ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НАДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТАХ ТРЕНИЯ (на английском языке)

И. Ф. Кантемиров, Л. И. Быков, З. А. Бешерян, В. В. Соколова

Аннотация


Введение Характерной особенностью развития трубопроводного транспорта России за последние годы является смещение основного объема работ по строительству магистральных трубопроводов в районы со сложными мерзлотно-грунтовыми и климатическими условиями в результате смещения центров добычи нефти и газа в новые регионы страны. По прогнозам аналитиков, в ближайшей перспективе продолжится активное освоение месторождений углеводородов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов (ММГ) на арктических и приарктических широтах, где оптимальной является надземная конструктивная схема прокладки трубопроводов на опорах. Однако на сегодняшний день действительные условия работы линейно-протяженных надземных трубопроводов на ММГ изучены недостаточно. Данная работа посвящена одной из актуальных научных задач в этой области: оценке напряженно-деформированного состояния (НДС) надземных магистралей с учетом сил трения на опорах. Цели и задачи Основными целями исследования являются оценка влияния сил трения на опорах на напряженно-деформированное состояние линейно-протяженных надземных трубопроводов с компенсационными участками трапециевидной формы и определение наиболее оптимальных конструктивных решений из условия минимизации НДС при их строительстве на ММГ. Методы Для достижения поставленной цели были использованы следующие методы исследования: анализ, сравнение, обобщение и математическое моделирование (конечно-элементный анализ). Результаты В результате исследования напряжённо-деформированного состояния участка надземного трубопровода с компенсатором трапециевидной формы посредством математического моделирования получены зависимости максимальных поперечных перемещений трубопровода (в горизонтальной плоскости) и напряжений, возникающих в процессе самокомпенсации деформаций (в рабочем состоянии), от конструктивных параметров системы при различных коэффициентах трения на опорах (для различных скользящих пар трения).

Ключевые слова


надземные трубопроводы;напряженно-деформированное состояние;коэффициент трения;подвижные опоры;трапециевидный компенсатор;математическое моделирование;конечно-элементный анализ;above-ground pipeline;stress-strain state;friction coefficient;sliding supports;trapezium-shaped compensator;mathematical simulation;finite element analysis;

Полный текст:

PDF

Литература


Bikmukhametov D.F., Korobkov G.E., Yanchushka A.P. Features of Aboveground Pipe-Line Compensation Part Stress-Deformed Study at Permafrost // Modern Applied Science. 2015. Vol. 9. No. 8. P. 204-212.

Смирнов В.В., Земенков Ю.Д. Применение метода граничных элементов для расчета напряженно-деформированного состояния надземных магистральных нефтепроводов, проложенных на многолетнемерзлых грунтах // Трубопроводный транспорт: Теория и практика. 2013. № 4 (38). С. 18-23.

П1-01.03 М-0109. Проектирование магистральных трубопроводов в условиях крайнего Севера. Методические указания компании. М.: НК «Роснефть», 2016. 165 с.

СТО Газпром 2-2.1-318-2009. Инструкция по проектированию трубопроводов с компенсацией продольных деформаций. М.: ВНИИГАЗ, 2009. 28 с.

СТТ-75.200.00-КТН-042-06. Технические решения по прокладке нефтепровода ВСТО на участках многолетнемерзлых грунтов и высокой сейсмичности. Ч. 1. Магистральный нефтепровод. М.: НИИ Транснефть, 2006. 58 с.

СТТ-23.040.00-КТН-045-12. Опоры для трубопроводов на участках надземной прокладки трубопроводной системы «Заполярье - НПС «Пурпе». М.: НИИ Транснефть, 2012. 92 с.

Дерцакян А.К., Васильев Н.П. Строительство трубопроводов на болотах и многолетнемерзлых грунтах. М.: Недра, 1978. 167 с.

Петров И.П., Спиридонов В.В. Надземная прокладка трубопроводов. М.: Недра, 1973. 472 с.

Магалиф В.Я., Спиридонов В.В., Черний В.П. Самокомпенсация трубопроводов с учетом трения. М.: ВНИИЭГазпром, 1972. 24 с.

Спиридонов В.В., Черний В.П. О деформативности надземной системы трубопроводов. М.: ВНИИЭГазпром, 1971. № 4.

Спиридонов В.В., Черний В.П. Моделирование работы надземных трубопроводов. М.: ВНИИЭГазпром, 1972. № 1.

Бешерян З.А. Экспериментальные исследования деформативности и моделирование работы надземных трубопроводов на многолетнемерзлых грунтах // Нефть и газ - 2018: сб. тр. 72-й Междунар. молодеж. науч. конф. М.: Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, 2018. С. 35-43.

Спиридонов В.В., Лемеханов В.В. Натурные исследования напряженного состояния и деформативности надземного газопровода // Труды ВНИИСТ. 1963. № 15.

Харионовский В.В. Повышение прочности газопроводов в сложных условиях. Л.: Недра, 1990. 179 с.

Быков Л.И., Бешерян З.А. Исследование деформативности и напряженного состояния надземных трубопроводов на многолетнемерзлых грунтах // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Вып. 2 (118). С. 81-90. DOI: 10.17122/ntj-oil-2019-2-81-90.

Быков Л.И., Кантемиров И.Ф., Бешерян З.А. Исследование напряженно-деформированного состояния надземных трубопроводов при различной форме компенсационных участков // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Вып. 6 (122). С. 115-125. DOI: 10.17122/ntj-oil-2019-6-115-125.

СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*. М.: ФАУ «ФЦС», 2013. 93 с.

СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85. М.: ОАО «ЦПП», 2017. 80 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2020-2-80-90

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) И. Ф. Кантемиров, Л. И. Быков, З. А. Бешерян, В. В. Соколова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.