tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2019-4-130-139tumnig-765Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТАDESIGNING, CONSTRUCTION AND OPERATION OF PIPELINE TRANSPORT SYSTEMИсследование условий опирания подземного трубопровода и создаваемых усилий в защитном покрытииResearch of conditions of supporting underground pipeline and loads on protective coatingМацюкР. А.MatsiukR. A.

Мацюк Роман Анатольевич, аспирант кафедры сооружения и ремонта газонефтепроводов и хранилищ

Москва

Roman A. Matsiuk, Postgraduate at the Department of Construction and Repair of Gas and Oil Pipelines and Storage

Moscow

romanmatsiuk@mail.ruРоссийский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И. М. ГубкинаРоссияGubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research UniversityRussian Federation20192209201904130139Copyright © Мацюк Р.А., 20192019Мацюк Р.А.Matsiuk R.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/765

При строительстве и эксплуатации подземных трубопроводов возникает необходимость разработки проектов инженерной защиты изоляционных покрытий от механического воздействия крупнообломочных грунтов. Задача наиболее актуальна при существенной изменчивости условий прокладки по протяженности трассы. В частности, к сложным условиям прокладки можно отнести прохождение трассы в районах распространения скальных, щебенистых и многолетнемерзлых грунтов. Целесообразность применения методов инженерной защиты изоляционного покрытия от механических воздействий должна быть обоснована как экономически, так и по технико-эксплуатационным показателям. Поэтому задача исследования условий опирания подземного трубопровода и создаваемых усилий в опорной части трубопровода является весьма актуальной и характеризуется недостаточной изученностью. В работе выполнен анализ влияния грунта подсыпки и засыпки на величину усилия, возникающего в защитном покрытии опорной части подземного трубопровода при наличии неравномерности основания и его гранулометрического состава. Представлены результаты моделирования контактной задачи с использованием модели дискретной (зернистой) среды в основании трубопровода. Установлено, что при одинаковом размере диаметра и глубине заложения усилие будет меняться в зависимости от выбранной проектом толщины стенки трубы (для трубы 1 420 мм максимальная разница составила 22 %). При наличии неравномерности основания усилие в опорной части может увеличиваться в 3–5 раз.

During the construction and operation of underground pipelines, there is a need to develop projects for the engineering protection of insulation coatings from the mechanical effects of coarse soil. The task is most relevant with significant variability of the laying conditions along the length of the route. In particular, the difficult laying conditions include the passage of the route in the areas of distribution of rocky, gravelly and permafrost soils. The appropriateness of applying the methods of engineering protection of the insulation coating from mechanical stress should be justified both economically and in terms of technical and operational indicators. Therefore, the task of analyzing the conditions of support of the underground pipeline and the study of the created forces in the supporting part of the pipeline is very relevant and characterized by insufficient knowledge. The article analyzes the effect of bedding soil and backfill on the amount of force arising in the protective coating of the supporting part of the pipeline in the presence of unevenness of the base and its particle size distribution. The results of modeling the contact problem using models of a discrete (granular) medium at the base of the pipeline are presented. The wall thickness of the pipes affects the change in created force in the supporting part of the pipeline (for pipes are 1 420 mm the maximum difference is 22 %). In the presence of unevenness of the base, the force in the supporting part can increase by 3–5 times.

подземный трубопроводзащитное покрытиенеравномерность основанияпенетрацияunderground pipelinesprotective coatinguneven groundspenetrationReferencesВоронин В. И., Воронина Т. С. Изоляционные покрытия подземных нефтепроводов. – М., ВНИИОЭНГ, 1990. – 200 с.Voronin, V. I., & Voronina, T. S. (1990) Izolyatsionnye pokrytiya podzemnykh nefteprovodov, Moscow, VNIIOENG Publ., 200 р. (In Russian).Гиззатуллин Р. Р. Усовершенствование метода защиты магистральных трубопроводов от коррозии в трассовых условиях на основе разработанных новых изоляционных материалов: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Уфа, 2004. – 40 с.Gizzatullin, R. R. (2003) Usovershenstvovanie metoda zashchity magistral'nykh truboprovodov ot korrozii v trassovykh usloviyakh na osnove razrabotannykh novykh izolyatsionnykh materialov. Аvtoref. dis. … dokt.tekhn. nauk. Ufa, 40 p. (In Russian).Попов В. А., Лукин Е. С., Истомин А. И. Методы и технические средства контроля качества защитных покрытий объектов нефтегазовой отрасли на разных стадиях их жизненного цикла // Коррозия территории нефтегаз. – 2013. – № 2 (25). – С. 42–44.Popov, V. A., Lukin, E. S., & Istomin, A. I. (2013). Metody i tekhnicheskie sredstva kontrolya kachestva zashchitnykh pokrytiy ob"ektov neftegazovoy otrasli na raznykh stadiyakh ikh zhiznennogo tsikla. Korroziya territorii neftegaz, 2(25)), pp. 42-44. (In Russian).Хасанов Р. Р. Проблемы защитных покрытий трубопроводов на примере магистральных трубопроводов Западного Казахстана // Нефтегазовое дело. – 2014. – Т. 12, № 1 – С. 97–102.Khasanov, R. R. (2014) Problems of protective coatings of pipelines on the example of gas trunk pipelines of Western Kazakhstan. Neftegazovoe delo, 12(1), pp. 97-102 pp. (In Russian).Виноградов С. В. Расчет подземных трубопроводов на внешние нагрузки. – М.: Стройиздат, 1980. – 135 с.Vinogradov, S. V. (1980) Raschet podzemnykh truboprovodov na vneshnie nagruzki.Moscow, Stroyizdat Publ., 135 p. (In Russian).Изоляция трубопроводов: сб. науч. тр. / ВНИИ по строительству магистральных трубопроводов; под ред. В. К. Семенченко. – М.: ВНИИСТ, 1982. – 154 с.Semenchenko, V. K. (Ed.) (1982). Izolyatsiya truboprovodov. Moscow, VNIIST, 154 p.(In Russian).Велиюлин И. И., Хасанов Р. Р. Влияние разных типов изоляционных покрытий на устойчивость газопроводов к стресс-коррозионным процессам // Территория Нефтегаз. – 2019. – № 1–2. – C. 52–56.Veliyulin, I. I., & Khasanov R. R. (2019). The Effect of Gas-Line Wrapping Alternativeson Stress-Corrosion Resistance. Oil and Gas Territory, (1-2), pp. 52-56. (In Russian).Брыков Э. Е. Применение геосинтетических материалов для защиты наружного противокоррозионного покрытия трубопроводов от механических повреждений // Трубопроводный транспорт: теория и практика. – 2008. – № 1 (11). – С. 38–45.Brykov, E. E. (2008) The application of geosynthetical materials for protection of pipelines corrosion-resistant coating from galling. Truboprovodnyy transport: teoriya i praktika, (1(11)). pp. 38-45. (In Russian).Мацюк Р. А. Оценка эффективности иcпытаний защитных покрытий трубопроводов методом пенетрации / Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта: сб. тезисов IX Международ. науч.-техн. конф. (Новополоцк, 18–20 декабря 2018 г.); под общей ред. В. К. Липского. – Новополоцк, 2018. – С. 51–52.Matsyuk, R. A. Otsenka effektivnosti icpytaniy zashchitnykh pokrytiy truboprovodovmetodom penetratsii. (2018). Nadezhnost' i bezopasnost' magistral'nogo truboprovodnogo transporta. Sbornik tezisov IX Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii (Novopolotsk, December 18-20, 2018). Novopolotsk, pp. 51-52. (In Russian).Медведева М. Л., Мурадов А. В., Прыгаев А. К. Коррозия и защита магистральных трубопроводов и резервуаров: учеб. пособие для вузов нефтегазового профиля. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2013. – 250 с.Medvedeva, M. L., Muradov, A. V., & Prygaev, A. K. (2013). Korroziya i zashchita magistral'nykh truboprovodov i rezervuarovю Moscow, 250 p. (In Russian).Pouraria H., Sea J. K., Palk J. K. CFD Simulation of the Effect of Different Oils on Water Wetting and Internal Corrosion of Oil Pipelines // Proceedings of the ASME 2016 35th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. – 2016. – Vol. 5. – UNSP V005T04A023. DOI: 10.1115/OMAE2016-54755Pouraria, H., Sea, J. K., & Palk, J. K. (2016). CFD Simulation of the Effect of DifferentOils on Water Wetting and Internal Corrosion of Oil Pipelines. Proceedings of the ASME 2016 35th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, 5. UNSP V005T04A023. (In English). DOI: 10.1115/OMAE2016-54755Datta Sh., Sarkar Sh. A review on different pipeline fault detection methods // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. – 2016. – Vol. 41. – Р. 97–106. DOI: 10.1016/j.jlp.2016.03.010Datta, Sh., & Sarkar, Sh. (2016). A review on different pipeline fault detection methods.Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 41, pp. 97–106. (In English). DOI: 10.1016/j.jlp.2016.03.010Кандауров И. И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. – Л.: Стройиздат, 1966. – 320 с.Kandaurov, I. I. (1966). Mekhanika zernistykh sred i ee primenenie v stroitel'stve. Leningrad, Stroyizdat Publ., 320 p. (In Russian).Кандауров И. И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. – 2-е изд., испр. и перераб. – Л.: Стройиздат, 1988. – 280 с.Kandaurov, I. I. (1988). Mekhanika zernistykh sred i eeprimenenie v stroitel'stve. 2ndedition, revised and supplemented. Leningrad, Stroyizdat, 280 p. (In Russian).Литвинишен Е. Перемещения сыпучих сред как стохастический процесс // Бюллетень Польской академии наук. – 1955. – № 4. – 59 с.Litvinishen, E. (1955). Displacement of bulk media as a stochastic process. Bulletin ofthe Polish Academy of sciences. Technical sciences, (4). (In English).Litwiniszyn J. Stochastic methods in mechanics of granular bodies. – Wien: Springer, 1974. – 113 p.Litwiniszyn, J. (1974). Stochastic methods in mechanics of granular bodies. Wien,Springer, 113 p. (In English).Муллер Р. А. К статистической теории распределения напряжений в зернистом грунтовом основании // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 1962. – № 4. – С. 4–6.Muller, R. A. (1962). K statisticheskoy teorii raspredeleniya napryazheniy v zernistomgruntovom osnovanii. Soil Mechanics and Foundation Engeneering, (4). (In Russian), pp. 4-6.Brzakala W. On propagation of shear stress in Kandaurov granular medium // Bulletin of the Polis Academy of sciences. Technical sciences. – 1988. – Vol. 36, Issue 7–9. – P. 407–413.Brzakala, W. (1988). On propagation of shear stress in Kandaurov granular medium.Bulletin of the Polis Academy of sciences. Technical sciences, 36(7-9), pp. 407-413. (In English).Matysiak S. J. Distribution of stresses in the Kandaurov granular solid due to a rigid puuch // Studia geotechnical etmechanica. – 1984. – Vol. 6, Issue 4. – P. 3–9.Matysiak, S. J. (1984). Distribution of stresses in the Kandaurov granular solid due to arigid puuch. Studia geotechnical et mechanica, 6(4), pp. 3-9. (In English).Matysiak S. J., Pusz P. Axisymmetric Boussinesq problem for granular half-space // Bulletin of the Polish Academy of sciences. Technicals sciences. – 1985. – Vol. 33, Issue 7–8. – P. 351–358.Matysiak, S. J., Pusz, P. (1985). Axisymmetric Boussinesq problem for granular halfspace. Bulletin of the Polish Academy of sciences. Technical sciences, 33(7-8), pp. 351-358. (In English).Мацюк Р. А. Оценка влияния неравномерности основания на защитное покрытие подземного трубопровода // Трубопроводный транспорт: теория и практика. – 2017. – № 6 (64). – С. 56–59.Matsyuk, R. A. (2017). Evaluation of the influence of the uneven base on a protectivecoating of underground pipeline. Truboprovodnyy transport: teoriya i praktika. (6(64)). pp. 56-59. (In Russian).

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