Анализ методов прокладки трубопроводов в районах многолетнемерзлых грунтов

2
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Цель: Анализ методов прокладки нефтепровода в районах многолетнемёрзлых грунтов

3
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Проблемы многолетнемерзлых грунтов
3

4
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Сезонномерзлые
Многолетнемерзлые
Разновидности грунтов
Грунт сыпучемерзлый
Грунт охлажденный
Грунт мерзлый распученный
Грунт твердомерзлый
Грунт пластичномерзлый

5
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Сплошного распространения (ниже -3 °С)
Островного и редкоостровного распространения
(от -0,5 до -3°С)
Преимущественно сплошного распространения
(от - 0,2 до - 2 °С)
Прерывистого распространения
(от - 0,2 до -2 °С)
Массивно островного распространения
(выше -0,5 °С)
Характер распространения многолетнемерзлых грунтов

6
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
непросадочные грунты
малопросадочные грунты
льдонасыщенные грунты
грунты, содержащие крупные включения подземного льда
Разновидность грунтов при оттаивании

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Строение толщи мерзлого грунта
Рисунок – Многолетнемерзлый грунт, вид в разрезе.

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Основные теплофизические свойства ММГ
В состав теплофизических характеристик, определяемых для грунтов, входят:
• теплоемкость (С);
• теплопроводность (А);
• температура начала замерзания грунта (Тbf),
• теплота таяния (замерзания) грунта (Lv);
• температуропроводность (а);
• коэффициент объемного расширения (βt);
• коэффициент морозостойкости (KМ).

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Дисперсность грунта

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Специфические особенности нефтегазового строительства и использования ММГ в качестве оснований сооружений

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Теплоизоляция нефтепровода

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Теплоизоляция нефтепровода

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Формула расчета теплоизоляции труб.
ln B = 2πλ [K(tт — tо) / qL — Rн]
λ — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
K — безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры, некоторые значения K можно взять из Таблицы 1;
tт — температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
tо — температура наружного воздуха, ⁰C;
qL — величина теплового потока, Вт/м2;
Rн — сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Термостабилизация многолетнемерзлых грунтов

7
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Компенсатор

8
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Виды прокладки нефтепровода
Надземный
Подземный
Наземный

Подземный способ прокладки
9
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

Наземная прокладка
10
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

Надземный способ прокладки
11
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

12
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Покрытие Reline как способ минимизации влияния касательных сил

13
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Испытания, оборудование и приборы
Рис. Прибор конструкции В.Ф. Ермакова для определения сопротивления срезу по поверхности смерзания
1-Корпус ; 2-Пластина

14
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Опыт
Условия:
песчано-цементная смесь, плотность: 1,91 г/см3;
- температура – минус 1 °С.
tоп=0,104 МПа

15
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Результаты испытаний

16
Вывод
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Можно сделать вывод о том, что способ прокладки трубопровода варьируется от условий среды, в случае островного распространения ммг подойдет подземный способ, если грунт с высокой степенью просадочности при оттаивании, то лучше прокладывать надземно, если участки трассы сложены подземным «погребенным» льдом с наличием повторно-жильного льда, то выбирается наземная прокладка
По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:
Покрытие из термоусаживаемой оболочки «Reline» показало высокую эффективность, прочность на срез по поверхности смерзания снижается в 2,3 – 3,3 раза по сравнению с металлической сваей без покрытий

Нормативная Техническая Документация
ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация
СП 25.13330.2012 Свод правил «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»
СП 36.13330-2012 Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция
СНиП 2.05.06-85*.
ГОСТ 2.306-68 Графические обозначения материалов и правила их нанесения на чертежах.
ГОСТ 21.302-2013 Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям

ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»
Контактные данные
Картошкин Антон Дмитриевич;
Ревунов Егор Александрович;