tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2025-5-112-125IKMSCQtumnig-1360Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТАDESIGNING, CONSTRUCTION AND OPERATION OF PIPELINE TRANSPORT SYSTEMРазработка гибридной методики мониторинга резервуаров, возведенных на многолетнемерзлых грунтахDevelopment of a hybrid methodology for monitoring tanks built on permafrost soilshttps://orcid.org/0000-0002-6722-459XЧепурП. В.ChepurP. V.

Чепур Петр Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой прикладной механики

Тюмень

Petr V. Chepur, Candidate of Engineering, Associate Professor, Head of the Department of Applied Mechanics

Tyumen

chepur_p_v@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5376-5221КолядкоА. А.KolyadkoA. A.

Колядко Алеся Анатольевна, кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазового дела

Сургут

Alesya A. Kolyadko, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Petroleum Engineering

Surgut

ТарасенкоМ. А.TarasenkoM. A.

Тарасенко Михаил Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры транспорта углеводородных ресурсов

Тюмень

Mikhail A. Tarasenko, Candidate of Engineering, Department of Transportation of Hydrocarbon Resources

Tyumen

https://orcid.org/0000-0002-3903-0632ТарасенкоА. А.TarasenkoA. A.

Тарасенко Александр Алексеевич, доктор технических наук, профессор кафедры транспорта углеводородных ресурсов

Тюмень

Alexander A. Tarasenko, Doctor of Engineering, Professor at the  Transportation of Hydrocarbon Resources

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian FederationСургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского индустриального университетаРоссияBranch of TIU in SurgutRussian Federation20250311202505112125Copyright © Чепур П.В., Колядко А.А., Тарасенко М.А., Тарасенко А.А., 20252025Чепур П.В., Колядко А.А., Тарасенко М.А., Тарасенко А.А.Chepur P.V., Kolyadko A.A., Tarasenko M.A., Tarasenko A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1360

Статья посвящена исследованию напряженно-деформированного состояния резервуара с учетом данных гибридного мониторинга, проведенного в условиях криолитозоны. Гибридный мониторинг представляет собой интеграцию классической геодезической съемки стенки, нивелирования днища и автоматизированного контроля осадок центральной части днища при эксплуатации резервуара.

В работе был применен численный метод расчета в программной среде ANSYS. Рассмотрены три варианта расчета: с учетом данных геодезического контроля стенки и днища; с учетом дополнительных данных — измерений экстензометров; с учетом истории деформирования резервуара и данных экстензометров.

Установлено, что осадки центральной части днища приводят к возникновению локальных зон концентрации напряжений в стенке резервуара. Также накопленные деформации формируют начальное напряженно-деформированное состояние конструкции, которое усугубляется при дальнейшей деформации сооружения. Применение гибридного мониторинга в сочетании с численным моделированием позволяет прогнозировать изменение напряженно-деформированного состояния резервуара, что служит основой для разработки превентивных мер по предотвращение аварий.

This paper examines the stress-strain state of a tank using data obtained through hybrid monitoring conducted in permafrost conditions. Hybrid monitoring integrates traditional geodetic surveys of the tank walls, levelling of the tank bottom, and automated settlement control of the central part of the bottom during the tank's operation.

The authors applied a numerical method using the ANSYS software environment. Also, they reviewed three calculation options: one utilizing geodetic control data for the wall and bottom, another incorporating extensometer measurements, and a third combining deformation history data of the tank along with extensometer readings.

The study found that settlements in the central bottom lead to localized zones of stress concentration in the tank wall. Additionally, accumulated deformations create an initial stress-strain state in the structure, which deteriorates as the tank continues to deform. The integration of hybrid monitoring with numerical modeling enables predictions of changes in the tank’s stress-strain state. These predictions form the basis for developing preventive measures to avert accidents.

резервуарРВСнапряженно-деформированное состояниемноголетнемерзлые грунтыдеформациинапряжениягибридный мониторингtankRVSstress-strain statepermafrost soilsdeformationsstresseshybrid monitoringReferencesГеотехнический мониторинг объектов нефтегазодобычи в криолитозоне / Н. Г. Гилев, Ю. С. Поверенный, М. С. Павлов [и др.]. – Текст : непосредственный // Фундаменты. – 2021. – № 4. – С. 34–36.Gilev, N. G., Poverennyj, Yu. S., Pavlov, M. S., Zenkov, E. V., Shestakov, D. Yu., & Popov, A. A. (2021). Geotechnical monitoring of oil and gas production facilities in the cryolithozone. Fundamenty, (4), pp. 34-36. (In Russian).Синицкий, А. И. Актуальность геотехнического мониторинга городов и объектов нефтегазовой отрасли в арктической зоне Российской Федерации / А. И. Синицкий, А. Н. Громадский. – Текст : непосредственный // Научный журнал Российского газового общества. – 2020. – № 1(24). – С. 19–27.Sinitskiy, A. I. & Gromadskiy, A. N. (2020). The relevance of continuous geotechnical monitoring of cities and oil and gas industry facilities in the Arctic zone of the Russian Federation, Scientific journal of Russian gas society, (1(24)), pp. 19-27. (In Russian).Тарасенко, А. А. Закономерности деформирования металлоконструкций крупногабаритного вертикального сварного резервуара при наличии зон проседания основания / А. А. Тарасенко, А. А. Грученкова, П. В. Чепур. – Текст : непосредственный // Трубопроводный транспорт : теория и практика. – 2016. – № 1 (53). – С. 32–37.Tarasenko, A. A., Gruchenkova, A. A., & Chepur, P. V. (2016). The regularities of large vertical tank''s metal structures deformations in the presence of subsidence foundation zones. Pipeline transport: theory and practice, (1 (53)), pp. 32-37. (In Russian).Тарасенко, А. А. Оценка технического состояния резервуаров с недопустимыми геометрическими несовершенствами формы стенки / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур, А. А. Грученкова. – DOI 10.24887/0028-2448-2017-6-118-121. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 6. – С. 118–121.Tarasenko, A. A., Chepur, P. V., & Gruchenkova, A. A. (2017). Evaluation of technical condition of tanks with geometrical imperfections form wall. Oil industry, (6), pp. 118-121. (In Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2017-6-118-121РД-23.020.00-КТН-170-13. Требования к монтажу металлических конструкций вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов на объектах нового строительства, технического перевооружения и реконструкции : утв. ОАО «АК «Транснефть» 13.12.23 : введ. в действие с 14.01.01. – Москва : ОАО «АК «Транснефть», 2013. – 175 с. – Текст : непосредственный.RD-23.020.00-KTN-170-13 (2013). Requirements for the installation of metal structures of vertical cylindrical tanks for storing oil and petroleum products at new construction, technical conversion and reconstruction facilities. Moscow: OAO «AK «Transneft», 175 р. (In Russian).ГОСТ 31385-2023. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия: утв. и введ. в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 июня 2023 г. 2023-08-01. № 462-ст: дата введ. 2023-08-01. – Москва : Российский институт стандартизации. – 2023. – 118 с. – Текст : непосредственный.GOST 31385-2023. (2023). Vertical cylindrical steel tanks for oil and oil products. General specifications. Moscow, Rossijskij institut standartizacii Publ., 2023, 118 p. (In Russian).Чепур, П. В. Оценка воздействия приемо-раздаточного патрубка при развитии осадки резервуара / П. В. Чепур, А. А. Тарасенко. – Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11–3. – С. 540–544.Chepur, P. V. & Tarasenko, A. A. (2014). Impact assessment reception dispensers nozzle in the development of settlements tank. Fundamental research, (11-3), pp. 540-544. (In Russian).Тарасенко, А. А. Напряженно-деформированное состояние верхнего опорного кольца резервуара при неосесимметричных деформациях корпуса / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур. – Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11–3. – С. 525–529.Tarasenko, A. A., & Chepur, P. V. (2014). Stress-strain state of the upper support ring with non-axisymmetric deformations. Fundamental research, (11-3), pp. 525-529. (In Russian).Тарасенко, А. А. Особенности совместной работы кольцевого фундамента и грунтового основания при наличии зон неоднородности / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур. – Текст : непосредственный // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2016. – № 4. – С. 9–13.Tarasenko, A. A., & Chepur, P. V. (2016). Aspects of the joint operation of a ring foundation and a soil bed with zones of inhomogeneity present. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 53(4), pp. 238-243. (In Russian).Тарасенко, А. А. Оценка работоспособности крупногабаритного резервуара РВСПК-100000 при образовании зоны неоднородности грунтового основания / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур, Ю. Гуань. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 4. – С. 134–136.Tarasenko, A. A., Chepur, P. V., & Guan, Yu. (2016). Performance evaluation of large tank RVSPK-100000 in development of differential settlement area. Oil industry, (4), pp. 134-136. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.