Третий принцип использования мерзлых грунтов в качестве основания трубопроводов

Статья в Elpub

Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017; : 70-78

Третий принцип использования мерзлых грунтов в качестве основания трубопроводов

Аннотация

При прокладке трубопроводов в районах мерзлоты нарушается целостность мерзлого массива, что является причиной развития необратимых термодинамических процессов, ведущих к деструкции грунтового основания. Последствия техногенного воздействия приводят к тому, что на протяжении всего срока эксплуатации характеристики грунта по трассе трубопровода не будут соответствовать первоначальным, а теплогидравлические режимы работы трубопровода и его параметры - проектным. Восстановление геокриологической структуры грунта в районах прохождения трассы трубопровода невозможно. При наземной прокладке трубопровода в/на насыпи есть возможность сохранить в мерзлом состоянии грунт деятельного слоя и тем самым обеспечить несущую способность грунта. Тепловое воздействие трубопровода на грунтовое основание необходимо ограничить в соответствии с регламентом по температуре перекачки на основании полученных решений и рекомендаций в этой области. Рациональные конструктивные решения способа прокладки трубопроводов в условиях распространения мерзлых грунтов, при которых не нарушается целостность массива, были получены С.М. Соколовым, предложившим решение ряда практических задач, в том числе разработавшим конструкции и технологию прокладки трубопроводов без снятия мохового слоя. Трубопровод следует прокладывать, не вскрывая массив грунта и без нарушения структуры его мерзлой толщи, руководствуясь III принципом сохранения мерзлых грунтов в естественном ненарушенном состоянии. Прокладку трубопровода в зимних условиях по поверхности грунта с последующим самопогружением можно отметить как прогрессивный метод, соответствующий экологическим требованиям.

Список литературы

1. Закирова Э.А., Гаррис Н.А. Как избежать выпучивания опор надземных трубопроводов в районах пучинистых грунтов // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 14. № 2. С. 85-92.

2. Permafrost engineering. [Электронный ресурс.] Режим доступа: http://permafrost-engineering.com/galereya/ (дата обращения: 26.04.2017)

3. Хренов Н.Н. Сооружение северных трубопроводов. Взаимодействие с многолетнемерзлыми грунтами в макетах и на трассе // Нефть. Газ. Промышленность. 2008. № 3. [Электронный ресурс.] Режим доступа: http://neftegaz.ru/science/view/610 (дата обращения: 26.04.2017).

4. Закирова Э.А., Гаррис Н.А. О постановке задач регулирования ореола протаивания вокруг трубопровода в районах распространения мерзлоты // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017. № 1-2. С. 100-106.

5. Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. М.: Недра, 2001. 467 с.

6. Кушнир С.Я. Трубопроводный транспорт в условиях мерзлых грунтов // Мат-лы IX Междунар. науч.-практ. конф. по инженерному мерзлотоведению, посвященной 20-летию ООО «Фундаментстройаркос». 2011. С. 18-23.

7. Закирова Э.А., Гаррис Н.А., Кутлыева З.Р. Учет тепла трения при расчете режима регулируемого теплообмена нефтепровода с мерзлым грунтом // Нефтегазовое дело. 2017. Т. 15. № 1. С. 108-113.

8. Соколов С.М. Теоретические основы новых методов сооружения нефтепромысловых трубопроводов в условиях Западной Сибири: автореферат дне.. д-ра техн. наук. Тюмень, 2009. 38 с.

9. Соколов С.М. Многолетнемерзлые грунты в качестве основания промысловых трубопроводов // Нефтяное хозяйство. 2008. № 10. С. 126-127.

10. Гаррис Н.А., Закирова Э.А., Кутлыева З.Р. Третий принцип проектирования трубопроводов на мерзлых грунтах // Мат-лы XI Междунар. учеб.-науч.-практ. конф. «Трубопроводный транспорт - 2016». Уфа, 2016. С. 401-402.

11. Гаррис Н.А., Колоколова Н.А. О выборе способа прокладки трубопроводов в районах вечной мерзлоты // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2013. № 1. С. 13-17.

12. Гаррис Н.А. Эксплуатация нефтепродуктопроводов в различных температурных режимах и загрузках при условии сохранности экологической среды: автореферат дис.. д-ра техн. наук. Уфа, 1998. 48 с.

13. Димов Л.А. Строительство нефтепроводов на многолетнемерзлых грунтах в южной части криолитозоны Центральной и Восточной Сибири // Нефтяное хозяйство. 2008. № 2. С. 104-106.

Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2017; : 70-78

The Third Principle of Using Frozen Soils as The Pipelines Foundation

Garris N. A., Zakirova E. A.

Abstract

In the course of pipeline laying in permafrost areas the integrity of frozen solid is disturbed, which leads to irreversible thermodynamic activity leading to the destruction of foundation soil. The consequences of anthropogenic impact lead to the fact that during the whole operational life the characteristics of the soil along the pipeline will not correspond to the initial ones, and the thermohydraulic operation modes of the pipeline and its parameters will not correspond to the design ones. The restoration of the soil geocryological structure along the pipeline is impossible. In the course of pipeline laying in or above dike, it is possible to keep the soil of the active layer in the frozen state and, thereby ensuring bearing capacity of the soil. It was shown earlier that the pipeline thermal impact on the foundation soil should be limited according to the pumping temperature regulations based on the decisions and recommendations in this research area. Rational constructive solutions for pipeline laying in the conditions of permafrost expansion, in which the frozen solid integrity is not disturbed, were also obtained by S.M. Sokolov. He solved practical problems, including the design and technology of pipeline laying without removing the moss layer. The pipeline should be laid without opening the soil solid and without disturbing the structure of its frozen layer, with accordance to the third principle of preserving frozen soils in its native state. Pipeline above-ground laying in winter conditions with subsequent self-immersion can be noted as a progressive method that meets environmental requirements.

References

1. Zakirova E.A., Garris N.A. Kak izbezhat' vypuchivaniya opor nadzemnykh truboprovodov v raionakh puchinistykh gruntov // Neftegazovoe delo. 2016. T. 14. № 2. S. 85-92.

2. Permafrost engineering. [Elektronnyi resurs.] Rezhim dostupa: http://permafrost-engineering.com/galereya/ (data obrashcheniya: 26.04.2017)

3. Khrenov N.N. Sooruzhenie severnykh truboprovodov. Vzaimodeistvie s mnogoletnemerzlymi gruntami v maketakh i na trasse // Neft'. Gaz. Promyshlennost'. 2008. № 3. [Elektronnyi resurs.] Rezhim dostupa: http://neftegaz.ru/science/view/610 (data obrashcheniya: 26.04.2017).

4. Zakirova E.A., Garris N.A. O postanovke zadach regulirovaniya oreola protaivaniya vokrug truboprovoda v raionakh rasprostraneniya merzloty // Territoriya «NEFTEGAZ». 2017. № 1-2. S. 100-106.

5. Kharionovskii V.V. Nadezhnost' i resurs konstruktsii gazoprovodov. M.: Nedra, 2001. 467 s.

6. Kushnir S.Ya. Truboprovodnyi transport v usloviyakh merzlykh gruntov // Mat-ly IX Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. po inzhenernomu merzlotovedeniyu, posvyashchennoi 20-letiyu OOO «Fundamentstroiarkos». 2011. S. 18-23.

7. Zakirova E.A., Garris N.A., Kutlyeva Z.R. Uchet tepla treniya pri raschete rezhima reguliruemogo teploobmena nefteprovoda s merzlym gruntom // Neftegazovoe delo. 2017. T. 15. № 1. S. 108-113.

8. Sokolov S.M. Teoreticheskie osnovy novykh metodov sooruzheniya neftepromyslovykh truboprovodov v usloviyakh Zapadnoi Sibiri: avtoreferat dne.. d-ra tekhn. nauk. Tyumen', 2009. 38 s.

9. Sokolov S.M. Mnogoletnemerzlye grunty v kachestve osnovaniya promyslovykh truboprovodov // Neftyanoe khozyaistvo. 2008. № 10. S. 126-127.

10. Garris N.A., Zakirova E.A., Kutlyeva Z.R. Tretii printsip proektirovaniya truboprovodov na merzlykh gruntakh // Mat-ly XI Mezhdunar. ucheb.-nauch.-prakt. konf. «Truboprovodnyi transport - 2016». Ufa, 2016. S. 401-402.

11. Garris N.A., Kolokolova N.A. O vybore sposoba prokladki truboprovodov v raionakh vechnoi merzloty // Transport i khranenie nefteproduktov i uglevodorodnogo syr'ya. 2013. № 1. S. 13-17.

12. Garris N.A. Ekspluatatsiya nefteproduktoprovodov v razlichnykh temperaturnykh rezhimakh i zagruzkakh pri uslovii sokhrannosti ekologicheskoi sredy: avtoreferat dis.. d-ra tekhn. nauk. Ufa, 1998. 48 s.

13. Dimov L.A. Stroitel'stvo nefteprovodov na mnogoletnemerzlykh gruntakh v yuzhnoi chasti kriolitozony Tsentral'noi i Vostochnoi Sibiri // Neftyanoe khozyaistvo. 2008. № 2. S. 104-106.