Обеспечение надежности объектов магистральных газопроводов, эксплуатирующихся в сложных гидрогеологических условиях

• Автор: Шаммазов, Ильдар Айратович
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 329 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Анализ публикаций, посвященных работе газопроводов в сложных технологических и гидрогеологических условиях эксплуатации
1.1 Исследование проблем обеспечения надежности объектов магистральных газопроводов
1.2 Обзор работ, посвященных исследованию напряженно деформированного состояния и стабилизации газопровода в сложных гидрогеологических условиях
Г лава 2 Поддержание работоспособности объектов магистральных газопроводов с учетом параметров эксплуатации
2.1 Анализ текущего технического состояния Единой системы газоснабжения ОАО «Газпром»
2.2 Определение параметров эффективности газотурбинных установок по параметрам эксплуатации
2.3 Определение показателей технического состояния газотурбинных установок с применением нейронных сетей
2.4 Определение эффективности газотранспортной системы
Глава 3 Поддержание надежности объектов магистралаьных газопроводов в процессе длительной эксплуатации
3.1 Анализ факторов, влияющих на надежность объектов газотранспортной системы
3.2 Анализ надежности объектов магистральных газопроводов с учетом резервирования
3.3 Имитационное моделирование режимов транспортировки газа по многониточной системе магистральных газопроводов
3.4 Экспериментальное исследование мероприятий для разработки направлений по повышению надежности магистральных газопроводов
Глава 4 Построение математической модели НДС и устойчивости подземного газопровода, деформирующегося совместно с различными типами грунтов, с учетом воздействия наземных нагрузок при ремонтных работах
4.1 Постановка задачи
4.1.1 Постановка задачи для средней части рассчитываемого участка
4.1.2 Математические модели совместной деформации подземного трубопровода с грунтом
4.1.3 Постановка задачи для прилегающих частей рассчитываемого участка и условия сопряжения решений на границах средней и прилегающих частей
4.1.4 Три случая постановки задачи, соответствующие различным условиям нагружения подземного трубопровода, защемленного грунтом и при наличии компенсатора
4.2 Решение задачи о НДС подземного трубопровода в случае его моделирования полым стержнем в упругой среде
4.3 Решение задачи о НДС подземного трубопровода в случае его моделирования сжимаемым полым стержнем в упругой среде
4.4 Решение задачи о НДС подземного трубопровода в случае его моделирования растягиваемым полым стержнем в упругой среде
4.5 Методика расчета НДС газопровода, проложенного под переездом
4.5.1 Описание методики расчета
4.5.2 Составление базы данных
4.5.3 Расчет и анализ НДС газопровода под специально оборудованным переездом
Глава 5 Исследование НДС и устойчивости газопровода на сильнопересеченной местности при его укладке и переизоляции
5.1 Выявление наиболее нагруженных сечений ремонтируемого газопровода по данным замеров напряжений, нивелирования,

5.2.1.
5.2.1.

геодезических измерений, внутритрубной диагностики
Общая характеристика участка газопровода, предназначенного для
ремонтных работ
Характеристика дефектных труб
Статистический анализ дефектов по результатам ВТД
Оценка опасности дефектов и рекомендации по устранению
закритических дефектов при выполнении переизоляции
Разработка метода расчета напряженно-деформированного
состояния и обеспечение прочности устойчивости газопровода на
сильнопресеченной местности при его переукладке и переизоляции
Построение математической модели напряженно-
деформированного состояния и устойчивости газопровода на
сильнопересеченной местности при его переукладке и
переизоляции
Основные соотношения, описывающие напряженно-деформированное состояние трубопровода и сведение их к системе дифференциальных и алгебраических уравнений Методика составления исходных данных и расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода методом конечных элементов
Установление положения переизолированного газопровода, обеспечивающего его безотказную работу
Анализ условий переукладки переизолированного газопровода Расчет, анализ НДС и обеспечение прочности и устойчивости переизолированного участка для различных условий укладки эксплуатации (рабочие давление и температура)
Расчет НДС, оценка прочности и устойчивости
переизолированного газопровода до подачи рабочего давления Расчет НДС, оценка прочности и устойчивости переизолированных

конструкцией, недоучет продольных сил в трубах и продольных перемещений и т.п.
Перенапряжение труб также происходит в результате действия неучтенных нагрузок: силовое воздействие оползающих грунтов при укладке труб в тело оползней, размыв подводных трубопроводов, колебания размытых участков под воздействием потока, просадка грунта и оголение трубопровода в карстовой зоне и т.д.
Рассмотрим характерный пример разрушения магистрального газопровода.
По результатам обследования разрушений пяти ниток газопроводов из 9-ти ниточного перехода через р. Каму установлено, что причинами аварий, вызванных оползневыми процессами, явились сверхнормативные изгибные напряжений. Об этом свидетельствует характер разрыва трубы: раскрытие кольцевых монтажных стыков, трещины по кольцевым монтажным стыкам. В частности, при осмотре места отказа газопровода «Ямбург-Елец 1» обнаружен изгиб в вертикальной плоскости выпуклостью вверх. Место разрушения находилось в верхней части трубы и представляло собой разрыв кольцевого поворотного сварного шва с переходом на тело трубы с общей длиной раскрытия 2110 мм. Максимальное раскрытие кромок разрушенного шва составляло 43 мм. Угловое смещение кромок в обе стороны от разрушенного шва составило 3,7°, кроме этого кромки разрушенного шва были повернуты относительно друг друга на 22 мм по длине окружности трубы. При осмотре разрушенного шва был выявлен очаг разрушения, расположенный в теле кольцевого автоматического поворотного шва длиной 187 мм, который характеризуется наличием пор, шлаковых включений и непроваров между отдельными слоями шва. Аналогичные дефекты имеются во всей зоне раскрытия стыка. Тип излома в очаге разрушения квазихрупкий. По всей остальной длине раскрытия по обе стороны от очага разрушения преобладающий тип излома является вязким. В месте отказа газопровода не