Применение полимерных и композитных материалов в конструкции магистральных нефтепроводов на участках с многолетнемерзлыми грунтами

В статье рассматриваются проблемы в области проектирования, строительства, освоении и прокладки нефте- нефтепродуктопроводов в местах, которые относятся к группе грунтов с многолетнемерзлыми грунтами. Наилучшее логическое решение этих проблем заключается во внедрении полимерных и композитных материалов в конструкции, находящихся в арктических пустынях и тундре. Статья содержит примеры исследований об эксплуатации нефтепроводов и трубопроводов, условиями которых являлись многолетнемерзлые грунты, а также полное характеристическое описание агрессивных сред, воздействующих на надежность труб.

Цель статьи — обоснование возможности использования полимерных и композитных материалов для трубопроводов, проложенных в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, что в конечном итоге позволит обеспечить снижение затрат на обслуживание и ремонт соответствующей инфраструктуры. В работе использованы методы анализа химической стойкости труб. В результате исследования установлено, что увеличение высоты опор приводит к росту напряжений в стенке трубопровода, что может быть вызвано изменением частоты свободных колебаний системы, и появлению дополнительных перемещений трубопровода как в продольном, так и поперечном направлениях.

Результаты показывают влияние элементов на рабочую среду нефтепровода в условиях многолетнемерзлых грунтов. Выявлен наиболее подходящий материал для конечно-элементного моделирования с учетом сезонных деформаций мерзлых грунтов. Труба из полиэтилена низкого давления устойчива к агрессивной среде, создающейся из-за содержания примесей в нефти, делающей ее наиболее пригодным вариантом для строительства нефтепровода в условиях многолетнемерзлых грунтов.

Практическая значимость исследования состоит в использовании композитных и полимерных материалов в условиях многолетнемерзлых грунтов, уменьшающем воздействие агрессивных сред на внутреннюю стенку трубопровода, изготовленного из полиэтилена низкого давления, который зарекомендовал себя наилучшими свойствами и стоимостью на рынке.

1. Котляков, В. М. Россия. Природа. Многолетняя мерзлота / В. М. Котляков – Текст : электронный // Большая Российская Энциклопедия: [сайт]. — 2023. – 1 июня. – URL: https://bigenc.ru/c/rossiia-priroda-mnogoletniaiamerzlota-7b5b33 (дата обращения: 1.04.2024).

2. Трухонин, А. Н. Счет на километры / А. Н. Трухонин // РГК Пермская нефть. – 2004. – № 8.

3. Миллер, А. А. Сделан важный шаг по использованию композитных труб в «Газпроме» / А. А. Миллер. – Текст : электронный // Пресс-центр Газпром : сайт. – 2014. – 24 авг. – URL: https://www.gazprom.ru/press/news/2014/august/article199561/

4. Иран планирует серьезно модернизировать свою трубопроводную инфраструктуру. – Текст : электронный // Транспортировка и хранение : сайт. – 2016. – 13 июня. – URL: https://neftegaz.ru/news/transport-and-storage/218598-iranplaniruet-serezno-modernizirovat-svoyu-truboprovodnuyu-infrastrukturu/

5. FIBERSPAR. – Текст : электронный // Линейная труба FIBERSPAR : сайт. – 2019. — URL: https://fg-rus.ru/products/lineynye-truby-dlya-neftedobychi/gibkiy-truboprovod-fiberspar/ (дата обращения : 01.04.2024)

6. FlexSteel Pipe. – Текст : электронный // FlexSteel Pipeline Technologies : сайт. — URL: https://www.flexsteelpipe.com/flexsteel-pipe.html

7. Advanced Flexible Pipeline Systems for Oil, Gas and Water – Текст : электронный // Solu Force : сайт. — URL: https://www.soluforce.com/content/dam/pipelife/soluforce/marketing/general/brochures/soluforce-general-brochure.pdf

8. Производство полиэтиленовых труб ANACONDA. – Текст : электронный // Технология композитов : сайт. — URL: https://www.tk.perm.ru/anakonda/

9. Классы химической стойкости. – Текст : электронный // Таблица химической стойкости пластиков : сайт. — URL: https://izpolimera.ru/docs/him_stoykost_polimerov.pdf