SU1665152A1 - Method for construction of buried pipeline in unstable soil thawing areas - Google Patents

Method for construction of buried pipeline in unstable soil thawing areas Download PDF

Info

Publication number
SU1665152A1
SU1665152A1 SU894665369A SU4665369A SU1665152A1 SU 1665152 A1 SU1665152 A1 SU 1665152A1 SU 894665369 A SU894665369 A SU 894665369A SU 4665369 A SU4665369 A SU 4665369A SU 1665152 A1 SU1665152 A1 SU 1665152A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pipeline
thawing
soils
halo
construction
Prior art date
Application number
SU894665369A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Караваев
Василий Алексеевич Быковский
Сергей Федорович Кузнецов
Игорь Алексеевич Щербинин
Петр Алексеевич Яницкий
Гаврил Гаврилович Шеломенцев
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности им.В.И.Муравленко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности им.В.И.Муравленко filed Critical Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности им.В.И.Муравленко
Priority to SU894665369A priority Critical patent/SU1665152A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1665152A1 publication Critical patent/SU1665152A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в вечномерзлых грунтах. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности трубопровода за счет ограничени  величины ореола оттаивани . На участке 1 неустойчивых грунтов трубопровод 2 разветвл ют и прокладывают в несколько ниток 3 - 5 в разных транше х. На границах участка 1 устанавливают запорную и переключающую арматуру 7. Регулирование теплового взаимодействи  трубопровода с вечномерзлым грунтом в пределах участка 1 осуществл ют путем попеременного переключени  перекачки продукта по каждой нитке 3 - 5 при достижении вокруг нее предельно допустимого ореола оттаивани  8. Рассто ние между нитками 3 - 5 устанавливают из услови  исключени  их взаимного теплового вли ни . 3 ил.The invention relates to construction and can be used in the construction of pipelines in permafrost soils. The purpose of the invention is to increase the operational reliability of the pipeline by limiting the size of the thawing halo. In section 1 of unstable soils, pipeline 2 is branched and laid in several strings 3 - 5 in different trenches. At the boundaries of section 1, shut-off and switching valves 7 are installed. Regulation of the thermal interaction of the pipeline with permafrost soil within section 1 is carried out by alternately switching the pumping of the product along each string 3 - 5 when the maximum permissible thawing halo is reached around it 8. The distance between the threads 3 - 5 is established from the condition of excluding their mutual thermal influence. 3 il.

Description

4 /four /

L J./-L LL J./-L L

L JL L J L JL JL L J L J

,/, /

/ /

L J./-L LL J./-L L

JJ

L -L JLL -L JL

т т тt t

т т т т тt t t t

33

/,1/,one

о о елoh oh ate

ел юate yu

АBUT

гg

фие.1FI.1

Изобретение относитс  к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в вечномерзлых грунтах .The invention relates to construction and can be used in the construction of pipelines in permafrost soils.

Цель изобретени  - повышение эксплу- атационной надежности трубопровода за счет ограничени  величины ореола оттаивани .The purpose of the invention is to increase the operational reliability of the pipeline by limiting the thawing halo.

На фиг. 1 изображен трубопровод, проложенный на участке неустойчивых грунтов, вид сверхугна фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график прироста ореолов оттаивани  и осадок в зависимости от числа переключений ниток трубопровода.FIG. 1 shows a pipeline laid on a section of unstable soils, the super-angle view of FIG. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a graph of the growth of thawing halos and sediment depending on the number of switchings of the pipeline threads.

На участке 1 неустойчивых грунтов тру- бопровод 2 разветвл ют и прокладывают в несколько ниток 3-5 в разных транше х 6.In section 1 of unstable soils, pipeline 2 is branched and laid in several lines 3-5 in different x 6 trenches.

При этом на границах участка 1 с длиной , равной рассто нию I, устанавливают запорную и переключающую арматуру 7. Регулирование теплового взаимодействи  трубопровода 2 с вечномерзлым грунтом в пределах участка 1 осуществл ют путем попеременного переключени  перекачки продукта по каждой из ниток 3-5 по достижении величиной ореола оттаивани  8 заранее заданного значени  Н. Допустимый ореол оттаивани  8 назначают из услови  прочности трубопровода 2 при его осадках на неравномерно оседающем основании. Рассто ние L между нитками 3-5 устанавливают исход  из услови  исключени  теплового вли ни  их друг на друга. Потребное количество ниток 3-5 определ етс  технологическими параметрами эксплуатации и технико-эко- номическим обоснованием эффективности использовани  способа. Например, при достижении ореолом оттаивани  8 значени  Н вокруг нитки 3 производ т переключение перекачиваемого продукта в резервную ни- тку 4. При этом на нитке 3 величина ореола оттаивани  8 уменьшаетс  до положени  9. По достижении на нитке 4 ореолом оттаивани  8 значени  наперед заданной величи- ны Н производ т переключение перекачиваемого продукта на нитку 5. При этом на нитке 3 ореол оттаивани  8 может полностью восстановитьс . По достижении на нитке 5 ореолом оттаивани  8 величины, равной Н, производ т переключение пере- качки на нитку 3, где восстановление ореола оттаивани  8 уже произошло. Таким образом , благодар  поочередной перекачки продукта по каждой из ниток трубопровода 2 поддерживаетс  допустимый ореол оттай- вани  8, равный Н, что обеспечивает исключение применени  специальных конструктивных и технологических элементов на участке 1 (теплоизол ции, установок охлаждени ) и сохран ет необходимую эксплуатационную надежность трубопровода 2.At the same time, on the borders of section 1 with a length equal to the distance I, shut-off and switching valves 7 are installed. Regulation of the thermal interaction of the pipeline 2 with permafrost soil within section 1 is carried out by alternately switching the product over each of the threads 3-5 after reaching the value thawing halo 8 of a predetermined value of N. The acceptable thawing halo 8 is prescribed from the condition of the strength of the pipeline 2 during its precipitation on an unevenly subsiding base. The distance L between threads 3-5 is established on the basis of excluding their thermal influence on each other. The required number of threads 3-5 is determined by the technological parameters of operation and the technical and economic substantiation of the efficiency of using the method. For example, when the defrosting halo reaches 8 H values around line 3, the pumped product is switched to backup thread 4. On line 3, the defrosting halo 8 decreases to position 9. When the thawing halo reaches 8, the value of the predetermined value - N does the switching of the pumped product onto the string 5. In this case, on the string 3, the defrosting halo 8 can be fully restored. Upon reaching the 5 thaw of 8 with a value of H equal to thawing, the transfer is switched to string 3, where thawing of the thawing halo 8 has already occurred. Thus, by alternately pumping the product along each of the threads of pipeline 2, the allowable defrosting halo 8 equal to H is maintained, which eliminates the use of special structural and technological elements at site 1 (heat insulation, cooling installations) and preserves the necessary operational reliability of the pipeline 2

Обратное промерзание ореолов оттаивани  8 происходит интенсивнее их оттаивани  в св зи с тем, что оттаивание осуществл етс  от точечного источника тепла , в то врем  как промерзанию способствует весь массив вечномерзлого грунта и атмосферный холод, действующий с поверхности . При повторном оттаивании грунтов (второе и последующее переключение) прирост осадок будет происходить только за счет оттаивани  новой зоны мерзлых грунтов , не оттаивавших ранее. Однако эта зона будет незначительной.The defrosting of defrosting halos 8 is more intense than defrosting, due to the fact that defrosting is carried out from a point source of heat, while the entire array of permafrost and atmospheric cold from the surface contribute to freezing. When the soils are thawed again (second and subsequent switching), the sediment will increase only due to the thawing of a new zone of frozen soils that had not been thawed before. However, this zone will be insignificant.

На фиг. 3 представлены результаты расчета прироста ореолов оттаивани  и осадок. На графике видно, что наибольший прирост наблюдаетс  в первые годы эксплуатации (1-е и 2-е переключение), при последующих переключени х этот прирост минимален, а к концу срока эксплуатации трубопровода 2 (через 20 лет) величины ореолов оттаивани  вокруг ниток 3-5 равны допустимым (3,07 м).FIG. Figure 3 shows the results of calculating the growth of thawing halos and sediment. The graph shows that the largest increase is observed in the first years of operation (1st and 2nd switching), with subsequent switchings this increase is minimal, and by the end of the service life of pipeline 2 (after 20 years), the values of halo thawing around the threads 3- 5 equal valid (3.07 m).

При непрерывном перекачивании продукта по одной нитке ореол оттаивани  за такой же срок эксплуатации составил бы 10 м.With continuous pumping of the product in a single line, the thawing halo for the same service life would be 10 m.

При циклических обратных промерзани х и оттаивани х ореолов 8 осадки грунта в ореолах оттаивани  частично компенсируютс  за счет пучени  грунта при промерзании .During cyclical reverse freezing and thawing of halos 8, the sediments of the soil in the thawing halos are partially compensated by heaving the soil during freezing.

Пример. Необходимо проложить через участок 1 высокопросадочных при оттаивании грунтов трубопровод диаметром 530x7 мм. Прот женность участка 1 км. Вы- сокопросадочные вечномерзлые грунты сложены торфом (коэффициент оттаивани  0,12, коэффициент сжимаемости 0,021, льдистость за счет лед ных включений 0,31). Допустима  осадка трубопровода определ етс  прочностным расчетом и принимаетс  равной 1,08 м. Действительна  осадка непрерывно работающего одиночного трубопровода составила бы 3,38 при ореоле оттаивани  10 м, что намного больше допустимой .Example. It is necessary to lay a pipeline with a diameter of 530x7 mm through the section 1 of high interlayer with thawing of soils. The length of the plot is 1 km. High-permafrost permafrost soils are composed of peat (thawing coefficient 0.12, compressibility factor 0.021, ice content due to ice inclusions 0.31). The permissible draft of the pipeline is determined by the strength analysis and is assumed to be 1.08 m. The actual draft of a continuously operating single pipeline would be 3.38 with a thawing halo of 10 m, which is much more than permissible.

Допустимый ореол оттаивани  Н, который необходимо поддерживать при эксплуатации (из услови  обеспечени  прочности), составл ет 2,01 м. Врем  наработки допустимого ореола оттаивани  за одно переключение 24,02 мес ца.The permissible thawing halo, which must be maintained during operation (from the condition of ensuring strength), is 2.01 m. The operating time of the permissible thawing halo per switch is 24.02 months.

Нитки 3, 4 прокладывают на расчетном рассто нии L 5 м, исключающем их взаимное тепловое воздействие.Threads 3, 4 are laid at the calculated distance L 5 m, excluding their mutual thermal effect.

В течение двух лет перекачивают продукт по нитке 3, при этом ореол оттаивани For two years, the product is pumped on line 3, while the halo is thawing

вокруг нее 2 м, а просадка 0,68 м, после чего осуществл ют переключение перекачиваемого продукта в нитку 4. За два года эксплуатации нитки 4 на нитке 3 происходит полное восстановление мерзлоты в ореоле оттаивани  8.around it is 2 m, and a drawdown of 0.68 m, after which the pumped product is switched to string 4. During the two years of operation of string 4 on string 3, the permafrost in the thawing halo is fully restored 8.

Таким образом, за период эксплуатации число переключений будет равно п ти, при этом конечный ореол оттаивани  не превышает допустимых величин. Контроль за формированием ореолов оттаивани  может осуществл тьс  по оборудованной вблизи трубопровода термоскважине или путем нивелировани  оси трубопровода дл  оценки действительных осадок,Thus, during the period of operation, the number of switchings will be equal to five, while the final aura of thawing does not exceed the permissible values. Control over the formation of thawing halos can be carried out through a thermal well installed near the pipeline or by leveling the axis of the pipeline to assess the actual sludge,

Изобретение позвол ет исключить применение специальных конструктивных и технологических элементов по регулированию теплового взаимодействи  трубопровода с вечномерзлыми грунтами, упрощает это регулирование и сам процесс строительства .The invention makes it possible to eliminate the use of special structural and technological elements for regulating the thermal interaction of the pipeline with permafrost soils, simplifies this regulation and the construction process itself.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ сооружени  подземного трубопровода на участках неустойчивых при оттаивании грунтов, заключающийс  в отрывке траншеи, укладке в нее оснащенного запорной арматурой трубопровода, засыпке траншем и регулировании величины ореола оттаивани  грунта вокруг трубопровода воздействием на перекачиваемый продукт,The invention method of constructing an underground pipeline in areas unstable when thawing soils, consisting in a fragment of a trench, laying in it equipped with shut-off valves of the pipeline, backfilling with a trench and regulating the size of the aureole thawing of soil around the pipeline by the impact on the pumped product, 0 отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности трубопровода за счет ограничени  величины ореола оттаивани , в пределах участка неустойчивых грунтов трубопровод развет5 вл ют и прокладывают по меньшей мере в две нитки, а регулирование теплового режима ореола оттаивани  грунта осуществл ют при достижении им наперед заданной величины переключением потока перекачивае0 мого продукта в резервную нитку, при этом0 characterized in that, in order to increase the operational reliability of the pipeline by limiting the defrosting aureole, within the section of unstable soils, the pipeline spans5 are and is laid at least in two lines, and the regulation of the thermal conditions of the defrostation halo is performed when it reaches in advance of a given value by switching the flow of the pumped product to the backup line, while . нитки располагают на рассто нии друг-от. the threads are spaced apart from друга, исключающем их взаимное тепловоеfriend precluding their mutual thermal вли ние, а запорную арматуру устанавливаютinfluence, and valves are installed на границах участка неустойчивых грунтов.at the boundaries of the area of unstable soils. Фиг. 2FIG. 2
SU894665369A 1989-02-07 1989-02-07 Method for construction of buried pipeline in unstable soil thawing areas SU1665152A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894665369A SU1665152A1 (en) 1989-02-07 1989-02-07 Method for construction of buried pipeline in unstable soil thawing areas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894665369A SU1665152A1 (en) 1989-02-07 1989-02-07 Method for construction of buried pipeline in unstable soil thawing areas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1665152A1 true SU1665152A1 (en) 1991-07-23

Family

ID=21435536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894665369A SU1665152A1 (en) 1989-02-07 1989-02-07 Method for construction of buried pipeline in unstable soil thawing areas

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1665152A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901909A (en) * 2021-01-21 2021-06-04 中国科学院西北生态环境资源研究院 Buried pipeline fixing device and fixing method thereof
CN112901908A (en) * 2021-01-21 2021-06-04 中国科学院西北生态环境资源研究院 Pipeline fixed mounting system based on energy recovery

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Камышев М.А. и др. Охрана окружающей среды при сооружении магистральных трубопроводов на Ал ске. М.: Информ- нефтегазстрой, сер. Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений, 1979, с. 44-45. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901909A (en) * 2021-01-21 2021-06-04 中国科学院西北生态环境资源研究院 Buried pipeline fixing device and fixing method thereof
CN112901908A (en) * 2021-01-21 2021-06-04 中国科学院西北生态环境资源研究院 Pipeline fixed mounting system based on energy recovery
CN112901909B (en) * 2021-01-21 2021-09-10 中国科学院西北生态环境资源研究院 Buried pipeline fixing device and fixing method thereof
CN112901908B (en) * 2021-01-21 2021-10-08 中国科学院西北生态环境资源研究院 Pipeline fixed mounting system based on energy recovery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3650119A (en) Method and system for transporting oil by pipe line
SU1665152A1 (en) Method for construction of buried pipeline in unstable soil thawing areas
US4629364A (en) Method and system for relieving pipeline stress due to frost action
RU2157872C2 (en) Mechanical design of cooled fill footing of structures and method for temperature control of permafrost soils
US3747355A (en) Pipeline supported by beams and cables in permafrost areas
RU2010919C1 (en) Embankment on severe icy permafrost grounds
RU2552253C1 (en) Method of arrangement of foundation slab on piles for low-temperature product tank
JP2023004509A (en) Ground freezing method and ground freezing system
Mohring Berlin- capital city of microtunnelling
RU2814145C1 (en) Method for cooling natural gas
SU1557407A1 (en) Method of laying pipeline
RU2117846C1 (en) Method of pipeline laying in swampy locality
CN218441293U (en) Be applicable to cold district mine and fill pipeline
RU2789556C1 (en) Method for preventing coalescence of thaw halos around wells in permafrost formations
US1186137A (en) Refrigerating apparatus.
SU1613782A1 (en) Method of joining branch to annular pipeline
Gallavresi Ground freezing—The application of the mixed method (brine—Liquid nitrogen)
MacDonald Winter Season Control of a Water Works System
SU932087A1 (en) Underground pipeline laying method
SU916644A1 (en) Method of erecting an ice river crossing
JPS55135300A (en) Control of freezing round underground tank
SU832243A1 (en) System of oil and casing-head gas oil-field
Smith Water Supply and Distribution in Alaska
Mott CONSTRUCTION OF TWO SHORT TUNNELS USING ARTIFICIAL GROUND FREEZING
Chukhareva et al. IMROVING EFFICIENCY OF OIL MAIN PIPELINE CONSTRUCTION AND OPERATION IN PERMAFROST TERRAIN