Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Способ прокладки трубопровода на заболоченной местности

Abstract

Способ предназначен для строительства трубопроводов на заболоченной местности. Трубопровод прокладывают подземно в минеральном грунте, а на границе с торфом болота трубопровод по кривой упругого изгиба выводят на поверхность и с расчетным радиусом изгибают упруго с укладкой трубопровода в насыпи на поверхности торфа. Вершину поворота трубопровода в плане располагают посередине перехода через болото. При просадке трубопровода и его горизонтальных смещениях трубопровод работает как компенсатор, расположенный в торфе и защемленный в минеральном грунте. Изобретение упрощает строительство за счет использования компенсирующей способности изогнутого трубопровода. 1 табл., 3 ил.

Landscapes

Show more

RU2117846C1

Russia

Other languages
English
Inventor
Валерий Николаевич Вершинин
Леонид Александрович Димов
Елена Михайловна Богушевска
Елена Михайловна Богушевская

Worldwide applications
1996 RU

Application RU96121264/06A events
1998-08-20
Application granted

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в районах распространения болот.
Известны способ подземной прокладки трубопровода в минеральных грунтах и способ наземной прокладки по поверхности болота с устройством над трубопроводом насыпи требуемых размеров [1, с.224].
При прокладке трубопровода на заболоченной местности, где подземная укладка трубы в минеральных грунтах чередуется с переходами через отдельные болота, прокладка трубопровода по поверхности болота в насыпи являются экономически выгодным и технически целесообразным способом [2].
К недостатку известного комбинированного способа прокладки следует отнести неразработанность вопроса, как осуществлять переход трубы из подземного в наземный способ прокладки при прохождении трубопроводом болота.
Информационный поиск не выявил наиболее близкого к заявляемому способа прокладки трубопровода на болотах или на заболоченной местности. Однако в качестве прототипа можно принять способ прокладки трубопровода в многолетнемерзлых грунтах [3], при котором на участке с неустойчивыми при оттаивании грунтами осуществляют наземную прокладку трубопровода с защемлением его на границах данных участков.
Недостатком наиболее близкого к заявляемому способу является сложная технология его выполнения, которую практически невозможно осуществить в трассовых условиях и особенно в зимнее время.
Задача изобретения - максимальное упрощение технологии производства работ при одновременном снижении стоимости строительства. Задача решается тем, что на участке с неустойчивыми грунтами при наземной прокладке трубопровода с защемлением его на границах данных участков, трубопровод в профиле из подземного в наземный способ прокладки прокладывают по кривой поворота с минимально допустимым из условия прочности радиусом упругого изгиба трубы, при этом кривую поворота располагают преимущественно в слое торфа и обеспечивают совмещение ее начала с краем болота, а в плане трубопровод укладывают по поверхности торфа под насыпью, также с искривлением оси упругим изгибом трубы с расположением вершины поворота посередине перехода через болото.
Заявляемый способ прокладки поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана в профиле геометрия трубопровода при укладке (сплошная линия) и после укладки при ожидаемых осадке трубы и ее перемещении от внутренних воздействий (штриховая линия); на фиг. 2 - геометрия трубопровода в плане при укладке (сплошная линия) и после укладки при ожидаемом перемещении трубы от внутренних воздействий (штриховая линия); на фиг. 3 - пример реализации способа.
После определения границ участков, т. е. местоположения края болота (точка А), трубопровод 1 упругим изгибом трубы прокладывают из подземного в наземный вариант прокладки на поверхность болота. Упругий изгиб трубы создается отрывкой траншеи по заданному профилю. Кривая поворота АС состоит из двух участков АБ и БС, радиус упругого изгиба которых ρ0 является минимальным из условия прочности трубы от расчетных эксплуатационных нагрузок и внутренних воздействий. Радиус ρ0 определяется расчетом трубопровода с учетом совместной деформации трубы и окружающего грунта согласно разделу 8 СНиП 2.05.06-85 "Магистральные трубопроводы". В любом случае радиус ρ0 при первом поверочном расчете можно принимать равным ρmin (из таблицы 5 СНиП Ш-42-80 "Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ").
В плане трубопровод, также упругим изгибом трубы, прокладывают по поверхности болота с искривлением оси по максимально большому радиусу ρ r max . При этом образуется начальная стрелка прогиба трубы f0, вершину которой следует совместить с серединой болота. Величины ρ r max , f0 зависят от диаметра трубопровода, длины болота, давления продукта, температурного перепада и определяются расчетом для каждого конкретного случая.
Технология производства работ по заявляемому способу проста и легко выполнима. Способ не требует применения кривых вставок искусственного гнутья, придания трубопроводу выпуклой формы для создания в нем предварительных растягивающих напряжений, использования утяжелителей, гидронамыва и т.п. Строительство трубопровода осуществляется обычным порядком стандартной строительной техникой, что позволяет достичь цели заявляемого способа. Насыпь 2 над трубой устраивают согласно обычных требований [1].
Как правило, через болота трубопроводы прокладывают в зимнее время, когда возможен проезд по ним тяжелой строительной техники. Поэтому трубу укладывают на предварительно очищенную от снега промороженную поверхность болота и обсыпают насыпью.
В летнее время, по мере оттаивания болота, труба вместе с насыпью начинает перемещаться вниз; величина осадки S (см. фиг. 1) зависит от диаметра трубопровода, мощности насыпи над трубой и торфа под трубой, от физико-механических характеристик торфа и т.д.
Следующим важным этапом является пуск трубопровода в эксплуатацию, при подаче продукта давлением p и с положительной температурой t, труба за счет температурного перепада Δt удлиняется на некоторую величину Δl . Удлинение трубы реализуется ее поперечным перемещением по поверхности торфа под насыпью, при этом стрелка прогиба изменяется от f0 до f1 (см. фиг. 2).
В конечном итоге трубопровод перемещается одновременно вниз и в сторону, причем интенсивные перемещения по вертикали соответствуют периоду таяния (растепления) торфа под трубой и насыпью, а по горизонтали - периоду пуска трубопровода в эксплуатацию. В результате трубопровод занимает новое положение, показанное на фиг. 1 и 2 штриховой линией.
Фактически участок трубопровода в пределах болота по заявляемому способу является компенсатором, что положительно сказывается на работе трубопровода и о чем будет сказано ниже. Основание компенсатора ОА защемлено в минеральном грунте, а его деформируемая часть располагается в торфе и под насыпью. Известно, что сопротивление торфа и насыпи поперечному перемещению трубы много меньше, чем минерального грунта природного сложения. Этот фактор используется в предлагаемом способе прокладки для снижения напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопровода от эксплуатационных нагрузок.
НДС трубы должно удовлетворять требованиям раздела 8 СНиП 2. 05.06-85 "Магистральные трубопроводы". Показатели НДС определяют на стадии проектирования трубопровода подбором начального минимального радиуса упругого изгиба ρ0 и расчетом на внутренние воздействия p и Δt . При эксплуатации трубопровод занимает положение, показанное штриховой линией. При этом начальный радиус его упругого изгиба ρ0 только возрастает до значения ρ1 , следовательно, и НДС трубы будет только уменьшаться. Перемещаясь в положение, показанное штриховой линией, трубопровод как бы разгружается, изгибные напряжения в его стенке уменьшаются, соответственно надежность конструкции возрастает.
Заявляемый способ прошел опытную проверку при строительстве магистрального нефтепровода Уса-Ухта-Ярославль в районе г. Усинска (Республика Коми). Нефтепровод диаметром 720 мм через несколько болот общей протяженностью 2800 м проложили наземно; в качестве примера на фиг. 3 показана часть одного из переходов через болото с мощностью торфа 115 см. Укладку трубы на поверхность болота и устройство насыпи выполнили в апреле. Минимальный радиус упругого изгиба для трубы 720 мм равен ρmin= 720 м (табл. 5 СНиП Ш-42-80). Однако расчетом НДС с учетом требований СНиП 2.05.06-85 определили, что радиус упругого изгиба должен быть ρ0= 900 м. За участком установили наблюдение, осадку трубы определяли 5 июля, 22 августа и 4 октября (см. таблицу и фиг. 3).
Осадка трубы произошла за счет оттаивания торфа и заполнения трубы водой при гидравлических испытаниях, за счет осадки радиус упругого изгиба трубы увеличился с 900 до 1306 м, соответственно напряжения в трубе от расчетных нагрузок и воздействий уменьшились на 12%.
при реализации заявляемого способа прокладки на этих трех болотах за счет отказа от балластировки и упрощения технологии строительства получили существенный экономический эффект, а именно снижение сметной стоимости строительства.
Источники информации
1. Справочник по проектированию магистральных трубопроводов. Под ред. А. К. Дерцакяна. - Л.: Недра, 1977, 519 с.
2. Вершинин В.Н., Димов Л.В. Прокладка магистральных нефтепроводов через болота и заболоченные участки на севере России. - Трубопроводный транспорт нефти, 1996, N 1, с. 16-18.
3. А.с. СССР N 1598573, кл. F 16 J 1/028, опуб 27.09.95, БИ N 27.

Claims (1)
Hide Dependent

  1. Способ прокладки трубопровода на заболоченной местности, включающий определение границ участков минерального и торфяного грунтов, подземную прокладку в минеральном грунте и наземную по поверхности торфа прокладку в насыпи при переходе болота с защемлением трубопровода на границах данных участков, отличающийся тем, что трубопровод в профиле из подземного в наземный способ прокладки прокладывают по кривой поворота с минимально допустимым из условия прочности радиусом упругого изгиба трубы, при этом кривую поворота располагают преимущественно в слое торфа и обеспечивают совмещение ее начала с краем болота, а в плане трубопровод укладывают по поверхности торфа над насыпью, также с искривлением оси упругим изгибом трубы и расположением вершины поворота посередине перехода через болото.