Анализ надежности и работоспособности буроопускных свай при обустройстве месторождений нефти в зоне многолетнемерзлых грунтов

Перемещение основных мощностей добывающих предприятий из центральных регионов страны в северные регионы потребовало полного переосмысления проблемы обустройства месторождений. К числу таких проблем относится возведение фундаментов под трубопроводы, технологические объекты, энергетические станции. В основном такие фундаменты изготавливают методом погружения свай в заранее пробуренные скважины. Использование буроопускных свай в условиях многолетнемерзлых грунтов является технологической необходимостью и связано с невозможностью применения свай других типов. Наибольшее распространение получили буроопускные сваи, изготовленные из прямошовных труб, сваренных токами высокой частоты (ГОСТ 20295 и ГОСТ Р 58064). Оценка работоспособности таких труб в условиях многолетнемерзлых грунтов была проведена посредством моделирования условий эксплуатации труб в лабораторных условиях, а также установки полноразмерных макетов свай в многолетнемерзлые плотные суглинистые и влажные — заторфованные — грунты полигона ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук». Испытаниям были подвергнуты как трубы с обязательной послесварочной термической обработкой, по требованиям СП 16.13330.2017, так и без термической обработки. Были проведены исследования статических механических свойств и ударной вязкости основного металла и сварных соединений труб, проведена оценка их коррозионной стойкости и трещиностойкости. Результаты исследований показали, что проведение послесварочной термической обработки не приводит к значительному повышению надежности буроопускных свай из стали 09Г2С. Одновременно анализ микроструктуры сварных соединений выявил значительное количество дефектов, расположенных по линии сплавления сварного шва, которые могут привести к ускоренному повреждению сваи.

1. Алексеев, А. Г. К вопросу усовершенствования технологии устройства и расчета различных видов свай / А. Г. Алексеев, П. М. Сазонов, Д. В. Зорин. – Текст : непосредственный // Вестник НИЦ Строительство. – 2019. – № 1 (20). – С. 5–13.

2. Свая на вечномерзлом грунте / О. М. Преснов, Л. А. Иванова, С. И. Бычковская, Д. А. Ломова. – Текст : непосредственный // Экономика строительства. – 2022. – № 1 (73). – С. 41–45.

3. Алексеева, А. И. Информационные модели криосферы Земли / А. И. Алексеева, В. Т. Балобаев. – Текст : непосредственный // Криосфера Земли. – 2002. – Т. VI, № 1. – С. 62–71.

4. Гончаров, Ю. М. Производство свайных работ на вечномерзлых грунтах / Ю. М. Гончаров, Ю. О. Таргулян, С. Х. Вартанов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Ленинград : Стройиздат, 1981. – 160 с.

5. Спиридонов, А. А. Системное развитие транспортной инфраструктуры в Арктике / А. А. Спиридонов, А. М. Фадеев. – DOI 10.51823/74670_2022_4_31. – Текст : непосредственный // Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. – 2022. – № 4 (12). – С. 31–37.

6. Притула, В. В. Коррозионная ситуация на газонефтепроводах России и их промышленная безопасность / В. В. Притула. – Текст : непосредственный // Трубопроводный транспорт: теория и практика. – 2015. – № 2 (48). – С. 6–10.

7. Гуляев, А. С. Влияние почв на коррозию стальных труб. Моделирование стресс-коррозионных процессов / А. С. Гуляев. – DOI 10.22184/2227-572X.2017.37.6.74.77. – Текст : непосредственный // Аналитика. – 2017. – № 6 (37). – С. 74–77.

8. Технические решения ОАО «Гипротюменнефтегаз» при проектировании объектов нефтегазового комплекса на многолетнемерзлых грунтах (часть 1) / И. А. Щербинин, И. З. Фахретдинов, С. С. Иванов, И. А. Жолобов. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 1. – С. 90–92.

9. Пьянков, С. А. Свайные фундаменты : учебное пособие / С. А. Пьянков. – Ульяновск : УлГТУ, 2007. – 104 с. – Текст : непосредственный.

10. Влияние послесварочной термической обработки на эксплуатационные свойства стали 09Г2С, применяемой для изготовления буроопускных свай / С. А. Ялыгин, Б. С. Ермаков, А. В. Столяров [и др.]. – DOI 10.51890/2587-7399-2024-9-1-173-182. – Текст : непосредственный // PROнефть. Профессионально о нефти. – 2024. – Т. 9, № 1 (31). – С. 173–182.

11. Ткачук, М. А. Разработка режимов локальной термической обработки сварного шва труб среднего диаметра, сваренных токами высокой частоты / М. А. Ткачук, О. А. Багмет, П. П. Степанов. – Текст : непосредственный // Сталь. – 2016. – № 3. – С. 54–59.

12. Исследование влияния термической обработки на металлофизические свойства металла сварных швов / Н. Г. Гончаров, А. А. Юшин, О. И. Колесников [и др.]. – DOI 10.28999/2541-9595-2021-11-4-412-419. – Текст : непосредственный // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Т. 11, № 4. – С. 412–419.

13. Исследование причин снижения механических характеристик горячедеформированных отводов из стали 09Г2С / К. Н. Пантюхова, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова, В. Ю. Путинцев. – DOI 10.25206/1813-8225-2019-163-11-16. – Текст : непосредственный // Омский научный вестник. – 2019. – № 1 (163). – С. 11–16.

14. Старцев, О. В. Старение полимерных композиционных материалов в условиях экстремально холодного климата / О. В. Старцев, М. П. Лебедев, А. К. Кычкин. – DOI 10.14258/izvasu(2020)1-06. – Текст : непосредственный // Известия Алтайского государственного университета. – 2020. – № 1 (111). – С. 41–51.

15. Сальманов, И. Д. Остаточные напряжения и деформации при сварке / И. Д. Сальманов, М. Ю. Барановский, В. А. Тарасов. – Текст : непосредственный // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2014. – № 12 (27). – С. 64–75.

16. Брушков, А. В. Засоленные многолетнемерзлые породы Арктического побережья, их происхождение и свойства / А. В. Брушков. – Москва : Издательство Московского университета, 1998. – 330 с. – ISBN 5-211-04017-1. – Текст : непосредственный.

17. Шамрикова, Е. В. Кислотно-основное состояние почв таежной и тундровой зон Европейского Северо-Востока России : специальность 03.02.13 «Почвоведение» : диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук / Шамрикова Елена Вячеславовна ; Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, 2015. – 302 с. – Текст : непосредственный.

18. Определение критической величины раскрытия трещины (CTOD) по испытаниям образцов на трехточечный изгиб / В. Н. Кожин, В. И. Астафьев, А. В. Иоффе [и др.]. – Текст : электронный // Вестник евразийской науки. – 2021. – Т. 13, № 3. – URL: https://esj.today/PDF/27SAVN321.pdf (дата обращения: 15.04.2024).

19. Маркадеева, А. Ю. Исследование трещиностойкости зоны термического влияния сварных соединений сталей, применяемых для арктических конструкций / А. Ю. Маркадеева, А. В. Ильин, М. А. Гусев. – DOI 10.18323/2073-5073-2018-1-43-51. – Текст : непосредственный // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. – 2018. – № 1 (43). – С. 43–51.

20. Effect of strength mismatch on fracture mechanical behavior of HAZ-notched weld joint / F. Minami, M. Toyoda, C. Thaulow, M. Hauge. – DOI 10.2207/qjjws.13.508. – Текст : непосредственный // Quarterly Journal of the Japan Welding Society. – 1995. – Vol. 13, No. 4. – P. 508–517.