Совершенствование методики расчета напряженно-деформированного состояния надземного зигзагообразно уложенного участка трубопровода

UDK: 621.644.07
DOI: 10.24887/0028-2448-2022-10-73-77
Ключевые слова: надземный трубопровод, методика расчета, напряженно-деформированное состояние (НДС), зигзагообразная прокладка трубопровода, сила трения на опорах, радиус кривизны гнутого отвода
Авт.: В.В. Акчермушев (Уфимский гос. нефтяной технический университет), К.В. Кожаева (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н., Х.А. Азметов (Уфимский гос. нефтяной технический университет), д.т.н., Д.Е. Серкунова (Уфимский гос. нефтяной технический университет)

Прокладка надземных участков трубопровода с компенсацией продольных деформаций в настоящее время является оптимальным способом для нефтегазовых трубопроводных систем. Изучение напряженно-деформированного состояния (НДС) надземных участков трубопроводов необходимо для определения его прочности. Условия прочности устанавливаются для заданной расчетной схемы прокладки трубопровода, отражающей действительные условия его работы. Соблюдение этих условий является одним их главных требований, направленных на обеспечение надежности магистральных трубопроводов в процессе эксплуатации. Для повышения безопасности эксплуатации и ресурса трубопровода необходимо обеспечить минимальное напряжение в стенках трубы при заданных нагрузках. В существующей нормативно-технической документации и научной литературе расчет параметров НДС надземных зигзагообразных участков трубопроводов решен не в полной мере. Существующие методики расчета надземных зигзагообразных участков трубопроводов не учитывают такие факторы, как усилие трения трубопровода на опорах и радиус кривизны гнутого отвода на вершине змейки, которые существенно влияют на НДС трубопровода во время его эксплуатации.

В статье рассмотрены вопросы совершенствования существующих методик расчета НДС надземного зигзагообразно уложенного участка трубопровода с учетом неучтенных конструктивных и эксплуатационных параметров. В частности, учтены усилия трения трубопровода на опорах и радиус гнутого отвода на вершине угла поворота. Достоверность результатов расчета по предлагаемой методике подтверждена с помощью компьютерного моделирования в программных комплексах Старт-Проф 4.85 R1 и ANSYS Mechanical R19.0. Приведена качественная и количественная оценка влияния конструктивных и эксплуатационных параметров на НДС надземного зигзагообразно уложенного участка трубопровода.

Список литературы

1. Оптимизация проектных решений при прокладке магистральных трубопроводов в условиях островной и прерывистой мерзлоты / Х.Ш. Шамилов, Р.М. Каримов, А.К. Гумеров [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Т. 11. – № 2. – С. 136–144. – DOI: 10.28999/2541-9595-2021-11-2-136-144

2. Каргаполов В.Д. Анализ надежности работы способов прокладки нефтепродуктопроводов в Магаданской области // Известия вузов. Нефть и газ. – 2011. – № 4. – С. 103–109.

3. Харионовский В.В. Надежность магистральных газопроводов: становление, развитие и современное состояние // Газовая промышленность. – 2019. – № 1 (779). – С. 56–68.

4. Evaluation of above-ground pipeline stress-strain state at different friction coefficients / I.F. Kantemirov, L.I. Bykov, Z.A. Besheryan, V.V. Sokolova // The problems of gathering, treatment and transportation of oil and oil products. – 2020. – № 2 (124). – С. 80–90. – DOI: 10.17122/ntj-oil-2020-2-80-90

5. Быков Л.И., Кантемиров И.Ф., Бешерян З.А. Исследование напряженно-деформированного состояния надземных трубопроводов при различной форме компенсационных участков // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – № 6 (122). – С. 115–125. – DOI: 10.17122/ntj-oil-2019-6-115-125

6. Масалимов Р.Б. Напряженно-деформированное состояние и устойчивость кривых вставок надземных и подземных участков трубопровода: дисс. ... канд. техн. наук. – Уфа, 2016. – 158 с.

7. Гимазетдинов И.Р., Шадрин В.С., Гумеров А.К. Некоторые особенности напряженного состояния трубопроводов с Z-образными компенсаторами // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2014. – № 2 (96). – С. 113–118. – http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2014-2-113-118

8. Азметов Х. А., Павлова З.Х. Определение продольных усилий в подземном действующем трубопроводе в условиях его продольно-поперечного изгиба // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2014. – Вып. 1 (95). – С. 30–35. – http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2014-1-30-36

9. СП 33.13330.2012. Расчет на прочность стальных трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 2.04.12-86. Введен 01.01.2013. – Минрегион России, 2013. – 23 с. – https://docs.cntd.ru/document/1200092599

10. СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*. – М.: ФАУ «ФЦС», 2013. – 93 с. – https://docs.cntd.ru/document/1200103173

11. СТО Газпром 2-2.1-318-2009. Инструкция по проектированию трубопроводов с компенсацией продольных деформаций. – М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2009. – 28 с.

12. Петров И.П., Спиридонов В.В. Надземная прокладка трубопроводов. – М.: Недра, 1973. – 472 с.

13. Васильев Г.Г., Орехов В.В., Лежнев М.А. Сооружение и ремонт магистральных трубопроводов. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. – 118 с.

14. Айнбиндер А.Б., Камерштейн А.Г. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость. - М.: Недра, 1982. – 340 с.

15. Расчет напряженно-деформированного состояния зигзагообразно уложенного надземного трубопровода с учетом сил трения на опорах / В.В. Акчермушев, К.В. Кожаева, Х.А. Азметов // Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2021665164. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 10.09.21 г. Опубл. 21.09.21.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.