Проблемы при строительстве и эксплуатации нефтепроводов в многолетнемерзлых грунтах

Статья посвящена исследованию проблем обеспечения устойчивого положения нефтепроводов в сложных природно-климатических условиях. Цель – проанализировать существующие проблемы многолетнемерзлых грунтов, влияющие на вид, метод, технологию строительства нефтепровода и его последующую эксплуатацию до предельного состояния. Задачи: определить причины возникновения деформаций нефтепровода в криолитозоне; рассмотреть защитные мероприятия, сохраняющие устойчивое положение нефтепровода в криогенных условиях; описать физический процесс сезонно-действующих охлаждающих устройств по сохранности стабильно-отрицательной температуры талого грунта в летний период. В ходе исследования применялся системный инженерно-геокриологический подход, интегрирующий анализ криогенного строения грунтового массива, его термического режима и фильтрационно-миграционных процессов фазовых переходов влаги. Установлено, что ключевыми проблемами при строительстве и эксплуатации нефтепроводов в криолитозоне являются деградация многолетнемерзлых грунтов (протаивание), пучение грунтов и развитие склоновых процессов, приводящие к неравномерным осадкам опор и возникновению критических напряжений в стенке трубы. В рамках защитных мероприятий, обеспечивающих устойчивое проектное положение, предлагается: применение теплоизоляции из пенополиуретанового покрытия для стабилизации температурного режима; использование сезонно-действующих охлаждающих устройств в летний период; устройство подвижных опор из хладостойких сталей с узлами крепления на основе фторопластовых композитов для компенсации температурных перемещений трубопровода. На основе анализа эксплуатационных данных можно заключить, что подземный способ прокладки с глубиной заложения 2,5–3 м – технически и экономически обоснованное решение для многолетнемерзлых грунтов, способное обеспечить безопасную эксплуатацию в течение 30 лет. В то же время надземный способ остается актуальным для арктических регионов с высокой льдистостью, где глубина оттаивания может вызывать деформации свыше 500 мм. В статье достигнута цель выявления существующих проблем многолетнемерзлых грунтов, влияющих на вид, метод, технологию строительства нефтепровода и его последующую эксплуатацию.

1. Смоловая, В. А. Основные проблемы трубопроводного транспорта углеводородов в условиях многолетнемерзлых грунтов / В. А. Смоловая, Е. О. Реховская. – Текст : непосредственный // Актуальные вопросы энергетики: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Омск, 25–27 мая 2022 г. – Омск : Омский государственный технический университет. – 2022. – С. 22–27.

2. Тянь, И. Основные проблемы трубопроводного транспорта углеводородов / И. Тянь. – Текст : непосредственный // Globus : технические науки. – 2021. – Т. 7, № 4(40). – С. 28–31.

3. Актуальные вопросы строительства на Дальнем Востоке России : материалы научно-практической конференции; ред. А. А. Пиотрович, А. Н. Сульдин, Южно-Сахалинск, 05 февраля 2022 г. – Хабаровск : Дальневосточный государственный университет путей сообщения. – 2022. – 87 с. – Текст : непосредственный.

4. Димов, Л. А. О выборе способа прокладки нефтепроводов при строительстве на многолетнемерзлых грунтах / Л. А. Димов, И. Л. Димов. – Текст : непосредственный // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2014. – № 5. – С. 29–32

5. Сайфуллина, О. Р. Изучение влияния свойств многолетнемерзлых грунтов на технологию прокладки нефтепровода. О. Р. Сайфуллина, А. Г. Закирзаков, Л. М. Маркова. – Текст : электронный. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=ubdjdn

6. Иванова, Т. А. Сравнительный анализ методов прокладки нефтепроводов в районах многолетнемерзлых грунтов / Т. А. Иванова. – Текст : электронный. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45725483

7. Кутушева, А. Р. Современные способы защиты магистральных нефтепроводов при прокладке и эксплуатации магистральных нефтепроводов на участках многолетнемерзлых грунтов / А. Р. Кутушева. – Текст : электронный. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44835742

8. Кондратьева, В. Г. Основные геокриологические проблемы нефтепровoдов в криолитозоне и пути решения их / В. Г. Кондратьева, В. А. Бронников. – Текст : электронный. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=wakgkb

9. Смирнов, В. В. Проблемы обеспечения надежности эксплуатации сооружений в криолитозоне / В. В. Смирнов, Ю. Д. Земенков. – Текст : непосредственный // Инновации в науке. – 2013. – № 25. – С. 57–65.