Повышение безопасности эксплуатируемых участков газопроводов переводом их в защищенное исполнение

• Автор: Мустаев, Айрат Гайсович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАДЗЕМНЫХ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
1.1. Характеристика надземных переходов
1.2. Антитеррористическая защищенность газопроводов,
включая надземные переходы
1.3. Характеристика «засыпанных грунтом» надземных переходов
и их напряженно-деформированное состояние
1.3.1. Обзор публикаций по взаимодействию трубопровода
и грунта основания
1.3.2. Об измерениях напряженно-деформированного состояния трубопровода
1.4. Ремонт (защита) надземного перехода без остановки транспорта газа
1.5. Ремонт надземных переходов подсадкой
Выводы по главе
2. ИССЛЕДОВАНИЕ НДС НАДЗЕМНОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА ПРИ ПЕРЕВОДЕ ЕГО В ПОДЗЕМНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
2.1. Постановка задачи
2.2. Разработка методики расчета НДС надземного участка трубопровода при переводе его в подземное исполнение засыпкой грунтом без его уплотнения
2.3. Исследование влияния параметров грунта защемления (Егр, /лгр)
на НДС надземного перехода
2.4. Исследование НДС надземного участка, переведенного в подземное исполнение засыпкой грунтом
2.4.1. Исследование НДС участка из труб прочностью К60,
переведенного в подземное исполнение засыпкой грунтом
2.4.2. Исследование НДС участка из труб прочностью К52,
переведенного в подземное исполнение засыпкой грунтом
2.5. Сравнительные исследования НДС надземных участков
до и после засыпки грунтом

2.6. Разработка методики расчета НДС надземного перехода
с различными параметрами грунтов (цгр, Егр) в защемлении
Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НДС УЧАСТКОВ ГАЗОПРОВОДА ДИАМЕТРОМ 1420 мм БЕЗ ОСТАНОВКИ ТРАНСПОРТА ГАЗА
3.1. Экспериментальное обследование засыпанного фунтом надземного перехода протяженностью 36 м газопровода Челябинск - Петровск
(267 км)
3.2. Экспериментальное обследование засыпанного фунтом надземного перехода протяженностью 15 м газопровода Челябинск - Петровск
(301,1 км)
3.3. Экспериментальное обследование надземного перехода газопровода
Челябинск - Петровск (379,1 км)
Выводы по главе
4. СПОСОБЫ ПЕРЕВОДА НАДЗЕМНЫХ УЧАСТКОВ
В ПОДЗЕМНОЕ (ЗАЩИЩЕННОЕ) ИСПОЛНЕНИЕ
4.1. Варианты консфукций для защиты надземных участков
4.2. Перевод надземного участка в подземное исполнение подсадкой
без остановки транспорта газа
4.3. Внедрение способов перевода надземных переходов
ООО «Газпром фансгаз Уфа» в защищенное исполнение
4.4. Техническая и экономическая эффективность предлагаемых
технических решений
Выводы по главе
Основные выводы
Библиофафический список использованной литературы
Приложение 1. Профиль перехода газопровода Челябинск - Петровск
Приложение 2. Локальные сметные расчеты
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования
Магистральные газопроводы (МГ) относятся к опасным производственным объектам: легковоспламеняемый природный газ, наличие высоких давлений, взрывная волна на протяженном пространстве, выгорание вокруг места аварии и т.п. В коридорах газопроводов к ним добавляется опасность повреждения параллельных надземных ниток из-за разлетающихся при аварии фрагментов труб.
Магистральные газопроводы проложены, в основном, в подземном исполнении, что обеспечивает в значительной степени их безопасность. Однако немалую часть составляют надземные участки (переходы). Например, в ООО «Газпром трансгаз Уфа» (ГТУ) имеются около 100 надземных переходов (НП), которые особенно характерны для газопроводов больших диаметров. Такое положение сложилось в 70 - 80 годы XX века, когда прокладка магистральных газопроводов через естественные и искусственные препятствия (овраги, балки, малые, в т.ч. пересыхающие, водотоки и т.п.) осуществлялась наиболее экономичным способом - прокладкой надземных переходов.
В настоящее время одной из актуальных задач эксплуатации является антитеррористическая защищенность газопроводов. Открытые участки, иногда целые коридоры газопроводов, являются привлекательным, провоцирующим фактором для террористической акции.
Один из путей решения этой проблемы - перевод существующих надземных участков в подземное исполнение с целью уравнять надземный участок по степени защищенности с прилегающими участками, т.е. произвести его переукладку по профилю местности. Однако у этого способа есть свои недостатки: требуются остановка газопровода, стравливание газа, замена участка с проведением сварочно-монтажных работ, а иногда это и технически нецелесообразно. Поэтому необходимо разрабатывать способы перевода, при которых надземный участок трубопровода по степени

Указанное выражение прямой пропорциональности удельного давления от прогибов получило наименование гипотезы Винклера (по имени одного из немецких ученых, впервые использовавших новую теорию, главным образом, для расчета железнодорожных путей [117]).
Приведенная гипотеза о закономерности работы балки на упругом основании (уравнение (1.9)) позволила устанавливать распределение реактивных давлений вдоль балки с учетом ее гибкости, а также воспользоваться широкоизвестным дифференциальным уравнением изгиба балки четвертого порядка:
Р-Ц = Е1у,у, (1.10)
где Р - реактивное давление;
q - внешняя распределенная нагрузка;
Е1 - продольная жесткость балки.
Разрушение трубопровода на потенциально опасных участках может происходить вследствие роста прогибов. Авторы работ [32, 98, 100] исследовали причины образования прогибов.
Исследования, посвященные изучению вопросов деформаций трубопроводов в грунте, можно условно разделить на две группы [53]. К первой группе можно отнести исследования [1 - 3, 7, 15, 27, 114], в которых силовое воздействие со стороны грунта, которое и задается в виде известной нагрузки, т.е. величина и распределение нагрузки от грунта на поверхности трубы условно считаются известными. Результаты этих исследований используются в оценке прочности и устойчивости подземных трубопроводов сравнительно небольших диаметров.
В прошлом столетии (70-ые годы) при сооружении нефтегазопроводов начинают применяться трубы сравнительно большого диаметра, которые при эксплуатации имеют возможность деформироваться совместно с грунтом [53]. В этом случае некорректно задавать контактное давление со стороны грунта на трубу в виде известной распределенной нагрузки.