Moskva, Moscow, Russian Federation
Bauman Moscow State Technical University (Professor)
Moskva, Moscow, Russian Federation
In estimating the safety of underground pipeline operated in complicated engineering and geological conditions, it is necessary to know and consider the main regularities caused by pipeline interaction with soil. Presented in this article mathematical model of pipeline spatial bend under the action of group of loadings and influences allows estimate influence of complicated geological conditions and design features on pipeline’s stressed-deformed state and reliability.Keywords: acceptable risk, admissible risk, practical expediency principle.
pipeline, curvature, bend, soil, loads, simulation, reliability, pipeline transport safety
1. Введение
Повышение надежности и безопасности трубопроводного транспорта относится к числу наиболее актуальных задач для нефтегазовой промышленности. Особенно трудно обеспечить надежность подземных магистральных трубопроводов (МТ), проложенных в сложных инженерно-геологических условиях. К ним относятся территории с карстовыми образованиями; зоны многолетнемерзлых грунтов; оползневые участки; сейсмоопасные зоны; заболоченные и подтопленные территории; сильнопересеченная местность.
Для предотвращения аварий трубопроводов, проложенных в сложных инженерно-геологических условиях, необходимо вести наблюдение геологических процессов на участках прокладки МТ, выявлять и контролировать потенциально опасные участки трубопровода. Этих участки выявляют не только техническими средствами (внутритрубная диагностика, замеры напряжений в стенке трубы, определение положения трубопровода), но и путем расчета трубопровода на прочность. Для адекватного анализа прочности трубопроводов с приемлемой точностью в настоящее время используют методы математического моделирования, когда нагруженный участок нефтепровода представляется как упругая балка, находящаяся под действием комплексных нагрузок.
2. Моделирование взаимодействия трубопровода с грунтом на участках сложных геологических условий
Задача состоит в определении напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопровода с учетом особенностей его конструкции, основных закономерностей функционирования системы «атмосфера — грунт — трубопровод — продукт», нелинейного поведения грунта, влияния эксплуатационных нагрузок и внешних воздействий на трубопровод, возможности изменения и перераспределения нагрузки на трубопровод в зависимости от деформации самого трубопровода и грунта, ряда других причин. Рассмотрим основные закономерности взаимодействия трубопровода с грунтом на участках сложных геологических условий (СГУ). В данном случае под действием грунтовых изменений участок трубопровода подвергается воздействиям во всех направлениях в пространстве (рис. 1).
