0050495УО

ХАСАНОВ РУСТЯМ РАФИКОВИЧ

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ТРОЙНИКОВ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

А Фс.8 2013

Уфа 2013

005049596

Работа выполнена на кафедре «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук

Султанмагомедов Султанмагомед Магомедтагирович

Официальные оппоненты: Аскаров Роберт Марагимович,

доктор технических наук, ООО «Газпром трансгаз Уфа», ведущий инженер; Стицей Юрий Васильевич, кандидат технических наук, ООО НЛП «Техносфера-МЛ», президент

Ведущая организация: ГУГТ «Институт проблем транспорта

энергоресурсов» РБ

Защита состоится «5» марта 2013 года в 1430 на заседании диссертационного совета Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «1» февраля 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ямалиев Виль Узбекович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Трубопроводный транспорт является важнейшей составляющей топливно-энергетического комплекса страны. На территории Российской Федерации эксплуатируются десятки тысяч километров магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов. Общая протяженность магистральных трубопроводов в стране составляет свыше 248 тысяч километров. В этой системе тройники являются одной из наиболее распространенных и часто используемых деталей.

В настоящее время существует большое разнообразие конструкций и современных технологий изготовления тройников, направленных на повышение прочности и надежности. Тем не менее тройники, подвергающиеся в процессе эксплуатации значительньм статическим и динамическим нагрузкам, остаются наиболее напряженными и, как следствие, потенциально опасными элементами трубопроводной системы.

Одной из основных причин отказов на подземных тройниках являются большие нагрузки, возникающие в результате линейных перемещений прилегающих трубопроводов под действием внутреннего давления продукта и изменения температуры стенки труб.

Значительное влияние на прочность и надежность тройника также оказывает:

- действие грунта засыпки как механическое, происходящее вследствие уплотнения, так и электрохимическое, в случае повреждения изоляции;

- действие перекачиваемых агрессивных сред, которое приводит к изменению структуры металла трубы.

К не менее существенным негативным факторам можно отнести ошибки. проектировщиков, брак, допущенный при строительно-монтажных работах, дефекты и неисправности, накапливаемые за период эксплуатации. Все эти обстоятельства накладываются друг на друга и на сложную пространственную

конструкцию тройника.

Согласно статистическим данным среди оборудования трубопроводного транспорта наиболее высокой является интенсивность отказов на тройниках. Так, например, количество нештатных ситуаций на тройниках значительно больше, чем на оборудовании, имеющем движущиеся элементы (вентили и вращающиеся детали насосов). Поэтому теоретические исследования и конструкторские разработки, направленные на обеспечение прочности тройников, являются крайне актуальными.

Цель работы: снижение риска возникновения нештатных и аварийных ситуаций на тройниках подземных трубопроводов на основе совершенствования технологии мониторинга напряженно-деформированного состояния (НДС) металла и использования стабилизирующих и компенсирующих устройств.

Задачи исследования

1 Анализ методов исследования напряженного состояния металла тройников. Разработка классификации методов исследования напряженного состояния металла тройников.

2 Оценка влияния основного трубопровода и трубопровода-отвода на напряженно-деформированное состояние металла в патрубковой зоне подземного тройника.

3 Разработка беспроводной закладной контрольно-измерительной аппаратуры (ЗКИА) для мониторинга напряженного состояния подземных тройников; исследование проводимости грунтом радиосигналов, лежащих в основе работы устройства; оценка адекватности функционирования прибора и

точности измерений.

4 Экспериментальные исследования влияния конструкций стабилизирующего и компенсирующего устройств на картину напряженного состояния металла тройника в патрубковой зоне.

Научная новизна

1 Установлены эмпирические зависимости, позволяющие оценить

влияние осевых продольных нагрузок, действующих на тройник со стороны магистрали и отвода, на значения максимальных напряжений в патрубковой зоне.

2 Построены карты напряжений металла в патрубковой зоне тройника при использовании конструкции жесткофиксирующего железобетонного стабилизатора и компенсатора на основе упругодеформируемого материала.

На защиту выносятся: результаты теоретических и экспериментальных исследований, технические решения, направленные на обеспечение эксплуатационной прочности и надежности тройников подземных трубопроводов, в виде разработанной беспроводной закладной контрольно-измерительной аппаратуры, комплекса стабилизирующих и компенсирующих устройств, выводы и обобщения.

Практическая ценность

1 Предлагаемый способ и технология монтажа железобетонного стабилизатора внедрены в производство и используются ЗАО «Ордена Ленина трест «Нефтепроводмонтаж». Разработана «Технологическая карта монтажа железобетонного стабилизатора на тройниковом узле подземного трубопровода».

2 На разработанные конструкции железобетонного стабилизатора и компенсатора получены патенты на полезные модели №96212 «Стабилизатор механических напряжений» и №111240 «Комплексное компенсирующее устройство трубопровода» соответственно.

3 Монография «Напряженно-деформированное состояние и обеспечение надежности тройников подземных трубопроводов», написанная по материалам исследований, применяется в учебном процессе в УГНТУ.

4 Разработанный экспериментальный стенд «Исследование напряженно-деформированного состояния подземных тройников» и технология проведения испытаний используются при проведении лабораторных занятий по дисциплине «Сооружение и ремонт газонефтепроводов», а также при

подготовке выпускных квалификационных работ бакалаврами направления подготовки 130500 «Нефтегазовое дело».

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на следующих конференциях: V Международная учебно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт - 2009», 2009 г.; 61-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, 2010 г.; VI Международная учебно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт - 2010», 2010 г.; 62-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, 2011 г.; Международная научно-практическая конференция «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках Нефтегазового форума «Газ. Нефть. Технологии - 2011», 2011 г.; региональный научно-технический семинар «Современные проблемы разработки и внедрения АСУ ТП в нефтегазовом комплексе», 2011 г.; VII Международная учебно-практическая конференция «Трубопроводный транспорт - 2011», 2011 г.; Международная научно-практическая конференция «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта; нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках Нефтегазового форума «Газ. Нефть. Технологии - 2012», 2012 г.; 63-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, 2012 г.; Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов «Новые технологии - нефтегазовому региону», 2012 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 22 работы, в том числе одна монография, три патента на полезные модели, восемнадцать статей и тезисов, из них семь статей в научно-технических журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций; содержит 180 страниц машинописного текста, в том числе 20 таблиц, 89 рисунков и 2 приложения, библиографический список из 115 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, цель и основные задачи исследования, основные положения, выносимые на защиту, характеристика научной новизны, практической ценности и апробации научных результатов.

В работе представлен обзор литературы, посвященной теоретическим и практическим исследованиям напряженного состояния тройников магистральных трубопроводов.

Вопросами, касающимися обеспечения эксплуатационной прочности и надежности тройников и тройниковых соединений, в разные годы занимались в стенах ведущих институтов: ВНИИСТ, ИПТЭР (ВНИИСТПнефть), УГНТУ (УНИ), «СеверНИПИгаз» и т.д. В этой области необходимо отдельно отметить работы И. Д. Красулина, В. В. Рождественского, А. Г. Камерштейна, B.JI. Березина, Б.В. Амосова, Э.М. Гутмана, С.К. Малаева, А.Б. Айбиндера, A.A. Волошина, Ю.А. Самсонова, A.C. Кузьбожева, Ф.Ш. Ахметова, Ф.М. Мустафина, М.Н. Галеева, О.В. Смирнова, В.В. Зацепина и др.

Подробно изложены и проанализированы основные причины, ведущие к возникновению нештатных и аварийных ситуаций на исследуемых узлах: изменение механических свойств металла трубопровода и сварных соединений, накапливаемый уровень дефектности металла тройников и сварных швов, наличие в конструкции концентраторов напряжений и пр. Эти условия влияют на реальную картину напряженного состояния соединительной детали, которое может существенно отличаться от проектной.

Рисунок 1 - Классификация методов исследования напряженно-деформированного состояния тройников

Среди основных факторов отдельно выделяется процесс взаимодействия узла с грунтом. Большую опасность для подземного тройника представляют напряжения, возникающие в результате действия на него осевых продольных усилий магистрали и отвода, и сопротивления грунта.

Высокая прочность исследуемой конструкции может быть достигнута, по мнению автора, двумя путями. Во-первых, ведение постоянного мониторинга за уровнем механических напряжений в металле тройника; во-вторых, ограничение на участках концентрации напряжений действия нагрузок.

В работе рассмотрены и проанализированы наиболее значимые методы контактного и бесконтактного измерения напряженно-деформированного состояния трубопроводов. Указаны основные преимущества и недостатки, а также факторы, ограничивающие возможность применения различных методов при определении фактического напряженного состояния подземных тройников. На основе анализа опыта гражданского и промышленного строительства для измерения действующих напряжений в подземных тройниках рекомендовано использовать закладную контрольно-измерительную аппаратуру.

Наряду с экспериментальными изучены теоретические методы определения внутренних усилий (напряжений) в тройниках: инженерные, аналитические и численные. На основе анализа разработана классификация методов исследования напряженно-деформированного состояния тройников, которая позволяет выбрать наиболее подходящий вариант на стадии проектирования или проведения измерений (рисунок 1). Одной из отличительных черт данной классификации является то, что она учитывает возможность получения данных с помощью ЗКИА.

Принципиально другим способом, позволяющим повысить эксплуатационную прочность и надежность подземных тройников, является применение стабилизирующих и компенсирующих устройств.

На рисунке 2 представлен общий вид железобетонного стабилизатора, предлагаемого автором.

а

1 - трубопровод-отвод; 2 - основной трубопровод; 3 - верхний и нижний железобетонные блоки; 4 - прокладочный материал; 5 - металлические пластинки Рисунок 2 - Общий вид стабилизирующего устройства на узле врезки

Вследствие жесткой фиксации узла стабилизатор препятствует свободному перемещению магистрали и отвода относительно друг друга на участке их соединения. Вместе с тем не исключается возможность перемещения всего узла как единой конструкции. Кроме того, значения продольных перемещений обоих трубопроводов уменьшаются за счет значительного веса и площади поверхности взаимодействия железобетонной конструкции с грунтом.

в

Б-Б

1 - тройник; 2 - патрубок (штуцер) тройника; 3 - сильфонный компенсатор; 4 - корпус на основе упругодеформируемого материала; 5 - резиновые муфты; 6- основной трубопровод; 7-трубопровод-отвод Рисунок 3 - Комплексное компенсирующее устройство

В отличие от стабилизаторов напряжений компенсирующие устройства позволяют снизить внутренние усилия в тройниках благодаря уменьшению сил, действующих со стороны прилегающих к детали трубопроводов и/или грунта засыпки.

На рисунке 3 представлена конструкция разработанного комплексного компенсирующего устройства трубопровода.

Для исследования влияния сжимающих продольных усилий, действующих на тройник со стороны магистрали и отвода, на общую картину напряженного состояния детали, автором с помощью программных комплексов «АРМ \VinMachme» и «СТАРТ» был произведен прочностной анализ тройников сварных различного размера (1420x325, 1420x530; 1420x720, 1420x1020).

Значения осевых сил увеличивались до момента нарушения условия прочности соединительной детали. Предполагалось, что в момент искусственного приращения усилия на одном трубопроводе второй трубопровод работает при нормальном режиме. Результаты в виде графиков, описывающих зависимость максимальных эквивалентных напряжений по Мизесу в исследуемых тройниках от продольных перемещений основного трубопровода и трубопровода-отвода, представлены на рисунке 4.

Графики отображают процесс изменения значений максимальных эквивалентных напряжений в тройнике с момента, соответствующего рабочему режиму перекачки газа, до момента достижения внутренними усилиями расчетного сопротивления материала /?г=427 МПа (Ст. 20).

Из рисунков следует, что величина максимальных эквивалентных напряжений в начальных точках, соответствующих рабочему режиму трубопровода, в плотных песках больше, чем в менее плотных суглинках - в среднем на 7 — 9%. Несмотря на это, предельное состояние тройников в обоих грунтах наступает практически при одинаковых условиях, независимо от того, чрезмерные перемещения какого трубопровода - основной магистрали или отвода - являются причиной потери прочности соединительной детали.

—♦—песок, отвод-720 —И—суглинок, отвод-720 -тк—песок, магистраль )< суглинок, магистраль

—ф— песок, отвод-1020 —в—суглинок, отвод-1020 —А—песок, магистраль )( суглинок, магистраль

0 10 20 30 40 50 60 70 80 Продольные перемещения, мм

I 350

300

5 10 15 20 Продольные перемещения, мм

Рисунок 4 - Зависимость максимальных эквивалентных напряжений по Мизесу в тройниках сварных (1420-18,7x720-18,7; 1420-18,7x1020-18,7; 1420-18,7x325-12 и 1420-18,7x530-12) от продольных перемещений отвода и магистрали

К тому же тройники 1420x325 (530) достигают своего предельного состояния раньше в случае увеличения продольных сил, действующих на отвод, чем в случае их увеличения вдоль основного трубопровода, в то время как в тройниках 1420x720 (1020) данная закономерность сменяется на противоположную. Следовательно, при соотношениях DJDM, близких или равных единице, на напряженное состояние тройника большее влияние оказывает усилие, действующее со стороны магистрали, и наоборот. Здесь Da и D„ - диаметры отвода и магистрали соответственно.

Для исследования зависимостей между значениями максимальных эквивалентных напряжений а*'™ в тройниках и переменными внешними факторами были использованы методы статистической обработки данных. Все необходимые расчеты осуществлялись с помощью программного комплекса «STATISTICA».

Эмпирические зависимости, позволяющие оценить уровень максимальных эквивалентных напряжений в тройнике при единичных перемещениях отвода и магистрали, имеют вид:

/г, \0,63 „0,53

»SS-=1671.g) -¿иг. (1)

,п \ 0,34 ,.0,56

атах =2116-1 — 1 ----С>)

°жвмаг illD \D0) ка0,1&' ^

где - максимальное эквивалентное напряжение по Мизесу,

определяемое в тройнике, МПа;

и - продольное перемещение трубопровода, м;

ко - коэффициент постели грунта при сжатии, МН/м3.

Приближенное отношение максимальных эквивалентных напряжений в тройнике запишется в виде

„шах /п \0,3

^«1,27-gü) . (3)

ижв отв

Как следует из выражения (3) максимальное соотношение напряжений, возникающих при равных единичных перемещениях магистрали и отвода, составляет 1,27 и достигается в равнопроходных тройниках.

Увеличение соотношения DJDM ведет к тому, что влияние магистрали на напряженное состояние тройника становится значительным. Это отмечалось ранее. Максимальный диаметр отвода, при котором его единичное перемещение вызывает в тройнике большее изменение напряжений, чем аналогичное перемещение магистрали, находится из условия 1.

Для исследуемого случая (£>«=1420 мм) максимальный диаметр отвода Д,=640 мм. Действительно, на рисунке 4 можно выявить описанную закономерность в виде отклонения и пересечения графиков. В связи с этим рекомендовано на узлах врезки с соотношением диаметров трубопроводов D0/DM >0,45, предусматривать на магистрали перед тройником зигзагообразные компенсационные участки. Если это отношение меньше 0,45, то следует

устраивать такие участки на отводе.

Обоснована необходимость разработки беспроводной ЗКИА для мониторинга фактического НДС металла тройников подземных трубопроводов, описана конструктивная и аппаратная реализации устройства «Enigma», порядок работы прибора, результаты контроля.

Принципиальным отличием разработанного прибора от устройств подобного рода, используемых в других областях промышленности, является возможность ведения постоянного мониторинга напряженного состояния объекта в режиме реального времени. Для уменьшения общей погрешности устройства, вызванной температурным воздействием на соединительные кабели, передача информации на поверхность к оператору осуществляется по беспроводному радиоканалу в цифровом виде.

В ходе работы исследовалось качество сигналов, проходящих через грунт засыпки. Высота засыпки передатчика принималась равной 1 м.

Эксперимент показал, что на качество сигналов значительное влияние оказывают естественные процессы, такие как уплотнение и увлажнение грунта. Немаловажным является выбор грунта засыпки. Предпочтение должно отдаваться менее плотным пористым грунтам, например, песку крупнозернистому.

Для обработки и вывода результатов измерений на монитор портативного компьютера (ГЖ) разработано программное обеспечение «Enigma».

Программа на основании вводимых геометрических и прочностных характеристик исследуемой детали строит его компьютерную модель. В зависимости от типа тройника рассчитывает значение допустимого напряжения (в соответствии с требованиями нормативных документов) и сравнивает его с показаниями, регистрируемыми устройством «Enigma». В случае приближения действующих «пиковых» напряжений к допустимым предупреждает оператора звуковым сигналом.

Программа совместно с устройством позволяют вести мониторинг фактического напряженного состояния тройника как в режиме реального времени, постоянно, так и в режиме записи, отложено. В первом случае регистрируемые показатели передаются непосредственно на ПК, где, после процедуры обработки, выводятся на монитор оператора. Во втором случае показания чувствительных элементов - тензорезисторов записываются на блок памяти прибора. Сохраненная информация с определенной периодичностью (сутки, неделя, месяц и т.д.) дистанционно снимается оператором и подвергается изучению.

Рисунок 5 - Объемная модель тройника

На рисунке 5 показана объемная модель тройника с цветовой сеткой на поверхности, характеризующая распределение напряжений в детали. Сетка

окрашивается в соответствии с уровнем эквивалентных напряжений по Мизесу, определенных на основе показаний всех активных тензорезисторов.

Цветовая шкала (рисунок 5) имеет начальный и конечный цвет, в диапазоне которых размещаются все соответствующие спектру цвета значения определенных напряжений. На цветовой шкале, кроме действующих напряжений, указывается значение допустимого напряжения, рассчитанного программой (фиолетовый цвет).

Для экспериментального исследования эффективности предложенных мероприятий автором сконструирован и собран лабораторный стенд «Исследование напряженно-деформированного состояния подземных тройников». Произведено планирование эксперимента. Общий вид стенда представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Общий вид стенда

Нагружение узла осуществлялось для трех вариантов исполнения:

- вариант 1 - подземный тройник без компенсатора и стабилизатора;

- вариант 2 - подземный тройник с компенсатором;

- вариант 3 - подземный тройник со стабилизатором. Статистический расчет экспериментальных данных показал, что в первых

двух случаях значимыми факторами являются внутреннее давление и осевые силы, действующие на тройник со стороны магистрали и отвода. В третьем случае в списке значимых факторов остается лишь внутреннее давление.

Остальные факторы являются статистически незначимыми. Следовательно, их действие на напряженное состояние тройника компенсируется конструкцией стабилизатора.

Комплексный компенсатор позволил снизить уровень максимальных эквивалентных напряжений по Мизесу на 13%, стабилизатор - на 36%.

Кроме того, конструкции стабилизатора и компенсатора позволили уменьшить неравномерную концентрацию напряжений в патрубковой зоне тройника.

При воздействии на тройник внешних факторов (давление, осевые силы) внутренние усилия в верхней и нижней части патрубковой зоны являются осесимметричными, а на боковой поверхности, где чаще всего зарождаются и развиваются дефекты, - асимметричными. На рисунке 7 представлено распределение эквивалентных напряжений по Мизесу в металле штуцера вдоль периметра углового сварного шва при нормальном рабочем режиме. Карта распределения построена на основе экспериментальных данных.

Для оценки распределения напряжений на боковой поверхности тройника по обе стороны гаптельного перехода патрубка в основную магистраль введен параметр «коэффициент асимметрии» ка (0<ка<1), равный отношению длин горизонтальных полуосей эллиптической фигуры относительно начала

координат

ка =Ssis., (4)

где amin, ггтах - соответственно минимальные и максимальные напряжения на боковой поверхности тройника, МПа.

Для подземного тройника, не оснащенного компенсирующими и стабилизирующими устройствами, коэффициент ка равен 0,87, т.е. асимметрия внутренних усилий по обе стороны отвода в горизонтальной плоскости составляет 13%.

Во втором случае коэффициент асимметрии ка=0,90. Разница сократилась до 10%. Явно прослеживается процесс сглаживания распределения нагрузок на боковой поверхности тройника. Тем не менее данная тенденция не значительная.

Третий вариант исполнения узла выдает максимально отличные результаты. Коэффициент асимметрии ка для этого случая равен 1,00, что свидетельствует о равномерном распределении нагрузок в исследуемых зонах.

В целом по итогам оценки напряженного состояния узла, на потенциально опасных участках трассы рекомендовано использовать тройник, оснащенный железобетонным стабилизатором. Этот вариант исполнения является наиболее надежным. Стабилизирующее устройство позволяет не только заметно снизить значения усилий в теле тройника, равномерно распределить напряжения, но и сократить список статистически значимых факторов.

На втором этапе проводились испытания ЗКИА «Enigma» с целью оценки качества работы прибора: определялась адекватность функционирования устройства и точность измерений. Для сравнения использовались экспериментальные значения напряжений, определенные с помощью тензометрического преобразователя ИТЦ-03-32.

Статистический расчет показал, что работа прибора «Enigma» является адекватной, а погрешность измерений устройства находится в допустимых пределах ([1; 11,23],%).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Установлено, что существующие натурные методы не позволяют определять фактическое напряженное состояние металла подземного тройника. Учитывая преимущества контактных и бесконтактных натурных методов - высокую точность, у одних, и возможность ведения контроля с поверхности грунта, у других, мониторинг напряженного состояния подземных тройников предложено осуществлять с помощью закладной контрольно-измерительной аппаратуры.

Разработана классификация методов исследования напряженного состояния металла тройников, позволяющая выбрать наиболее оптимальный на стадии проектирования или проведения измерений.

2 Получены эмпирические зависимости, позволяющие оценить влияние осевых продольных нагрузок, действующих на тройник со стороны магистрали и отвода, на величину напряжений в патрубковой зоне. Установлено, что максимальное соотношение напряжений, возникающих при равных единичных перемещениях магистрали и отвода, составляет 1,27 и достигается в равнопроходных тройниках.

Выявлено, что при соотношениях Dr/DM, близких или равных единице, на напряженное состояние тройника большее влияние оказывает усилие, действующее со стороны магистрали, в противном случае значительным является действие, оказываемое отводом. В связи с чем на стадии проектирования рекомендовано на узлах врезки с соотношением диаметров трубопроводов D0/DM>0,45, предусматривать на магистрали перед тройником зигзагообразные компенсационные участки. Если это отношение меньше 0,45, то следует устраивать такие участки на отводе.

3 Разработана беспроводная закладная контрольно-измерительная аппаратура «Enigma» с программным обеспечением, позволяющая вести постоянный мониторинг напряженного состояния подземных тройников с поверхности грунта в режиме реального времени и в режиме записи,

обрабатывать и. выводить результаты измерений на монитор ПК в удобном для оператора виде.

На основе статистической обработки данных тензопреобразователя ИТЦ-03-32 и разработанного устройства, установлено, что результаты измерений прибора «Enigma» являются адекватными, а их погрешность находится в

допустимых пределах ([1; 11,23], %).

Рекомендовано на участках, где планируется применение прибора, использовать менее плотный, пористый грунт для засыпки трубопровода.

4 Установлено, что с помощью компенсатора на основе упругодеформируемого материала (полиуретана) и жесткофиксирующего железобетонного стабилизатора возможно снизить значения максимальных эквивалентных напряжений по Мизесу в тройниках на 13 и 36% соответственно. Кроме того, конструкции позволяют уменьшить неравномерную концентрацию напряжений в патрубковой зоне тройника. Среднее значение асимметрии напряжений на боковой поверхности тройника по обе стороны галтельного перехода (где чаще всего зарождаются дефекты и происходит разрушение) равно 13% №,=0,87). Компенсирующее устройство позволяет сократить разницу до 10% (fc=0,90). В случае применения железобетонного стабилизатора коэффициент асимметрии fca=l,00, это свидетельствует о равномерном распределении нагрузок в исследуемых зонах.

Опубликованные научные труды:

1 Пат. на полезную модель №111240 Россия, F16L51/00. Комплексное компенсирующее устройство трубопровода / P.P. Хасанов, A.M. Шаммазов, Ф.М. Мустафин, С.М. Султанмагомедов, P.C. Янышев. - №2011112887/06; заявлено 04.04.2011; опубл. 10.12.2011, Бюл. №34. -9 с.

2 Пат. на полезную модель №96212 Россия, F16L1/024. Стабилизатор механических напряжений / P.P. Хасанов, A.M. Шаммазов, С;М. Султанмагомедов, Ф.М. Мустафин. - №2010107996/22; заявлено 04.03.2010; опубл. 20.07.2010, Бюл. №20. - 8 с.

3 Хасанов P.P. Влияние углового сварного шва на прочность тройника / Р.Р. Хасанов, С.М. Султанмагомедов // Нефтегазовое дело, - 2011. - №1. - С. 85 -88.

4 Хасанов P.P. Исследование напряженно-деформированного состояния тройников / P.P. Хасанов, С.М. Султанмагомедов // Научно-информационный сборник «Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья», -2010.-№2.-С. 15-22.

5 Хасанов P.P. Планирование эксперимента «Исследование напряженно-деформированного состояния тройников» / P.P. Хасанов, Р.С. Янышев, С.М. Султанмагомедов // Известия вузов. Нефть и газ, - 2011. - №3. - С. 73 — 77.

6 Хасанов P.P. Радиосигнал как метод передачи данных в ходе обследования подземных объектов / P.P. Хасанов // Известия вузов. Нефть и газ, - 2012. - №2. - С. 88 - 92.

7 Хасанов P.P. Закладная контрольно-измерительная аппаратура для мониторинга подземных тройников / P.P. Хасанов, С.М. Султанмагомедов // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», - 2011. - №4. - С. 42 - 48.

8 Хасанов P.P. Анализ экспериментальных методов исследования напряженного состояния подземных тройников / P.P. Хасанов [и др.]. // «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов». Научно-технический журнал. - Уфа, ГУЛ ИПТЭР, 2011. - №3(85) - 2011. - С. 76 - 83.

9 Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело» [Электронный ресурс] / Расчет напряженно-деформированного состояния тройников штампосварных (ТШС) // P.P. Хасанов. - Режим доступа: www.ogbus.ru/authors/KhasanovR/KhasanovR 1 .pdf, свободный. Загл. с экрана. Дата публикации 23.09.2010.

10 Хасанов P.P. Оценка влияния продольных перемещений основного трубопровода и трубопровода-отвода на напряженное состояние подземного тройника / P.P. Хасанов // Материалы Международной научно-практической конференция «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности

систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках Нефтегазового форума «Газ. Нефть. Технологии - 2012». - Уфа: ГУЛ ИПТЭР, 2012. - С. 151 -152.

11 Хасанов P.P. Напряженно-деформированное состояние и обеспечение надежности тройников подземных трубопроводов. Монография / P.P. Хасанов, С. М. Султанмагомедов. - Уфа: Изд-во ИП Галиуллин Д.А., 2012. - 116 с.

12 Хасанов P.P. Анализ методов неразрушающего контроля тройников и тройниковых соединений / P.P. Хасанов // Трубопроводный транспорт - 2010: материалы VI Международной учебно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2010. - С. 194 - 196.

13 Хасанов P.P. Исследование причин аварийных ситуаций на тройниковых соединениях / P.P. Хасанов // Трубопроводный транспорт - 2009: материалы V Международной учебно-практической конференции. - Уфа:

УГНТУ, 2009. - С. 222 - 224.

14 Хасанов P.P. Методы расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) тройников / P.P. Хасанов // Трубопроводный транспорт -2010: материалы VI Международной учебно-практической конференции. -Уфа: УГНТУ, 2010. - С. 196 - 197.

15 Хасанов P.P. Моделирование напряженного состояния тройника при недопустимых перемещениях основного трубопровода и трубопровода-отвода / Р.Р. Хасанов // Материалы Всероссийской научно-практической конференция студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов «Новые технологии -нефтегазовому региону». - Т. 1. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2012.— С. 116— 117.

16 Хасанов P.P. Приборные методы оценки ресурса металла конструкции применительно к подземным тройникам / P.P. Хасанов, И.Р. Яруллин // Материалы 62-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Книга 1. - Уфа: УГНТУ, 2011. - С. 67.

17 Хасанов P.P. Система мониторинга фактического напряженного состояния подземных тройников / P.P. Хасанов, И.Р. Яруллин // Материалы Международной научно-практической конференция «Проблемы и методы

обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках Нефтегазового форума «Газ. Нефть. Технологии -2011»,- Уфа: ГУЛ ИПТЭР, 2011. - С. 181 - 182.

18 Хасанов P.P. Сравнительный анализ методов компенсации механических напряжений в патрубковой зоне подземного тройника магистрального трубопровода / P.P. Хасанов // Материалы Всероссийской научно-практической конференция студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов «Новые технологии - нефтегазовому региону». - Т.1. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2012.-С. 118-119.

19 Хасанов P.P. Расчет напряженно-деформированного состояния тройников ТШС / P.P. Хасанов, С.М. Султанмагомедов // Материалы б 1-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Книга 1.-Уфа: УПГГУ, 2010.-С. 11-12.

20 Пат. на полезную модель №95059 Россия, F16L51/00. S-образный компенсатор для трубопровода / P.P. Хасанов, A.M. Шаммазов, Ф.М. Мустафин, Ф.Ш. Ахметов, А.И. Гаскаров [и др.]. - №2009148360/22; заявлено 24.12.2009; опубл. 10.06.2010, Бюл. №16. - 11 с.

21 Хасанов P.P. Анализ существующих методов исследования напряженного состояния тройников / P.P. Хасанов [и др.]. // Сборник трудов регионального научно-технического семинара «Современные проблемы разработки и внедрения АСУ ТП в нефтегазовом комплексе». - Уфа: УГНТУ, 2011.-С. 65-68.

22 Хасанов P.P. Экспериментальное исследование проводимости радиосигналов через толщу грунта / P.P. Хасанов [и др.]. // Трубопроводный транспорт - 2011: материалы VII Международной учебно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2011. - С. 176 - 177.

Подписано в печать 23.01.2013. Бумага офсетная. Формат 60x84 7i6 Гарнитура «Тайме». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1 Тираж 100. Заказ 7

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес издательства и типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1