Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики расчета и прогноза критических параметров аркообразования магистрального газопровода

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

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики расчета и прогноза критических параметров аркообразования магистрального газопровода"

На правах рукописи

Ж

МИХАЛЕНКО ЕВГЕНИЙ СЕРГЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ПРОГНОЗА КРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АРКООБРАЗОВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

Специальность 25 00 19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ОЗ1742ьг

Тюмень - 2007

003174267

Диссертационная работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Федерального агентства по образованию Российской Федерации

Научный руководитель Иванов Вадим Андреевич,

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, Заведующий кафедрой

«Сооружение и ремонт нефтегазовых объектов» Тюменского государственного нефтегазового университета

Официальные оппоненты:

Кушнир Семен Яковлевич,

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РФ, Заведующий кафедрой «Механика грунтов»

Тюменского государственного нефтегазового университета

Симонов Виктор Владимирович,

кандидат технических наук,

Начальник Богандинского линейно-производственного управления ООО «Сургутгазпром»

Ведущая организация ОАО «Тюменский проектный и научно-

исследовательский институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И. Муравленко», г Тюмень

Защита диссертации состоится 9 ноября 2007г в 16°°час. на заседании диссертационного совета Д 212 273 02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу. 625000, г Тюмень, ул Володарского, 38, зал им А Н Косухина

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информацион-ном центре Тюменского государственного нефтегазового университета по адресу 625039, г Тюмень, ул Мельникайте, 72.

Автореферат разослан «5» октября 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета

Кузьмин С В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Основной причиной отказов и аварий в системе магистральных газопроводов (МГ) является изменение пространственного положения трубопроводов относительно проектного Именно эти отклонения создают напряженно-деформированное состояние (НДС) трубопровода и являются причиной роста напряжений, а уровень напряжений стенки МГ определяет техническое состояние и остаточный ресурс трубопровода

Недопустимой деформацией МГ являются арки (выпученные участки) различных типов Анализ причин возникновения и условий арко-образования свидетельствует о том, что наиболее часто арки образуются и развиваются в условиях слабых водонасьпценных грунтов Одной из причин развития арок является действие реологических свойств грунта на участки газопроводов, прилегающих к ней

Решение проблемы образования и развития арок особенно актуально для Тюменского нефтегазового региона, где до 65% площади занимают обводненные территории и болота со слабонесущими грунтами По результатам натурных обследований в 2004 году на первой нитке МГ «Уренгой -Сургут - Челябинск» выявлено 486 участков с выходом на дневную поверхность общей протяженностью 815км

Актуальностью диссертационной работы является исследование механизма образования арок, с учетом реологических свойства грунта и прогноз критических параметров рассматриваемого процесса

Цель работы Изучить механизм образования арок в системе МГ с учетом реологических свойства грунтов и разработать методику прогноза критических параметров аркообразования, определяющую порядок проведения и виды ремонтных работ на дефектных участках МГ

Основные задачи исследования. Основными задачами, поставленными и решенными в работе, являются

1 Выполнить натурные исследования МГ с целью установления закономерности изменения прогибов потенциально опасных участков

2 Разработать методику расчета продольных сил и перемещений для системы «труба-грунт»

3 Разработать методику прогноза критических параметров аркообра-зования, учитывающую реологические свойства грунтов и время эксплуатации МГ

Научная новизна диссертации:

1 Изучен механизм развития арок, имеющих начальный прогиб с учетом реологических свойства грунтов

2 Установлены аналитические зависимости параметров зон упруго-пластических и пластических деформаций грунта по контакту системы «труба-грунт» от нагрузок с учетом реологических свойства грунтов

3 Разработана методика прогноза критических параметров аркообра-зования, учитывающая продольные перемещения МГ в зоне упруго-пластической деформации грунтов

Практическая ценность. Результаты исследований диссертационной работы могут быть использованы при проектировании, строительстве и эксплуатации МГ Полученные результаты исследований были включены в реализацию комплексной программы «Ликвидации всплывших и оголенных участков магистральных газопроводов, эксплуатируемых в границах ООО «Сургутгазпром» на 2006-2009 гг»

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на региональных научно-практических конференциях «Проблемы эксплуатации систем транспорта» (г Тюмень, 2005, 2007гг), международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (г Тюмень, 2005г), международной научно-технической конференции «Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой от-

расли» (г Тюмень, 2007г), на VI научно-технической конференции молодежи ОАО «АК «Транснефть» (г Тюмень, 2005 г)

Публикация работы. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ

Объем работы Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, общих выводов, списка литературы и 6 приложений Содержание работы изложено на 200 страницах, в том числе 55 рисунков и 10 таблиц Список литературы, включает 95 наименований

Содержание работы:

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цели, задачи исследования, раскрыты научная новизна и практическая ценность

В первом разделе дана краткая характеристика системы газоснабжения Российской Федерации Проанализированы условия работы МГ Западной Сибири, действующие на них нагрузки, приведены данные о закономерности возникновения и роста выпученных участков газопроводов

Значительная часть МГ большого диаметра проходит по территориям с неблагоприятными инженерно-геологическими характеристиками грунтов и сложными природно-климатическими условиями строительства и эксплуатации В ряде случаев при прокладке и балластировке МГ применялись упрощенные технические решения, не учитывающие изменение свойства грунтов в процессе эксплуатации Данные факторы во многом предопределили специфику и масштабы негативных деградационных процессов, с которыми связана эксплуатация современной газотранспортной системы(рис 1)

Анализ причин возникновения аварий на МГ показал, что большая и часть обусловлена стресс-коррозией и увеличением НДС стенки трубы, нарушением условий и режимов эксплуатации и строительно-монтажными

дефектами До 27% аварий происходит на участках МГ с отклонением от проектного положения (выпученный, всплывший участок и т д )

7% 5%

Рис. 1. Причины возникновения аварий на магистральных газопроводах

1 - наружная коррозия (5%), 2 - стресс-коррозия и увеличение НДС (37%), 3 - внутренняя коррозия и эрозия (3%), 4 - повреждения при эксплуатации (8%), 5 - нарушение условий и режимов эксплуатации (9%), б - строительные дефекты (26%), 7 - заводские дефекты труб(2%), 8 - стихийные бедствия (3%), 9 — дефекты оборудования на магистральных газопроводах (7%)

Во время эксплуатации количество отказов, связанных с действием продольных напряжений (27%), в 2 раза превышает количество отказов, возникших в результате действия кольцевых напряжений (13%)

Установлено, что одним из факторов, приводящих к разрушению МГ, являются продольные напряжения в металле трубы Выявлено, что до 20% разрушений произошло на участках МГ, имеющих продольно-поперечный изгиб Он обуславливается браком, допущенным при строительно-монтажных работах, а также отсутствием учета реологических свойства грунтов

В этом аспекте особенно опасным является продольно-поперечный изгиб МГ и, как частный случай, выпученные участки, в которых продольные напряжения превышают расчетные

Во втором разделе рассмотрены продольные перемещения МГ в торфе с учетом реологических свойства грунтов

Анализ работ ряда авторов показывает, чго перемещения МГ при длительном воздействии нагрузки оказываются выше, чем при воздействии мгновенных нагрузок Это происходит вследствие проявления реологических свойства грунта, выражающихся в явлении ползучести В главе рассматривается три модели ползучести затухающая, незатухающая и пластичная связь трубопровода с грунтом

Большой вклад в изучение проблем продольных перемещений подземных трубопроводов внесли Айнбиндер А Б , Березин В Л , Бородавкин П П , Быков Л И , Горковенко А И , Иванцов О М , Морозов В Н , Соколов С М , Стояков В Н , Хайруллин Ф Г, Харионовский В В , Хигер М Ш и многие другие

Были исследованы затухающая и незатухающая ползучести при продольных перемещениях коротких труб в различных грунтах засыпки в глинистых - Уфимский нефтяной институт, в торфяных (наиболее опасных) - Тюменский индустриальный институт На основе анализа известных кривых ползучести была установлена средняя скорость ползучих незатухающих и пластических перемещений для торфа - 1,3 см/мес

В зависимости от вида деформации грунта по контакту «труба-грунт» выделяют несколько зон мгновенные, ползучие затухающие, ползучие незатухающие, ограниченные пределом упругого растяжения металла трубы и пластические в грунте Каждому из указанных видов деформации соответствует определенное значение касательных напряжений по контакту «труба-грунт» г, которое определяется экспериментально для каждого вида грунта Для решения задач, поставленных в данной работе, использовались значения г и коэффициента постели грунта ки, полученные С М Соколовым для торфа Задача определения продольных перемещений МГ в грунте засыпки может быть решена путем определения продольных сил и перемещений на всех имеющихся участках взаимодействия системы «труба-грунт» Разработана методика расчета продольных сил в МГ и оп-

ределения параметров зон упруго-пластических и пластических деформаций грунта по контакту «труба-грунт»

Реологические свойства грунта при длительной работе системы «труба—грунт» вносят существенную поправку в распределение перемещений и продольных усилий по длине трубопровода Явление ползучести необходимо учитывать на всех этапах строительства и эксплуатации МГ В противном случае может иметь место неточная, а в ряде случаев - ошибочная оценка надежности и безопасности работы МГ в течение длительного времени

В третьем разделе представлены результаты полевых обследований, проведенных на потенциально опасных участках МГ, имеющих отклонения от проектного положения Представлена методика проведения полевых опытов, в которой шаг измерений принят 10м при числе замеров не менее 10 Результаты обследований МГ позволили установить, что наиболее распространенным видом отклонения от проектного положения являются всплытия МГ и их выпучивание (аркообразование) в вертикальной и горизонтальной плоскостях Общая длина таких участков в Западной Сибири достигает 15% от общей длины трасс МГ больших диаметров Например, приведены графики прогиба участка МГ «Уренгой-Сургут-Челябинск» на 1023 км, имеющего изгиб в горизонтальной плоскости (рис 2) По результатам сравнения положения осей трубопровода по данным за 2005, 2006гг был выявлен прирост стрелы прогиба около 90 см

Участки МГ, на которых выполнялись натурные обследования, расположены так, что охватывают все грунтовые условия, встречающиеся в Западной Сибири Как показали натурные обследования, на фоне общего роста стрелы прогиба МГ наблюдаются его сезонные колебания уменьшение в зимний период и увеличение - в летний, причем процесс аркообразо-вания и развития таких участков продолжается Наблюдались случаи прогиба выпученного участка до 8м при длине 250м

¡. К 15

ю

5

50 100 150 200 250 300 350 Ш £, м

Рис. 2. Графики прогибов участка МГ УСЧ 1 КС-7 1023 км (по ГИС 1020 км)

1 - прогиб оси иа 07.2005г.; 2 - прогиб оси иа 07.2006г.

Причиной значительного увеличения прогибов выпученного М1" служит наличие разности ЛИ между начальной сжимающей силой До на прилегающих к изогнутому прямолинейных участках трубопровода и силой N на изогнутом участке. Влияние величины ЛЫ приводит к продольным перемещениям прилегающих прямолинейных участков, которые «собираются» на изогнутом участке. Основной составляющей продольных перемещений являются медленные постоянные перемещения ползучести, определяемые реологическими свойствами грун та, ЧТО и ведет к постепенному росту прогибов.

В чет верг«*! разделе представлена методика определения параметров зон упруго-пластических II и пластических /»//деформаций грунта системы «труба-грунт», а также методика прогноза критических геометрических параметров выпученных участков, учитывающая реологические свойства грунтов и время эксплуатации МГ (рис. 3).

.- ход га л. (на КС 81

1 2 /

Рис. 3. Схема распределения касательных напряжений на прямолинейных участках магистрального газопровода

За основу расчета участка Inn взято условие совместности продольных перемещений для выпученного участка газопровода с учетом ползучести грунта, полученное Стояковым В М и Тимербулатовым Г Н

£У1вДЛД+2^И-0 ^ (/ ) + Д±1к + CD

4/ EF EFnDrnpl EF 2' 2тгОки К 2 11 ки

где Р01 - продольная сила, приложенная к границе участка И, EF-

жесткость поперечного сечения трубы на растяжение, ки - коэффициент

постели грунта,/- стрела прогиба выпученного участка

Предложено ввести в уравнение (1) фактор времени и динамической

вязкости грунта

Для определения продольного перемещения конца участка Inn только за счет ползучести может быть использована формула

и (/ ) = Ь±/ t (2)

где t - время, прошедшее с момента перехода выпученного участка из одной зоны (11) в другую (Inn), rj - коэффициент динамической вязкости грунта, устанавливаемый экспериментально, Inn — длина участка пластической связи системы «труба-грунт»

Принимая во внимание, что скорость ползучих перемещений на участке Inn является постоянной, запишем левую часть уравнения (1) в виде

»..('.,) = (3)

где V- скорость ползучих перемещений равная 1,3см/мес , Тогда уравнение (2) с >четом формулы (3) примет вид

Ю = I (4)

П

Получим формулу для определения динамической вязкости грунта t]

„ = b£, (5)

V

Предлагаемая методика расчета реализована в разработанной программе «Расчет участка /ил»

Примем во внимание, что по формулам (2) и (3) рассчитывались перемещения на участке 1пл Для расчета удлинения выпученного участка и необходимо в этих формулах учесть составляющую продольных перемещений на участке 11, методика расчета которой изложена ниже

и = К/ + и(/,), (6)

н=+ „(/,) 1

(7)

Зная значения динамической вязкости грунта (7) и скорости пластических перемещений торфяного грунта (V), запишем систему уравнений для определения параметров, влияющих на рост выпученного участка МГ

и = 2-

ДЛ^

- + ДЛЧ ——

р

2 01пр

I ££ ЕЕхйт

\ "Р

ЕРпйт^

пр.

41

и = + «(/,),

и /„/ + «(/,)

7

ц = 2 АУ

Е^л-Ог.,

41 ' ц = К<+и(/,),

+ _ , ) + 2й±5-( V -х,) + 2 Ьс!

££41 2 лйк, ' " к

+ 2-^(7,-х 1 + -х+

££л-Ог, I ' 2хйк. 1 " *

(8)

Получим решение с использованием зависимости продольных перемещений от времени эксплуатации МГ при текущем техническом состоянии

И + и(/,) = 2

- + ДЛГ

пр7

I__^ ^ОЗггр

ЕР ЕР л: От,

у>2

+ х\ + 211±Ь±(Х!-х\ + 2^ (9)

и " 2кОк v 2 " к

Тогда решение с использованием зависимости продольных перемещений от времени и динамической вязкости грунта засыпки примет вид

тгО/7 У " ЕР к От,

- + АЫ

мр2

I

ЕР ЕРлйт,.

-2-

1 01и/>

(10)

Таким образом, впервые разработана методика расчета параметров выпученного участка, учитывающая фактор времени Задавая требуемое значение времени t, можно прогнозировать увеличение или уменьшение продольных сил в МГ, т е изменение длины участка Inn

Алгоритм расчета реализован в программе «Расчет участка Inn» Программа позволяет просчитывать изменения параметров N, N0, AN, Inn, и, Af во времени для любых заданных участков трубопроводов и характеристик грунта, а, следовательно, планировать ремонт выпученных участков с наибольшей эффективностью

Далее опишем разработанный расчет перемещений, касательных напряжений и продольных сил на участке I/ с учетом ползучести грунта засыпки

Все рассматриваемые далее участки указаны на рисунке 3 На участке хI перемещения - мгновенные и рассчитываются по методике П П Боро-давкина

»(.,)= P"ShPh (П)

v " ßEFchßl,

где ß - параметр, характеризующий жесткость системы «труба-грунт», х - рассматриваемая зона участка 11

На участке х2 имеют место ползучие затухающие перемещения, они без учета мгновенной составляющей будут равны

и(х -х)= p°shf3xi (х -х)-и(х) (12)

12 '> ßEFchßl, 2л Dk}* '' [,>

На участке 11 имеют место перемещения, ограниченные пределом упругого растяжения металла трубы, они без учета мгновенной и ползучей незатухающей составляющей определяются как

и(/|-Я;)= W. _ W*. +а<У-^2/ (13)

v' 21 ßEFchßl, ßEFchßl, EF Vl '

После преобразования (13) имеем

и(/,-х,)= } (14)

v 1 ßEFchßl EF '

Общее продольное перемещение участка II будет равно сумме всем вычисленных перемещений:

= + н(/, -л:,)- (15)

Разработанные методики расчета участков упруго-пластического (II) и пластического (1т) взаимодействия системы «труба-грунт» позволяют определить продольные силы, перемещения па каждом из них, а, следовательно, прогнозировать рост выпученного участка. Определены пороговые значения продольных сил, при которых происходит изменение характера взаимодействия системы «Труба-грунт». Разработана методика определения стрел прогиба, позволяющая оценить характер взаимодействия системы «тру б а-грунт» и опасность данного участка МГ по геометрическим параметрам выпученного участка.

Алгоритм расчета реализован в программе «Расчет участка II». С помощью предложенной методики расчета можно определить продольные перемещения в любой точке участка 11.

Разработанный автором график порога появления пластических деформаций в системе «труба-грунт» позволяет установить наличие существования участка 11,, или обоих участков - И и Inn (при пластических деформациях грунта). График приведен на рисунке 4.

450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

OCiOCDOOOOCDOOO^iZioCiO м

VI Е—■ С7* .—> Г-> -J" чй О (-J ТЗ" эс О О О Г—

. ч r^l Oi CN <4 ^Г ^

Рис. 4. Порог появления зоны пластической деформации грунта Засыпки (на контакте «труба-грунт») в зависимости от параметров выпученного участка МГ

ш ш

С использованием приведенного графика и разработанных расчетных программ для отдельно взятого участка МГ и грунта можно дать прогнозную оценку состояния выпученного участка, а, следовательно, составить оптимальный график вывода МГ в капитальный ремонт.

Основные выводы по работе:

1 Изучен механизм взаимодействия МГ со слабонесущим грунтом, в области аркообразования

2 Получены аналитические зависимости изменения параметров упруго-пластических и пластических зон деформации системы «труба-грунт» от нагрузки, которые послужили основой разработанной методики прогноза

3 На основе полученных аналитических зависимостей и результатов натурных исследований автора разработана методика определения параметров зоны упруго-пластических деформаций по контакту системы «труба-грунт» от нагрузок с учетом реологических свойства грунтов

4 Результаты выполненных исследований позволяют прогнозировать во времени критические параметры развивающихся арок и определять сроки и виды ремонтов магистральных газопроводов на аркоопасных участках трассы

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Михаленко Е С Продольные силы как причина нарушения проектного положения газопровода на болотах / В А Иванов // Сборник научных трудов «Мегапаскаль» - Тюмень ТюмГНГУ, 2006 - С 48 - 49

2 Михаленко Е С. Обзор методов ремонта нарушений проектного положения магистрального газопровода / В А Иванов. // Сборник научных трудов «Мегапаскаль» - Тюмень. ТюмГНГУ, 2006 - С 51 - 54

3 Михаленко Е С Влияние методов строительства на прочность охлаждаемого газопровода / В А Иванов, А Ю Годлевский // Сборник Научных трудов «Мегапаскаль» - Тюмень ТюмГНГУ, 2006 - С 28 - 29

4 Михаленко Е.С Проблема сохранения проектного положения подземного газопровода в условиях Западной Сибири / В А Иванов, С В Кузьмин // Материалы региональной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации систем транспорта» - Тюмень ТюмГНГУ, 2006 -С 106-110

5 Михаленко Е С Определение величины продольного перемещения магистрального газопровода с учетом мгновенных и ползучих перемещений / В.А. Иванов // Международная научно-техническая конференция «Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли» — Тюмень ТюмГНГУ, 2007 - С 130-134

6 Михаленко Е С Прогнозирование роста выпученного участка магистрального газопровода с учетом реологических свойств грунта / В А Иванов //Журнал «Известия вузов. Нефть и газ» , 2007. №1 -С.48-51

Подписано к печати /¿Я /У Заказ №

Формат 60 х 84 '/16 Отпечатано на RISO GR 3750

Бум писч №1 Уч - изд л Уел печ л. Тираж 100 экз

Издательство «Нефтегазовый университет» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625039, Тюмень, ул Киевская, 52

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Михаленко, Евгений Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

1.1. Анализ отказов линейной части магистральных газопроводов

1.2. Природно-климатические и инженерно-геологические условия работы трубопроводов в районах Западной Сибири

1.3. Физико-механические свойства торфа

1.4. Действующие нагрузки на газопровод и закономерность развития выпученных участков магистральных газопроводов

РАЗДЕЛ 2. ВЛИЯНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТА НА

ПРОДОЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ

ТРУБОПРОВОДОВ

2.1. Определение продольных перемещений подземных трубопроводов в зависимости от реологических свойств грунтов 45 засыпки

2.2. Основные известные модели взаимодействия системы «трубагрунт»

2.3. Анализ процесса ползучести в грунте засыпки

2.4. Анализ механизма возникновения выпученного участка, ^ обусловленного продольным перемещением трубопровода

2.5. Основные известные опытные данные о ползучести 85 РАЗДЕЛ 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ УЧАСТОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

3.1. Методика проведения полевых опытов

3.2. Результаты натурных обследований по определению фактического пространственного положения трубопроводов

3.3. Результаты проведенных обследований

РАЗДЕЛ 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВЫПУЧЕННОГО УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА С УЧЕТОМ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТА

4.1. Базовая методика расчета продольной силы на выпученных участках трубопровода с учетом ползучести грунта 4.2 Разработка методики построения графика определения характера взаимодействия системы «труба-грунт»

4.3. Методика определения продольных перемещений, сил и касательных напряжений на выпученном участке МГ

4.4. Базовый алгоритм расчета выпученного участка МГ

4.5. Методика прогнозирования изменения параметров выпученного участка с течением времени

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики расчета и прогноза критических параметров аркообразования магистрального газопровода"

Актуальность темы. Согласно Энергетической стратегии России и Генеральной схеме развития газовой промышленности доля природного газа в балансе первичных топливно-энергетических ресурсов и на ближайшую, и на долгосрочную перспективу будет превышать 50 %, а объем потребления природного газа в стране достигнет к 2030 г. - 440 млрд. м'. Потребность на газ в период до 2030 г. практически не снизится (рис. 1).

36%

Рис. 1. Структура спроса на газ в России в период до 2030 г.: 1 - энергетика; 2 - промышленность; 3 - коммунально-бытовой сектор; 4 прочие отрасли.

Существенно возрастут также объемы экспорта газа в страны ближнего и дальнего зарубежья, поэтому можно без преувеличения утверждать, что обеспечение устойчивости функционирования и развития Единой системы газоснабжения (ЕСГ) является важнейшей компонентой энергобезопасности страны. Исключительная роль в аспекте обеспечения газом потребителей отводится месторождениям Западной Сибири.

Магистральные трубопроводы, построенные в нефтегазодобывающих районах Западной Сибири, работают в исключительно неблагоприятных природно-климатических и инженерно-геологических условиях. Минеральные грунты на больших по площади территориях перекрыты болотными отложениями. В среднем, по рассматриваемой зоне, заболоченность составляет 53%, а на отдельных месторождениях доля озерно-болотного комплекса превышает 80%. Средняя глубина торфяных залежей 1,6-2,7 м, максимальная - 12 м. Такая высокая заболоченность местности и наличие многочисленных водных преград существенно затрудняют строительство, эксплуатацию и ремонт магистральных трубопроводов.

Известно, что магистральные трубопроводы, сооруженные в торфяных грунтах, при проектировании которых были учтены все основные свойства грунтов, через некоторое время в период эксплуатации теряли устойчивость. Следствием этого является возникновение значительных по величине изгибов, приводящих к потере устойчивости трубы и гофрообразованию, а в ряде случаев и к разрушению трубопровода. Это объясняется крайне низкой защемляющей и несущей способностью слабонесущего грунта, особенно торфа. Многочисленные обследования состояния действующих газопроводов показали, что на отдельных участках имеются случаи значительного изгиба (выпучивания) трубопровода. Например, по результатам натурных обследований участков газопроводов с отклонением от прямолинейного положения в форме выпученного участка, выявлено, что на 1-ой нитке рассматриваемого в диссертации газопровода «Уренгой - Сургут -Челябинск» в непроектном положении (с выходом на дневную поверхность) находилось (по состоянию на 1988г) 479 участков общей протяженностью 810 км. В ряде случаев эти участки являются потенциально опасными, так как любая дополнительная подвижка трубы может привести к исчерпанию несущей способности конструкции.

Одной из причин появления прогибов и относительно быстрого их прироста является удлинение прилегающих к выпученным участкам полубесконечных трубопроводов из-за изменения напряженного состояния грунтовых массивов и постепенной деформации грунтов без изменения нагрузки - ползучести грунта. В торфяном грунте, обладающем свойствами вязкопластической среды, непрерывно происходит процесс перераспределения продольных перемещений и напряжений. При определении продольных перемещений участков трубопроводов в торфе, возникающих от изменения давления, температуры, осадки, необходимо учитывать механику взаимодействия системы «труба-грунт», предельные значения защемляющих усилий и расчетные характеристики торфа. Неучет реологических свойств грунта в процессе эксплуатации трубопровода может привести к серьезным авариям после его ввода в эксплуатацию.

Поэтому задача контроля и прогнозирования изменения пространственного положения магистрального газопровода (МГ) с течением времени чрезвычайно важна для его безопасной эксплуатации и оптимального определения сроков и способов ремонта.

Состояние изученности вопросов темы. Исследованием условий работы трубопроводов в условиях сплошной заболоченности и взаимодействием трубопровода с грунтом успешно занимались и занимаются в научно-исследовательских, проектных учреждениях и организациях ведущие специалисты: Азметов Х.А., Айнбиндер А.Б., Амарян Л.С., Арутюнов Н.Х., Бельмас О.М., Березин В.Л., Бородавкин П.П., Быков Л.И., Гайдамак В.В, Горковенко А.И., Иванцов О.М., Камерштейн А.Г., Кушнир С.Я., Лукошкова Н.К., Маслов Н.Н., Морозов В.Н., Николаев Н.В., Первушин Г.Г., Работнов Ю.Н., Ращепкин К.Е., Соколов С.М., Стояков В.Н., Сулейманов И.Н., Тер-Степанян Г.И., Цытович Н.А., Черникин В.И., Хайруллин Ф.Г, Харионовский В.В., Хигер М.Ш., Флорин В.А., Ясин Э.М. и другие, на работы которых опирался автор в своих исследованиях. Их усилиями определены основные методы и расчетные характеристики для анализа напряженного состояния трубопроводов в грунтах, обладающих малой несущей способностью. Березин В.Л., Бородавкин П.П., Быков Л.И., Григоренко П.Н. выполнили впервые расчеты продольных перемещений подземных трубопроводов с учетом реологических свойств грунта. Однако данная проблема для сложных условий Западной Сибири полностью не решена.

Изучению продольных перемещений трубопроводов в грунте посвящен ряд работ, выполненных в Азнефть, ВНИИСТ, ВНИИГАЗ, ВНИИСПТнефть, Гипротюменнефтегаз, Донбассводтрест, РГУНиГ, ТюмГНГУ, УНИ и др.

Проведенный анализ литературных источников позволяет выделить четыре основных модели грунта, принимаемых авторами в расчетах:

1. Модель упругого грунта Флорина В. А.;

2. Модель упругого грунта, предложенная Бородавкиным П.П.;

3. Модель жестко-пластичного грунта Кулона;

4. Модель П.П. Бородавкина и Шадрина О. Б.

Подземный трубопровод и окружающий его грунт представляют собой сложную систему, работающую как единое целое в течение длительного времени. При исследовании перемещений труб в грунте авторами в качестве модели грунта принималось упругое или упруго-пластическое тело. Такой подход не позволял учесть в должной степени реологические свойства грунта - его способность накапливать деформации без увеличения вызывающего их усилия (ползучесть). Известно, что полные деформации рассматриваемых торфяных грунтов проявляются не мгновенно после приложения нагрузки, а нарастают постепенно в течение длительного времени.

Подземные магистральные трубопроводы под воздействием различных факторов (внутреннее давление, изменение температуры перекачиваемого продукта и грунта и т. д.) непрерывно перемещаются как в поперечном, так и в продольном направлениях. Перемещения могут быть незначительными и тогда не представляют опасности при эксплуатации. Однако при определенных условиях они достигают столь больших значений, что приводят к изгибу продольной оси (выпучиванию) отдельных участков трубопровода и даже к его разрушению. Отказы, возникающие на выпученных участках газопроводов, являются серьезной проблемой, требующей решения.

Основной причиной отказов и аварий в системе магистральных газопроводов является изменение пространственного положения трубопроводов относительно проектного. Именно эти отклонения создают напряженно-деформированное состояние трубопроводов и являются причиной роста в их стенке нагрузок, а уровень этих нагрузок определяет техническое состояние и остаточный ресурс газопроводов.

Среди недопустимых деформаций газопроводов значительное место занимают арки различных типов. Анализ причин и условий аркообразования свидетельствует о том, что наиболее часто арки образуются и развиваются в условиях слабых водонасыщенных грунтов под влиянием их реологических свойств действующих на прямолинейные участки газопроводов, прилегающих к месту возникновения арки.

Особенно проблема образования и развития арок ощутима для Тюменского Нефтегазового региона, где по оценкам разных авторов от 40 до 65% территории сложены слабонесущими грунтами и заболоченными территориями. Так, например, по результатам натурных обследований участков газопроводов с отклонением от прямолинейного положения в форме выпученного участка, на первой нитке газопровода «Уренгой - Сургут - Челябинск» в непроектном положении (с выходом на дневную поверхность) находилось (по состоянию на 2004г.) 486 участков общей протяженностью 815 км. В ряде случаев эти участки являются потенциально опасными, так как любая дополнительная подвижка трубы может привести к исчерпанию несущей способности конструкции.

Поэтому тема диссертационной работы посвящается исследованию механизма образования арок с учетом реологических свойств грунта и прогнозу их критических параметров является актуальной.

Отметим, что в данной работе рассматривается развитие выпученного участка магистрального газопровода в условиях слабонесущих грунтов засыпки (его рост), имеющего начальную стрелу прогиба. Не рассматриваются причины и условия образования выпученных участков. Прогноз роста стрелы прогиба выпученного участка производится из соображений отсутствия в металле стенки изогнутого газопровода пластических деформаций.

Цель и задачи исследования. Целью исследований является изучение механизма образования арок в системе МГ с учетом реологических свойств грунтов и разработка методики прогноза критических параметров аркообразования, определяющей порядок проведения и виды ремонтных работ на дефектных участках МГ.

Основными задачами, поставленными и решенными в работе, являются:

1. Натурные исследования МГ с целью установления закономерности изменения прогибов потенциально опасных участков.

2. Разработка методики расчета продольных сил и перемещений для системы «труба-грунт».

3. Разработка методики прогноза критических параметров аркообразования, учитывающей реологические свойства грунтов и время эксплуатации МГ.

В соответствии с вышесказанным работа имеет следующую структуру.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цели, задачи исследования, раскрыты научная новизна и практическая ценность.

В первом разделе дана краткая характеристика системы газоснабжения Российской Федерации. Проанализированы условия работы МГ Западной Сибири, действующие на них нагрузки, приведены данные о закономерности возникновения и роста выпученных участков газопроводов.

Значительная часть МГ большого диаметра проходит по территориям с неблагоприятными инженерно-геологическими характеристиками грунтов и сложными природно-климатическими условиями строительства и эксплуатации. В ряде случаев при прокладке и балластировке МГ применялись упрощенные технические решения, не учитывающие изменение свойства грунтов в процессе эксплуатации. Данные факторы во многом предопределили специфику и масштабы негативных деградационных процессов, с которыми связана эксплуатация современной газотранспортной системы.

Анализ причин возникновения аварий на МГ показал, что большая и часть обусловлена стресс-коррозией и увеличением НДС стенки трубы, нарушением условий и режимов эксплуатации и строительно-монтажными дефектами. До 27% аварий происходит на участках МГ с отклонением от проектного положения (выпученный, всплывший участок и т.д.).

Во втором разделе рассмотрены продольные перемещения МГ в торфе с учетом реологических свойства грунтов. Выполнен подробный обзор опубликованных работ по исследованию продольных перемещений подземных трубопроводов и определению реологических свойств грунтов засыпки. Проанализированы существующие модели взаимодействия системы «труба-грунт», по которым будут производиться дальнейшие расчеты. Проанализирован механизм образования выпученного участка подземного магистрального газопровода в результате его продольных перемещений. Исследованы условия образования и роста прогибов осей выпученных участков. Определены причины продольных перемещений магистральных газопроводов. По экспериментальным данным установлена скорость незатухающего ползучего перемещения трубопровода в грунте, равная 1,3 см/мес. По результатам исследований С.М. Соколова приняты пороговые значения касательных напряжений по контакту «труба-грунт», при которых меняется характер взаимодействия трубопровода с грунтом. Обоснована возможность использования постоянной скорости ползучих продольных перемещений трубы для расчета параметров выпученного участка газопровода.

В третьем разделе приведена методика проведения и математического описания полевых опытов по определению фактического состояния участка магистрального газопровода. Теоретические и практические исследования были посвящены состоянию магистральных газопроводов, имеющих отклонения от прямолинейного положения в сложных условиях эксплуатации с целью прогноза изменения их технического состояния и выбора оптимального метода ремонта.

Экспериментальные исследования проводились на магистральном газопроводе «Уренгой-Сургут-Челябинск». Все использованное оборудование, методические и технологические схемы определялись соответствующими нормативными документами. Обработка опытных данных проводилась статистическими методами с использованием цифровой техники.

Проанализирован механизм потери устойчивости участка подземного магистрального газопровода и влияние на него грунта засыпки и наличия балластировки.

Установлено, что на газопроводах распространены участки с продольно-поперечным изгибом, к числу которых относятся всплывшие и выпученные (в вертикальной или горизонтальной плоскостях) участки газопроводов. Общая длина таких участков достигает 15% от общей длины трасс магистральных газопроводов в Западной Сибири. Установлено, что процесс образования выпученных участков продолжается. В отдельных местах трассы магистральных газопроводов наблюдается рост прогибов осей выпученных участков. Выявлены причины образования и роста выпученных участков для торфяного грунта засыпки - отсутствие балластировки, наличие участка меньшей продольной жесткости при недостаточной балластировке, влияние реологических свойств грунта засыпки и т.д. Установлена причина значительного увеличения прогибов выпученного газопровода - наличие разности AN между начальной сжимающей силой на прилегающих к изогнутому прямолинейных участках трубопровода No и силой на изогнутом участке N. Влияние AN приводит к продольным перемещениям прилегающих прямолинейных участков, которые «собираются» на изогнутом участке. Установлено, что основной составляющей продольных перемещений являются медленные, но постоянные перемещения ползучести, определяемые реологическими свойствами грунта, что и приводит к постепенному росту прогибов.

В четвертом разделе представлена методика расчета и прогнозирования состояния выпученного участка магистрального газопровода с учетом реологических свойств грунта. Проанализировано условие неразрывности продольных связей с учетом «ползучих» продольных перемещений трубопроводов. При этом введен показатель времени эксплуатации выпученного участка магистрального газопровода с момента возникновения пластических деформаций грунта по контакту системы «труба-грунт». Разработана методика определения минимальных величин длины и прогиба выпученных участков магистральных газопроводов, при которых возникает ползучесть грунта по контакту системы «труба-грунт». Разработана методика прогноза роста стрелы прогиба выпученных участков газопроводов с учетом реологических свойств грунтов и времени эксплуатации магистрального газопровода. Разработана методика расчета критических геометрических параметров выпученного участка для определения характера работы системы «труба-грунт» на участке упруго-пластической связи. Предложен способ прогнозирования роста стрелы прогиба выпученного участка магистрального газопровода, который позволяет достоверно осуществить контроль напряженно-деформированного состояния трубопровода на протяжении всего периода эксплуатации и, следовательно, правильно назначить очередность и способы его ремонта.

Проведены натурные обследования ряда выпученных участков действующих магистральных газопроводов, установлены закономерности изменения прогибов их осей во времени, причины образования выпученных участков и последующего их роста.

Объектами исследования являются участки подземных магистральных газопроводов, прямолинейные и имеющие изгиб продольной оси (выпученные), проложенные в слабонесущих грунтах.

Методика исследования. Поставленные задачи решались на основе теоретических исследований и систематических натурных замеров.

Теоретические и практические исследования были посвящены состоянию выпученных участков магистральных газопроводов в слабонесущих грунтах с целью прогноза их технического состояния. При проведении теоретических исследований использованы методы математического и регрессионного анализа, строительной механики и сопротивления материалов, механики грунтов, теории надежности, теории принятия решений, теории вероятности, механики разрушения, а также прикладные исследования по проектированию, строительству, эксплуатации и ремонту систем трубопроводного транспорта.

Замеры прогибов осей проводились на действующих магистральных газопроводах. Все использованное оборудование, методические и технологические схемы определялись соответствующими нормативными документами. Обработка опытных данных с использованием цифровой техники проводилась статистическими методами.

Научная новизна.

1. Изучен механизм развития арок, имеющих начальный прогиб с учетом реологических свойства грунтов.

2. Установлены аналитические зависимости параметров зон упруго-пластических и пластических деформаций грунта по контакту системы «труба-грунт» от нагрузок с учетом реологических свойства грунтов.

3. Разработана методика прогноза критических параметров аркообразования, учитывающая продольные перемещения МГ в зоне упруго-пластической деформации грунтов.

Практическая ценность. Результаты исследований диссертационной работы могут быть использованы при проектировании, строительстве и эксплуатации МГ. Полученные результаты исследований были включены в реализацию комплексной программы «Ликвидации всплывших и оголенных участков магистральных газопроводов, эксплуатируемых в границах ООО «Сургутгазпром» на 2006-2009 гг».

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались на: региональных научно-практических конференциях «Проблемы эксплуатации систем транспорта» (Тюмень, 2005, 2007 гг.); международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2005г.); международной научно-технической конференции «Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли» (Тюмень, 2007г.); на конкурсе молодежи ОАО «АК «Транснефть» на лучшую научно-техническую разработку (Тюмень, 2005 г.). По результатам исследований опубликовано 6 статей.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, общих выводов, списка литературы и 6 приложений. Содержание работы изложено на 200 страницах, в том числе 55 рисунков и 10 таблиц. Список литературы, включает 95 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Михаленко, Евгений Сергеевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ:

1. Изучен механизм взаимодействия МГ со слабонесущим грунтом, в области аркообразования.

2. Получены аналитические зависимости изменения параметров упруго-пластических и пластических зон деформации системы «труба-грунт» от нагрузки, которые послужили основой разработанной методики прогноза.

3. На основе полученных аналитических зависимостей и результатов натурных исследований автора разработана методика определения параметров зоны упруго-пластических деформаций по контакту системы «труба-грунт» от нагрузок с учетом реологических свойства грунтов.

4. Результаты выполненных исследований позволяют прогнозировать во времени критические параметры развивающихся арок и определять сроки и виды ремонтов магистральных газопроводов на аркоопасных участках трассы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Михаленко, Евгений Сергеевич, Тюмень

1. Айнбиндер А.Б., Камерштейн А.Г. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость. М.: Недра, 1982.

2. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1995. - 560 с.

3. Амарян J1.C. Прочность и деформируемость торфяных грунтов. М.: Недра 1969.

4. Баталин Ю.П. Опыт сооружения газопровода Вынгапур-Челябинск. НТО «Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений». М.: Информнефтегазстрой, 1979.

5. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. -М.: Наука, 1965.

6. Березин B.JL, Ращепкин К.Е. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1978.

7. Бородавкин П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. М.: Недра, 1976.

8. Бородавкин П.П., Хигер М.Ш., Хайруллин Ф.Г. Вопросы капитального ремонта нефтепроводов Западной Сибири. ТНТО. Сер. «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов». М., ВНИИОЗНГ, 1977.

9. Бородавкин П. П., Хигер М.Ш., Николаев Н.В. Вопросы проектирования и эксплуатации трубопроводов на торфяных грунтах Западной Сибири. НТС «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов» -М.: ВНИИОЭНГ, 1978.

10. Бородавкин П. П., Быков JI. И., Григоренко П. Н. Влияние ползучести грунта на величину перемещений подземных нефтепроводов.

11. НТС «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов», № 2. М.: ВНИИОЭНГ, 1971.

12. Бородавкин П. П., Быков JI. И., Григоренко П. Н. Расчет напряженного состояния подземных трубопроводов с учетом реологических свойств грунта. «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов», № 2, 1971.

13. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы. М.: Изд. ВНИИОЭНГ, 1978. - 384 с.

14. Бородавкин П.П., Хигер М.Ш. К теории продольных перемещений трубопровода в грунте при ползучести. РНТС «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов», №3: М., ВНИИОЭНГ, 1976.

15. Быков Л.И., Шувалов В.Ю. Оценка напряженно-деформированного состояния сложных участков трубопроводов. Сб. научн. трудов / Ред. кол. Шаммазов A.M. и др. Уфа: УГНТУ, 2001. - с. 309-312.

16. Васильев Н.П., Постников В.В., Решетников А. Д. Опыт ускоренного строительства промысловых и магистральных трубопроводов. ТНТО. Сер. «Нефтепромысловое строительство». М.: ВНИИОЭНГ, 1976.

17. Вишневецкий Г. Д. Упругое равновесие цилиндрического стержня в среде, сопротивляющейся трением. Сб. «Строительная механика и строительные конструкции», Тр. ЛИСИ, вып. 23,1956.

18. Виноградов СВ. Особенности работы подземных газопроводных труб на закруглениях, сб. «Вопросы добычи, транспорта и переработки природных газов». М.: ВНИИГАЗ, 1951.

19. Винокуров Ф.П., Тетеркин А.Е., Питерман М.А. Строительные свойства торфяных грунтов. Минск, АН БССР, 1962.

20. Власов В.З., Леонтьев Н.Н. Балки, плиты и оболочки на упругом основании. М., Госстройиздат, 1960.

21. ВР-05-76. Рекомендации по изысканиям и проектированию нефтепромысловых трубопроводов на болотах Среднего Приобья. Тюмень, 1976.

22. ВР-25-76. Рекомендации по закреплению трубопроводов от всплытия выстреливаемыми анкерами. Тюмень, 1976t

23. Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А. Расчет конструкций на упругом основании. М.: Стройиздат, 1973.

24. Горковенко А.И. Основы теории расчета пространственного положения подземного трубопровода под влиянием сезонных процессов / диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. -Тюмень, 2006. 305 с.

25. Димов JI.A. Методы расчета трубопровода в условиях болот / Автореферат дис. .канд. техн. наук. -М.: ВНИИГАЗ, 1997. 462 с.

26. Евсешев И.Е., Кадарновский В.Д. Земляное полотно автомобильных дорог на слабых грунтах. М.: Транспорт, 1976.

27. Зарецкий Ю. К. О реологических свойствах пластично-мерзлых грунтов. «Основания, фундаменты и механика грунтов», 1971, № 2.

28. Зарембо К.С., Малышев Б.М. Температурные перемещения и деформации подземных газопроводных труб. В. сб.: «Переработка и транспорт природных газов», Гостойиздат, 1953.

29. Иванцов О.М., Харионовский В.В., Черний В.П. Сопоставление методик расчета магистральных трубопроводов по нормам России, США, Канады и европейских стран. М.: ИРЦ Газпром, 1996. - 51 с.

30. Инструкция по проектированию трубопроводов, укладываемых в насыпи и с малым заглублением в грунт. ВНИИСТ, 1967.

31. Кадыш Ф.С. Опытные исследования изгиба балок, лежащих на грунте. «Вопросы динамики и прочности». Рига, АН Латв.ССР, 1962.

32. Казарновский В.Д. Слабые грунты как основания насыпей автомобильных дорог. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1975.

33. Камерштейн А.Г. Условия работы стальных трубопроводов и резервы их несущей способности. М.: Госстройиздат, 1966.

34. Караваев Ю.И. Опыты по определению величины защемления грунтом подземных трубопроводов. «Строительство трубопроводов», № 7, 1957.

35. Клементьев А.Ф. Устойчивость магистральных трубопроводов в сложных условиях. М.: Недра, 1985. - 112 с.

36. Коновалов П.А. Строительство сооружений на заторфованных территориях. М.: Стройиздат, 1995. - 342 с.

37. Курганова Н.Н. Повышение устойчивости северных газопроводов в процессе их эксплуатации. Автореферат дис. .канд. техн. наук. -М.:ВНИИГАЗ, 1989.-20 с.

38. Курганова Н.Н. Теоретическое обоснование результатов натурного обследования участков северных газопроводов в непроектном положении // Надежность газопроводных конструкций. -М.:ВНИИГАЗ, 1990. -с. 147-155.

39. Кушнир С.Я. Консолидационные явления в торфяных грунтах при динамических воздействиях // Тр. II Балтийской конференции по механике грунтов и фундаментостроению. Т. 1. М., ПЭМ ВНИИС, 1988. - с. 210-213.

40. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975.

41. Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебное пособие для строит, спец. вузов / под ред. С.Б. Ухова. М.: Высшая школа, 2004. - 566 с.

42. Михаленко Е.С., Иванов В.А. Прогнозирование роста выпученного участка магистрального газопровода с учетом реологических свойств грунта. Сборник научных трудов «Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта» №5 Тюмень: ТюмГНГУ, 2007.

43. Михаленко Е.С., Иванов В.А. Обзор методов ремонта нарушений проектного положения магистрального газопровода. Сборник научных трудов «Мегапаскаль» Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - С.51-54

44. Михаленко Е.С., Иванов В.А. Проблема сохранения проектного положения подземного газопровода в условиях Западной Сибири. Материалы региональной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации систем транспорта» Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - С. 106-110

45. Михаленко Е.С., Иванов В.А. Продольные силы как причина нарушения проектного положения газопровода на болотах. Сборник научных трудов «Мегапаскаль» Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - С.48-49

46. Мусаткина Т.А., Соколов СМ. Экспериментальные исследования взаимодействия трубопроводов с торфяной засыпкой при вертикальных перемещениях. РНТС «Нефтепромысловое строительство», № 2. М.: ВНИИОЭНГ, 1975.

47. Ращепкин К.Е., Таран В.Д. Сложный изгиб действующего трубопровода. Тр. МИНХ и ГП, вып,87. М.: 1971.

48. Рекомендации по оценке несущей способности участков трубопроводов в непроектном положении. М.: ВНИИГАЗ, 1986. - 43 с.

49. Ржаницын А.Р. Теория ползучести. М.,Стройиздат,1968.

50. Рекомендации по проектированию оснований нефтепромысловых сооружений на заторфованных территориях Среднего Приобья. Тюмень, 1972.

51. Самсонов P.O., Сафонов B.C. Основные направления повышения устойчивости функционирования ЕСГ России в условиях возрастающих рисков. Материалы шестой международной деловой встречи «Диагностика 2006» М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2006. - 408 с.

52. Сергеев А.И. Методика инженерно-геологического изучения торфяных массивов. М.: Наука, 1974. - 135 с.

53. Соколов С.М., Лукошкова Н.К. Экспериментальное исследование продольных перемещений подземных трубопроводов в торфе. «Проблемы нефти и газа Тюмени», № 19, 1973.

54. Соколов С.М. Проектирование, строительство и эксплуатация промысловых трубопроводов на болотах среднего приобья. НТС «Нефтепромысловое строительство». М.: ВНИИОЭНГ, 1978.

55. Соколов С.М., Лукошкова Н.К. Экспериментальные исследования продольных перемещений подземных трубопроводов в торфе. Сб. «Проблемы нефти и газа Тюмени». Тюмень, Вып. 19, 1973.

56. Соколов С.М., Бендерова Е.М. Классификация торфяных оснований для прокладки трубопроводов. РНТС «Нефтепромысловое строительство», № 10.-М.: ВНИИОЭНГ, 1973.

57. Соколов С.М., Гагин В. А. Исследование работы мелко-заглубленных анкеров в торфе при креплении трубопроводов. Сб. «Проектирование обустройства нефтяных месторождений Западной Сибири». Тюмень, вып. 43,1975.

58. Соколов С.М., Вяткина Г.Г. Экспериментальное исследование давления на подземные трубопроводы на болотах. Сб. «Проектированиеобустройства нефтяных месторождений Западной Сибири». Тюмень, вып.45, 1977.

59. СНиП 2.05.06 85*. Магистральные трубопроводы. М., Недра,1982.

60. Справочник проектировщика. Расчетно-теоретический. Кн. II / Под ред. Уманского А.А. М., Стройиздат, 1973.

61. Стояков В.Н., Клюк Б.А., Тимербулатов Г.Н. Обоснование выпученных участков газопроводов и оценка их напряженного состояния. -М.: ВНИИЭгазпром, 1992.

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

63. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов, т. II. М.: «Наука»,1965.

64. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М., Наука, 1974.

65. Тихонов А.В. Решение некорректно поставленных задач и метод регуляризации. ДАН СССР, №3,1963.

66. Трофимов B.JI. Торфяные грунты Среднего Приобья как естественные основания нефтепромысловых сооружений. ТНТО «Нефтепромысловое строительство». М.: ВНИИОЭНГ, 1977.

67. Тухбатуллин Ф.Г., Карпов С.В., Королёв М.И. Современное состояние и перспективы совершенствования диагностики газопроводов, подверженных КРН — М.: ООО "ВНИИГАЗ", 2002.

68. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1974.

69. Флорин В.А. Основы механики грунтов. Т. I, М.: Госстройиздат,1959.

70. Фокин М.Ф., Трубицын В.А., Никитина Е.А., Осипов В.А. Методы восстановления несущей способности линейной части магистральных нефтепроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1986.

71. Хайруллнн Ф.Г., Соколов СМ., Щербинин И.А. Экспериментальные исследования взаимодействия, промысловых трубопроводов с растительным покровом при продольных и поперечных перемещениях. РНТС «Нефтепромысловое строительство», № 5. М.: ВНИИОЭНГ, 1977.

72. Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. М.: Недра, 2000. - 467 с.

73. Харионовский В.В., Курганова И.Н. Надежность трубопроводных конструкций: теория и технические решения // ИНЭИ РАН, Энергоцентр, 1995.-125 с.

74. Харионовский В.В., Курганова И.Н., Клюк Б.А. Несущая способность участков газопроводов в непроектном положении // Газовая промышленность. 1987. - №6. - с. 32-35.

75. Хигер М.Ш. Анализ ядер ползучести продольных перемещений трубы в торфяном основании. НТС «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов», № 1. М.: ВНИИОЭНГ, 1971.

76. Хигер М.Ш., Николаев Н.В. Изгиб переходов трубопроводов через болота с учетом конечной жесткости оснований береговых участков. «Труды Тюменского индустриального института». Тюмень, вып.24,1974.

77. Хигер М.Ш., Кучерюк В.И., Николаев Н.В. Изгиб трубопровода на упругом основании с учетом продольных сил и перемещений // Нефть и газ Тюмени. Тюмень, 1973. - Вып. 18. - С. 82-83.

78. Хигер М.Ш., Хайруллин Ф.Г. Расчет продольных перемещений подземных трубопроводов на болотах. РНТС «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов», № 10. М.: ВНИИОЭНГ, 1973.

79. Хигер М.Ш., Кучерюк В.И., Николаев Н.В. Изгиб трубопровода на упругом основании с учетом продольных сил и перемещений. НТС «Проблемы нефти и газа Тюмени», вып. 18, Тюмень, 1973.

80. Хигер М.Ш., Николаев Н.В. Изгиб перехода трубопровода через болото с учетом конечной жесткости оснований береговых участков. Тр. Тюменского индустриального института, вып. 24, Тюмень, 1974.

81. Хигер М.Ш., Николаев Н.В. К теории изгиба участка трубопровода на упругом основании с учетом продольных сил и перемещений. Тр. Тюменского индустриального института, вып. 24, Тюмень, 1974.

82. Хигер М.Ш., Николаев Н.В. Изгиб трубопровода на нелинейно-упругом торфяном основании. Изв. ВУЗов «Строительство и архитектура», №5,1975.

83. Хигер М.Ш., Николаев Н.В. О единых параметрах деформируемости торфяных оснований при нагружении цилиндрическими штампами. НТС «Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений», №4. М.: НИПИЭСУнефтегазстрой, 1976.

84. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: "Высшая школа", 1973.

85. Черникин В.И., Ясин Э.М. Устойчивость подземных трубопроводов. М.: «Недра», 1968.

86. Черкасов И.И. Механические свойства оснований. М.: Автотрансиздат, 1958.

87. Шутов В.Е., Васильев Г.Г., Горяинов Ю.А., Прохоров А.Д., Чугунов JI.C. Механика грунтов. -М.: издательство «ЛОРИ», 2003. -128с.

88. Эксплуатация магистральных газопровод. Учебное пособие / Под общей ред. Ю.Д. Земенкова. Тюмень: Вектор Бук, 2002. - 528 с.

89. Ясин Э.М., Черникин В.И. Устойчивость подземных трубопроводов. М.: Недра, 1968.

90. Ясин Э.М. Продольно поперечный изгиб криволинейных участков магистральных трубопроводов // Сбор, подготовка и транспорт нефти и нефтепродуктов. Труды ВНИИСПТнефть. - Уфа, 1973. - Вып. 11.-е. 191.

91. Ясин Э.М., Гайдамак В.В. Закономерности искривлений подземных магистральных трубопроводов // транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. Труды ВНИИСПТнефть. - Уфа, 1973. - Вып. 11. - с. 34.

92. Geilenkeuser H, Unbrsuchung uber die Bewegung von Rohrlaitung in der Erde unter dam Einflusse von ausseren Kraften. Gesam. Berg. Betrieb und Forsch. Ruhrgas A. G. 1962, №11.1. СЛОВАРЬ

93. Ползучесть (в механике грунтов) явление постепенного нарастания во времени деформаций после приложения нагрузки.

94. Затухающие ползучие перемещения такие перемещения, при которых скорость деформации с течением времени уменьшается до нуля.

95. Предел ползучести (предел длительной прочности грунта)касательное напряжение по конкретной поверхности труба-грунт т'™, при котором ползучесть из затухающей переходит в незатухающую.

96. Незатухающие ползучие перемещения такие перемещения, при которых напряжения превышают предел ползучести грунта.

97. Незатухающие неустановившиеся ползучие перемещения -перемещения, скорость которых изменяется.

98. Незатухающие установившиеся ползучие перемещения -перемещения, при которых скорость деформации стабилизируется.

99. Релаксация явление уменьшения во времени напряжений при постоянной деформации.

100. Упругое последействие явление изменения упругой деформации во времени.

101. НДС напряженно-деформированное состояние.

102. МТ- магистральный трубопровод.

103. МГ- магистральный газопровод.

104. ГТС- газотранспортная система.1. ВИ временная инструкция.

105. АЭК- акустикоэмиссионный контроль.

106. Продольная жесткость трубопровода упругая характеристика, устанавливающая связь между сопротивлением перемещению конца полубесконечного трубопровода и самим перемещением.

107. Предельные касательные напряжения (г1/)Р тпр2) касательныенапряжения, при которых грунт вокруг трубы переходит в предельное напряженное состояние и труба непрерывно скользит в грунте.

108. Реология наука о течении грунтов, связанном с постепенным нарастанием их деформаций.

109. Потеря продольной устойчивости продольное перемещение подземного трубопровода в направлении его главной оси.

110. Болото избыточно увлажненный участок, покрытый слоем торфа мощностью более 0,5 м.

111. Условная потеря устойчивости изменение длины искривленного участка и стрелы прогиба, без изменения начального положения (из прямолинейного в криволинейное).