Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Взаимодействие шлейфовых газопроводов с вечномерзлыми грунтами в теплый период года

Диссертация: Взаимодействие шлейфовых газопроводов с вечномерзлыми грунтами в теплый период года
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Существующие методы прогноза высотно-планового положения трубопровода недостаточно, по нашему мнению, учитывают процесс взаимодействия трубопровода с грунтами. Выполненные ранее нами исследования силового взаимодействия трубопровода с грунтами показали, что влиянием талых грунтов на напряженно-деформированное состояние стенки трубопровода в зоне изменения литологического разреза грунтов можно… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Состояние проблемы освоения северных нефтегазоносных месторождений. Цель и задачи исследования
    • 1. 1. Особенности освоения северных нефтегазовых месторождений и задачи механики мерзлых грунтов
    • 1. 2. Объект исследования. Общие сведения и характеристики
  • Тюменского нефтегазового региона и Заполярного газоконденсатного месторождения
    • 1. 2. 1. Общая характеристика территории месторождения
    • 1. 2. 2. Геокриологические условия месторождения
    • 1. 2. 3. Особенности прокладки и режим работы трубопроводной системы ЗГНКМ
    • 1. 2. 4. Основные характеристики грунтов прокладки трубопроводов
    • 1. 3. Анализ методов решения задач промерзания оттаивания) грунтов
  • Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования
    • Глава 2. Тепловой режим шлейфов в теплый период времени года
    • 2. 1. Система сбора продукции газовых промыслов ЗГНКМ
    • 2. 2. Тепловой режим шлейфов в теплое время года с учетом растепляющего влияния метанолопровода
    • 2. 3. Определение расчетных зависимостей и параметров
    • 2. 4. Результаты численных расчетов
  • Выводы по главе 2
    • Глава 3. Определение полной осадки оттаявшего под шлейфом грунта на
  • Ф участке растепления
    • 3. 1. Зависимость толщины оттаявшего грунта под шлейфом от времени и расстояния до начальной отметки
    • 3. 2. Определение осадки оттаивания грунтов
    • 3. 3. Прогноз протекания осадок оттаивающего под шлейфом грунта во времени
    • 3. 4. Определение осадки sp (z-x) консолидируемого грунта с использованием понятия «фильтрационного слоя»
    • 3. 5. Анализ полученных результатов
  • Выводы по главе 3
    • Глава 4. Силовое взаимодействие шлейфа с оттаивающим грунтом
    • 4. 1. Выбор расчетной схемы силового взаимодействия шлейфа с оттаявшим грунтом
    • 4. 2. Уравнение изогнутой оси трубопровода в случае оттаивающего грунта
    • 4. 3. Система уравнений, описывающая осадку трубопровода для оттаивающего грунта
    • 4. 4. Основные расчетные зависимости и результаты расчетов
    • 4. 5. Расчет трубопровода на прочность при его осадке в оттаивающем грунте
  • Выводы по главе 4

Взаимодействие шлейфовых газопроводов с вечномерзлыми грунтами в теплый период года (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Эксплуатационная надежность газотранспортной системы из-за значительной протяженности и неизбежности «старения» всегда была и остается в настоящее время актуальной научной и производственной проблемой.

Несмотря на то, что проблема надежности газопроводов постоянно находится в центре внимания руководителей подразделений и служащих нефтегазовой отрасли, на нефтегазопроводах России ежегодно происходит более 40тыс. аварий и отказов. При этом теряется более 3% добычи нефти и газа, а значительная доля причин связана с геотехническими проблемами трубопроводного транспорта.

Проблема обеспечения эксплуатационной надежности газопроводов значительно усложняется в связи с выходом нефтегазодобычи в Северные регионы страны. Среди факторов, формирующих напряженно-деформированное состояние трубопроводов, взаимодействие последних с промерзающими пучинистыми и вечномерзлыми грунтами является наименее изученными. Объясняется это сложностью процесса, так как морозное пучение относится к физико-механическим процессам, в результате которых промерзающий грунт в условиях гидрои термодинамических изменений сам приобретает напряженно-деформированное состояние. Напряжения, возникающие в грунтах при пучении, смещают трубопроводы, изменяя их плановое и высотное положение. Такие деформации характерны для районов глубокого сезонного промерзания и распространения вечномерзлых грунтов.

Решение проблемы особенно актуально для Тюменского нефтегазового региона, где вечномерзлые грунты занимают площадь около 1 млн. км, а грунты с глубоким сезонным промерзанием составляют более 70% талых грунтов.

Существующие методы прогноза высотно-планового положения трубопровода недостаточно, по нашему мнению, учитывают процесс взаимодействия трубопровода с грунтами. Выполненные ранее нами исследования силового взаимодействия трубопровода с грунтами показали, что влиянием талых грунтов на напряженно-деформированное состояние стенки трубопровода в зоне изменения литологического разреза грунтов можно пренебречь. В указанной зоне, названной нами активной, не наблюдается значительного изменения радиуса изгиба трубопровода.

При промерзании грунтов и в условиях вечной мерзлоты степень влияния грунтового фактора на высотное положение трубопровода в активной зоне резко возрастает. Это обусловлено возможным действием сил морозного пучения в активной зоне и резким изменением свойств мерзлых грунтов по сравнению с талыми.

Учет этих изменений в пучинистых и вечномерзлых грунтах при расчете напряженно-деформированного состояния стенки трубопровода является сложной и актуальной задачей.

В настоящей работе освещены выполненные автором исследования, теплового и силового взаимодействия шлейфовых газопроводов Заполярного газоконденсатного месторождения в теплый период года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Поставлена и решена численными методами задача оттаивания мерзлого грунта вокруг системы «метанолопровод-шлейфовый газопровод» в теплый период времени года.

2. Определены расчетные параметры, связывающие эксплуатационные характеристики шлейфовых газопроводов и вдольтрассовых грунтов.

3. Для конкретных эксплуатируемых шлейфов определены длины участков растепления, изучена динамика оттаивания грунта и найдены регрессионные уравнения для толщины и осадки оттаявшего грунта.

4. На основе предложенной силовой модели получена система дифференциальных уравнений, описывающая продольно-поперечный изгиб газопровода на участках провисания и растепления.

5. Найденные уравнения упругой линии трубопроводов позволяют выделить опасные по максимальной величине эквивалентного напряжения участки шлейфового газопровода.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость. — М.: Недра, 1991. — 287с.
  2. А.В., Потапов В. Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1995. — 560с.
  3. А.Г., Конторович А. Э., Ермилов О. М., Дегтярев Б. В., Басниев К. С., Кононов В. И., Чугунов Л. С., Хилько В. А. Строительство и эксплуатация скважин и шлейфов в зоне ММП. // Газовая промышленность, 2003. № 8. — С.35−38.
  4. И.Т. Физические методы переработки и использования газа. М.: Недра, 1988. — 248с.
  5. Н.С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. М.: Лаборатория Базовых знаний, 2002.- 632с.
  6. Т.М., Берго Б. Г. Пересмотреть значение точки росы газа // Газовая промышленность, 1984. № 10. — С.41−42.
  7. Т.М., Ланчаков Г. А. Технология обработки газа и конденсата. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. — 596с.
  8. Т.М., Мурин В. И. Оценка возможности допустимого содержания жидкой фазы в магистральных газопроводах // Газовая промышленность, 1995. № 10. — С.25−28.
  9. И.М., Рядно А. А. Методы теории теплопроводности. Часть 1. -М.: высшая школа, 1982. 327с.
  10. Ю.Беляев И. М., Рядно А. А. Методы теории теплопроводности. Часть 2. -М.: высшая школа, 1982. 304с.
  11. П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. -М.: Недра, 1986.
  12. П.П., Синюков A.M. Прочность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1984.
  13. Э.Б. Метанол и его использование в газовойпромышленности. М.: Недра, 1986. — 238с.
  14. Н.Виноградов С. В. Расчет подземных трубопроводов на внешние нагрузки. М.: Стройиздат, 1980.
  15. Р.И., Коротаев Ю. П., Кабанов Н. И. Теория и опыт добычи газа. М.: ОАО изд-во «Недра», 1998. — 479с.
  16. С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высшая школа, 1978.-447 с.
  17. С.С. Реология мерзлых грунтов. М.: Стройиздат, 2000 г. — 463с.
  18. С.С., Пекарская Н. К., Максимяк Р. В. О физической сущности процессов деформирования и разрушения глинистых грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов, 1970. № 1. — С.7−10.
  19. А.С. Новая энергетическая политика основа устойчивой экономики. — М: Нефть, газ, строительство, январь 2001 г.
  20. А.В. Расчет стержневых систем. М.: Стройиздат, 1974.
  21. Геотехнические вопросы освоения Севера. Перевод с анг. М.: Недра, 1983,551с.
  22. Ш. К., Ширковский А. И. Физика нефтяного и газового пласта. М.: недра, 1982.
  23. И.И., Копнов В. А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1971.
  24. М.Н., Царьков А. А., Черкасов И. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Транспорт, 1981. — 320с.
  25. Ю.М., Комзина А. А., Манков Е. Н. Особенности проектирования и устройства оснований зданий на мерзлых грунтах. -Л.: Стройиздат, 1980. 240с.
  26. Горелов А. С, Кушнир С .Я., Горковенко А. И., Потапов А. Ю. Определение толщины оттаявшего мерзлого грунта под шлейфовым газопроводом в теплый период времени. // Известия вузов, «Нефть и газ». Тюмень: ТГНГУ, 2004.-№ 3.
  27. А.И. Исследование влияния сил морозного пучениягрунтов на напряженно-деформированное состояние трубопровода. — Дис. .канд.техн.наук. — Тюмень, 1999.- 115с.
  28. Г. А., Трошин В. Н., Шалашилин В. И. Сопротивление материалов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 544с.
  29. ГОСТ 25 100 95. Грунты. Классификация / МНТКС. — М.: Издательство стандартов, 1995. — 30с.
  30. Добыча, подготовка и транспорт природного газа и конденсата. Справочник / Ю. П. Коротаев, Г. Р. Гуревич, А. И. Брусиловский и др. -М.: Недра, 1984. т.4. — 360с.
  31. М.М., Красовицкий Б. А. Теплообмен и механика взаимодействия трубопроводов и скважин с грунтами. — Новосибирск.: Наука, 1983.- 133 с.
  32. А.Г. Газоконденсатные месторождения. М.: Недра, 1979. -230с.
  33. О.Н. и др. Физика пласта, добыча и подземное хранение газа. М.: наука, 1996.
  34. Э.Д. Общая геокриология. М.: Недра, 1990. — 559с. 35.3арецкий Ю. К. Вязкопластичность грунтов и расчеты сооружений.
  35. М.: Стройиздат, 1988. 347с. Зб. Зарецкий Ю. К. К расчету осадок оттаявшего грунта. // Основания, фундаменты и механика гурнтов. 1968. — № 3. — С.3−6. 37.3енкевич В. М. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975.
  36. И. А. Эксплуатационная надежность магистральных трубопроводов в районах глубокого сезонного промерзания пучинистых грунтов. — Дис. .докт.техн.наук. Тюмень, 2002.-267с.
  37. И.А., Антонова Е. О., Бахмат Г. В., Степанов О. А. Теплообмен при трубопроводном транспорте нефти и газа. М.: Недра, 1999. — 228с.
  38. И.А., Горковенко А. И. Даниэлян Ю.С. Расчет температурных полей и тепловых потерь трубопроводов большого диаметра в сезонномерзлых грунтах // Тез. докладов Междун.конференции
  39. Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты. Пущино, 2002. — С.38−41.
  40. Инструкция по определению температурного режима вечномерзлых и сезонномерзлых грунтов и прогнозирование последствий изменения тепловых условий на поверхности / Горбатиков В. А., Даниэлян Ю. С. и др. Тюмень: Гипротюменнефтегаз, 1991. — 47с.
  41. В.П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М. Недра, 1980.
  42. В.А., Квон В. Г., Якушев B.C. Инструкция по инженерным методам расчета условий гидратообразования. М.: ВНИИГаз, 1989. -85с.
  43. Н.И. Фазовое распределение и экологические вопросы использования метанола в качестве антигидратного реагента. М.: РАО «Газпром», 1996.
  44. Н.В. Исследование напряжений земляного полотна промысловых автодорог силами морозного пучения. — Дис.канд.техн.наук. Тюмень, 2000.-147с.
  45. Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1971. — 576с.
  46. Н.Н., Кушнир С .Я., Горелов А. С., Качур В. М., Громов В. Н. Исследование интенсивности диструкции мерзлых грунтов при подземной прокладке газопровода в условиях Чукотки. // Известия вузов, «Нефть и газ». — Тюмень: ТГНГУ, 2003. № 1. — 76−83с.
  47. Н.Н., Моисеев Б. В., Степанов О. А., Малюшин Н. А., Лещев Н. Н. Инженерные коммуникации в нефтегазодобывающих регионах Западной Сибири. Красноярск: Стройиздат, 1993. — 160с.
  48. Г. Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Высшая школа, 1964.
  49. Д. Руководство по добыче, транспорту и переработке природного газа. М.: Недра, 1964.
  50. М.Ф. Теория сжимаемости оттаивающих грунтов под давлением. JL: Стройиздат, 1978. — 173с.
  51. Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников. -М.: Наука, 1979.
  52. В.А. Термодинамика грунтов. М.: Изд-во МГУ, 1997. — 167с.
  53. Ю.П. Эксплуатация газовых месторождений. М.: Недра, 1975.
  54. .И., Радкевич А. И., Александровский Ю. В., Остюков Б. С. Актуальные проблемы механики грунтов и геотехники. М.: 70 лет НИИОСП им. Н. М. Герсеванова (труды института), 2001 г.
  55. С.Я., Горелов А. С. Проблемы эксплуатации газопроводных систем в условиях Тюменского Заполярья. // Сборник научных трудов: «Проблемы транспорта в Западно-Сибирском регионе России». — Тюмень: ТюмГНГУ, 2000 г.-160−162с.
  56. С.Я., Горелов А. С., Горковенко А. И. Силовое взаимодействие шлейфового газопровода с оттаявшим мерзлым грунтом. // Известия вузов, «Нефть и газ». — Тюмень: ТГНГУ, 2004. № 4.
  57. С.Я., Горковенко А. И., Иванов И. А. О взаимодействии трубопровода с пучинистым грунтом // Материалы региональной научно-технической конференции «Природные и техногенные системы в нефтегазовой отрасли». Тюмень: ТГНГУ, 1998 г. — С.63−66.
  58. Ч., Хентон Р. Численное решение задач методом наименьших квадратов. М.: Наука, 1986.
  59. А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1968. -599с.
  60. А.В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1971. — 560с.
  61. Н.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии. М.: Высшая школа, 1968. — 629с.
  62. А.А., Шельф энергетический плацдарм XXI века. — М.: Нефть, газ, строительство, январь 2001 г.
  63. В.Н. Магистральные трубопроводы в сложных инженерно-геологических условиях. Л.: Недра, 1987.
  64. А.И. Применение 8 функции Дирака к решению дифференциальных уравнений в частных производных параболического типа / Сб. «Тепломассообмен в процессах испарения».- М.: Изд. АН СССР, 1958.
  65. Основные концептуальные положения развития нефтегазового комплекса России. Нефтегазовая вертикаль. Специальный выпуск № 1 (39), январь 2000 г.
  66. Основы геокриологии. Часть 4. Динамическая геокриология / Под.ред. Э. Д. Ершова. М.: Изд-во МГУ, 2001. — 688с.
  67. Основы геокриологии. Часть 5. / Под.ред. Э. Д. Ершова М.: изд-во МГУ, 1999.-526 с.
  68. А.В. Теплообмен промерзающих и протаивающих грунтов сатмосферой. М.: Наука, 1965.
  69. Г. В. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечномерзлыми грунтами. М.: Наука, 1970. — 207с.
  70. Г. В., Фельдман Г. М., Федорович Д. И. Теплофизика промерзающих и протаивающих грунтов. М.: Наука, 1964. — 1971с.
  71. .П., Бикчентай Р. Н., Романов Б. А. Термодинамика и теплопередача. М.: Недра, 1987. — 349с.
  72. А.Р. Строительная механика. М., 1982.7 8. Роман Л. Т. Механика мерзлых грунтов. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2002. — 426с.
  73. Л.И. Проблема Стефана. Рига, 1967.
  74. А.Е., Демченко А. Т., Дворянчиков Н. В., Джингвелашвили. Строительная механика. М.: Высшая школа, 2000. — 416с.
  75. СНиП 2.02.01 — 83*. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1985. — 39с.
  76. СНиП 2.02.04 — 88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. — 52с.
  77. СНиП 2.05.06 — 85*. Магистральные трубопроводы / Госстрой России. М.: ГУЛ ЦПП, 1998. — 60 с.
  78. СНиП 23−01−99. Строительная климатология. М.: Госстрой России, 2000. 57с.
  79. СНиП II-3−79*. Строительная теплотехника. М.: Госстрой России, 2001.-29с.
  80. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Киев: Наукова думка, 1988. — 736с.
  81. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. Л.:1. Стройиздат, 1977. 552с.
  82. Е.Е. Строительная механика трубопроводов. М.: Недра, 1967. — 220с.
  83. С.П., Дж.Гудьер. Теория упругости. М., 1975.
  84. А.Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1977. 736с.
  85. Ф.А., Макагон Ю. Ф., Басилаев К. С. Добыча природного газа. -М.: Недра, 1976. -368с.
  86. Трубопроводный транспорт газа / С. А. Бобовский, С. Г. Щербаков, Е. И. Яковлев и др. М.: Наука, 1976.
  87. В.И. Сопротивление материалов. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001. — 592с.
  88. Г. М. Методические указания по расчетам температурного режима грунтов. Якутск: Ин-т мерзлотовед. СО РАН, 1985. — 70с.
  89. В.А. Основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1959. -т.1. — 543с.
  90. И.Е., Кривошеий Б. Л., Бикчентай Р. П. Тепловые режимы магистральных газопроводов.-М.:Недра, 1971.- 210с.
  91. Н.А. Механика грунтов. — М.: Высшая школа, 1983. 288с.
  92. Н.А. Механика мерзлых грунтов. — М.: Высшая школа, 1973. 446с.
  93. Э.Б. Термодинамика нефтяного пласта. М.: Недра, 1965.
  94. В.М. Исследование процесса силового взаимодействия линейной части трубопроводов с промерзающим грунтом. -Дис. .канд.техн.наук. — Тюмень, 1999.-142с.
  95. А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1979.
  96. Anderson D.M., Pusch R., Penner E. Physical and thermal properties of frozen ground // Geotechnical Engineering for Cold Regions. N.Y.: McCraw-Hill, 1978.
  97. Anderson D.M., Tice A.R. The unfrozen interfacial phase in frozen soil // Water Systems Ecol. Stud., 1973. (4)
  98. Hoekstra P. Moisture movement in soil under temperature gradients with the cold-side below freezing // Water Res., 1966. Vol. 2, N 2.
  99. Ladanyi B. Mechanics behavior of frozen soils // Proc. Intern. Symp. on Mech. Bech. of Structur. Media. Elsevier Sc. Publ. Co., Amsterdam., 1981.
  100. Smith M.W., Tice A.R. Measurement of the unfrozen water content of soils comparison of N.M.R. and T.D.R. methods // USA CRREL. Techn. Hanover, 1988.
  101. Wintercoru H.F. Discussion of suction force on soil upon freezing // Proc. Am. Soc. Civ. Eng. 81:6−9 Ser. PO. 656. 1955.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!