Введение к работе
Актуальность работы.
Определяющим критерием эффективности и экологической безопасности магистральных и промысловых трубопроводов яьяяется их надежность - способность выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени, сохраняя свои эксплуатационные свойства. Проблема обеспечения надежности линейной части трубопроводов - сложная комплексная задача, которая включает в себя технические, экономические и организационные аспекты.
Одной из особенностей развития трубопроводного транспорта на современном этапе является уменьшение объемов строительства магистральных трубопроводов при одновременном росте объемов и сокращении сроков производства работ по ремонту и реконструкции трубопроводных сетей, связанной с физическим износом и старением трубопроводов, с применением новейших технологий. Вместе с тем в настоящее вргчя находятся на этапе освоения или планируются к разработке ряд месторождений на юге и на севера страны, находящихся в районах, почвы которых сложены малосвяэнши, слабонесущими, водонасьщенными грунтами. Вопросы взаимодействия подземных трубопроводов с такими грунтами изучены недостаточно полно. Так, по мнению профессора О.М.Иваниова, "за последнее время проводилось мало экспериментов, по результатам которых можно было бы достаточ: о достоверно определить фактическое состояние трубопроводов, уточнить методику расчета трубопроводов на продольную устойчивость, определить условия их защемлення..." Вопросы взаимодействия подземных трубопроводов с окружающими их грунтовыми средами лежат в основе расчетов их устойчивости и анализа напряженно-деформированного состояния, по результатам которых может ,<*!ть сделан прогноз надежности и ресурса.
На основании изложенного можно считать, что проблема
повышения надежности линейной части трубопроводов является ",во-евременной и актуальной.
Целью работы является разработка новых прогрессивных технических решений и методик расчета, обеспечивающих повышечие надежности линейной части трубопроводов с учетом действительных условий их работы.
-
Разработка структуры основных направлений повышения надежности линейной части трубопроводов с учетом действительных условий их работы.
-
Получение зависимостей для определения характеристик степени аащемления подземных трубопроводов с учетом геометрических параметров конструкции, вида наружной поверхности трубопровода, физико-механических характеристик грунтов и их классификационных показателей,при статических и динамических нагрузках.
-
Разработка классификации динамических нагрузок и воздействий на магистральные и промысловые трубопроводы.
-
Описание алгоритма выбора "безопасных" параметров проведения ремонтных работ с использованием энергии взрыва на основе использования диаграмм деформирования ударна-нагруженных конст-рукний на примере надземного трубопровода.
-
Рассмотрение комплекса мероприятий, направленных на повышение надежности линейной части трубопроводов.
Методы исследований. Для решения сформулированных задач в работе были использованы: методы асимптотических координат, аналитическое решение рассматриваемых задач, методы ранговых корреляций, а также математическое программирование.
Научная новизна. Разработана структура путей повышения надежности линейной части трубопроводов и показано, что одним из направлений решения данной проблемы является совершенствование
5 расчетных методик с учетом статических и динамических воздействий, определяющих действительные условия работы трубопроводов. Разработана классификация внешних динамических нагрузок и воздействий на трубопроводы.
Получена методика выбора безопасных параметров проведения плакируемых ремонтных работ с использованием энергии взрыва.
Впервые произведен расчет напряненно-деформированного состояния подземного трубопровода с учетом изменения свойств грунтов при сейсмическом воздействии.
Практическая ценность работы. Шервые получены формулы для определения параметров защемления подземных трубопроводов грунтом в зависимости от основных влияющих факторов и учитывающие изменение свойств грунтов при динамическом нагрукении, которые позволяют более достоверно выполнять расчет напряженно-деформированного состояния сложных участков трубопроводов при их статическом и динамическом нагружении. Предложен комплекс мероприятий, направленных на повышение надежности линейной части трубопроводов в условиях сейсмического и ударно-волнового нагруавиия.
Реализация работы. Результаты исследования вошли в основу следующих документов:
Методика определения параметров защемления подземных трубопроводов с учетом геометрических характеристик и вида наружной поверхности трубопроводов, вида и состояния грунта, при статическом и динамическом нагрукекии, г.Уіуа, 1994;
Методика выбора безопасных параметров проведения ремонтно-восстановлтельных работ с использованием энергии взрыва, г.Уфа, 1994;
Ре^окендагми по повышении надежности линейной части трубопроводе- на основе учета действительных условий их работы,г Уфа,1994.
6 .
Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались:
на научно-технической конференции молодых ученых Башкирии, г.Уфа 1987;
на УШ Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов по проблемам сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, г.Уфа, 1968;
на 40-й научно-технической конференции аспирантов и молодых ученых Башкирии, г.Уфа, 1989;
на 45-й научно-технической конференции аспиранте и молодых ученых Башкир-и, г.Уфа, 1994.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 5 работ.
Объем работы. Диесертаяионная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, изложенных на 144 страницах, включая 36 рисунков, 14 таблиц, список литературы из 74 наименований.
На защиту выносятся:
-
Структура основных направлений повышения надежности линейной части трубопроводов и классификация внешних динамических нагру-'зок и воздействий на магистральные' и промысловые трубопроводы.
-
Зависимости, определяющие параметры защемления подземных трубопроводов, с учетом геометрических характеристик и вида наружной поверхности трубопроводов, вида и состояния грунта, при статическом и динамическом нагружении.
3. Методика выбора безопасных параметров проведения ремонтно-
восстановительных работ с использованием энергии взрыва.