Разработка методики оценки контактного взаимодействия полимерных покрытий подземных газонефтепроводов с грунтами оснований
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………. 4
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИМЕРНЫХ
ПОКРЫТИЙ ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ С ГРУНТАМИ
ОСНОВАНИЙ ………………………………………………………………………………………………… 12
1.1. Виды материалов, конструкции и типы исполнений защитных покрытий ….. 12
1.2. Механические напряжения и причины повреждений полимерных покрытий
подземных газонефтепроводов в грунтах различного фракционного состава ……. 22
1.3. Анализ зарубежных и отечественных нормативных требований к полимерным
покрытиям подземных трубопроводов …………………………………………………………….. 29
1.4. Анализ современной практики защиты полимерных покрытий подземных
газонефтепроводов от механического воздействия грунтов основания …………….. 34
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 ………………………………………………………………………………….. 51
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ СРЕДЫ ПРИ ПРОКЛАДКЕ
ПОДЗЕМНОГО ГАЗОНЕФТЕПРОВОДА В ГРУНТАХ РАЗЛИЧНОГО
ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ……………………………………………………………………….. 52
2.1. Анализ нагрузок, влияющих на вдавливающее усилие в основании подземного
газонефтепровод ……………………………………………………………………………………………… 52
2.2. Исследование моделей основания подземных газонефтепроводов ……………… 56
2.3. Анализ расчетных моделей оценки силы давления грунта на подземный
газонефтепровод ……………………………………………………………………………………………… 65
2.4. Разработка расчетной модели грунтовой среды при прокладке
газонефтепровода в грунтах различного фракционного состава ……………………….. 77
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 ………………………………………………………………………………….. 80
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВДАВЛИВАЮЩЕГО УСИЛИЯ,
ВОЗНИКАЮЩЕГО В ОПОРНОЙ ЧАСТИ ПОДЗЕМНОГО
ГАЗОНЕФТЕПРОВОДА …………………………………………………………………………………. 82
3.1. Исследование условий опирания подземного газонефтепровода на грунты
различного фракционного состава …………………………………………………………………… 82
3.2. Формализация задачи контактного взаимодействия подземного
газонефтепровода с грунтами основания …………………………………………………………. 84
3.3. Построение модели зернистой среды грунта в основании газонефтепровода.
оценка возможности неравномерности упаковки зёрен в основании ………………… 88
3.4. Решение задачи теории контактно-механического взаимодействия
полимерного покрытия с частицами грунта основания …………………………………….. 94
3.5. Результаты моделирования параметров контактного взаимодействия
подземного газонефтепровода с грунтами основания …………………………………….. 102
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 ………………………………………………………………………………… 108
ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ
ОЦЕНКИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ
ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ С ГРУНТАМИ ОСНОВАНИЙ ……… 110
4.1 Рекомендации по совершенствованию нормативных подходов к полимерным
покрытиям подземных газонефтепроводов от контактного воздействия грунтов
основания ……………………………………………………………………………………………………… 110
4.2. Алгоритм выбора максимально допустимого размера частиц грунта основания
подземного газонефтепровода при различных параметрах грунтовых оснований по
контактной твердости ……………………………………………………………………………………. 114
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 ………………………………………………………………………………… 117
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ ……………………………………………………………. 119
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………………………………………………….. 120
Во введении обоснованы актуальность, цель и задачи исследований,
основные положения, выносимые на защиту, характеристика научной новизны, практической ценности и апробации научных результатов.
Первая глава диссертации посвящена исследованию процессов взаимодействия полимерных покрытий с грунтовыми основаниями подземных газонефтепроводов. Рассмотрены основные виды материалов, конструкции и типы исполнений защитных покрытий, а также особенности и ограничения их применения.
Рассмотрены основные виды механических воздействий со стороны грунтов различного фракционного состава и виды повреждений при подземной прокладке газонефтепроводов (рисунок 1, а). К механическим видам воздействия отнесены вдавливание, сжатие, растяжение, прорезание, удар, истирание. Виды повреждений полимерных покрытий от грунтов различного фракционного состава представлены на рисунке 1, б.
Рисунок 1 – Виды механических воздействий и повреждений полимерных покрытий подземных газонефтепроводов: а) виды механических воздействий; б) виды повреждений.
Основная опасность сооружения и эксплуатации подземных газонефтепроводов с полимерным покрытием в грунтах с содержанием твердых обломочных включений является продавливание и прорезание полимерного покрытия частицами грунта в силу их высокой прочности на одноосное сжатие и наличия острых концов, в силу несовершенства своих геометрических форм.
Представлен анализ современной практики защиты конструкций изоляционных покрытий подземных трубопроводов от механического воздействия обломочных грунтов (рисунок 2). Описанные основные применяемые способы механической защиты полимерных покрытий в скальных обломочных грунтах характеризовались в соответствии с нормативно-технической документацией. Приведена сравнительная характеристика геометрических и прочностных показателей качества укрывных и оболочечных средств защиты (таблица 1).
Таблица 1 – Значения показателей качества средств механической защиты
Наименование средства защиты Однослойный скальный лист Двухслойный скальный лист
Футеровочный мат ФМ
Укрывной материал «УКМ» Полотно трубозащитное «ГЕОМ» Защитные сегменты
«ЗУБ-Р-СК»
Защитное покрытие «ЗУБ-Композит»
Номинальная толщина, t 3,5±0,5 мм 7±1 мм
30 мм 2,7 мм 6 мм 10 мм 14 мм 20 мм 30 мм
Назначение для труб, D До 1420 мм
478 – 1420 мм 225 – 1420 мм 325 – 1420 мм 159 – 1420 мм
159 – 1420 мм
Стойкость к проколу Отсутствие прокола при 0,85 кгс/см2 60 Мпа 70 кН
–
35 кН
70 кН 100 кН 100 кН
Стойкость к удару 0,042 кДж 0,120 кДж
0,050 кДж 0, 280 кДж 0,050 кДж 0,280 кДж 0,400 кДж 0,550 кДж 5 кДж
Как показал анализ, каждый производитель устанавливает форму и средства испытаний по внутрикорпоративным техническим условиям, что не всегда позволяет в целом провести сравнительную оценку прочности выпускаемых изделий.
В исследовании выполнен анализ зарубежных и отечественных нормативных требований к полимерным покрытиям подземных трубопроводов. Рассмотрены основные требования к механическим испытаниям конструкций полимерных покрытий при прохождении в грунтах различного фракционного состава.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ КОНСТРУКЦИЙ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ В КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТАХ
Воздействие на окружающий грунт Специальные защитные конструкции Комбинированные Грунт подсыпки Грунт засыпки
Рисунок 2 – Методы и средства инженерной защиты конструкций полимерных покрытий подземных газонефтепроводов в крупнообломочных грунтах
Оболочечные
Конструктивные
Оболочечные + конструктивные
Скальный лист
Обетонирование
Футеровочные обёрточные и реечные материалы
Туннелирование
Защитный кожух (футляр)
Защитные покрытия с переменной толщиной
Опоры под основание
Замена грунтов на мягкий мелкодисперсный
Дробление крупнообломочного грунта
Оболочечные + воздействие на
окружающий грунт
Конструктивные+ воздействие на окружающий грунт
Грунтовые модули
Мешки с песком
Полимерные опоры
Устройство перемычек (глина, мешки)
Балластозащитные устройства
Устройство дренажных систем
Термостабилизаторы
Воздействие на окружающий грунт + оболочечные + конструктивные
Выявлена необходимость в совершенствовании методов оценки контактных усилий, отсутствие которой приводит к типичным проблемам защиты конструкций изоляционных покрытий и высокому уровню их повреждаемости при прохождении подземных газонефтепроводов
В главе 2 представлены основные виды нагрузок, влияющие на вдавливающее усилие в основании подземного газонефтепровода. На основании проведенного анализа, выделен перечень нагрузок, непосредственно оказывающих влияние на контактно-механическое взаимодействие полимерных покрытий с грунтами различного фракционного состава (таблица 2).
Таблица 2 – Перечень основных нагрузок, влияющих на вдавливающее усилие в опорной части подземного газонефтепровода
в скальных и мёрзлых породах, сложенных
частицами каменистых, гравийно-галечниковых, щебенистых грунтов. В
указанных условиях весомым показателем качества конструкций полимерных
покрытий является твердость.
1.
2. 3. 4.
Собственный вес трубопровода, Н/м
Вес транспортируемого продукта (нефть, газ и т.д.), Н/м Собственный вес защитного покрытия трубопровода, Н/м Собственный вес грунта засыпки, Н/м
При наличии нескольких сосредоточенных или распределенных сил, в исследовании используется принцип независимости действия сил, предполагающий оценку каждой из воздействующий нагрузок и оценку результирующей силы.
В качестве основных нагрузок, влияющих на вдавливающее усилие в опорной части подземного газонефтепровода, необходимо учитывать собственный вес газонефтепровода, силу вертикального давления грунта, вес транспортируемого продукта, вес полимерного покрытия. В отдельных случаях учитывают воздействия при наезде транспорта с поверхности грунта, влияние грунтовых вод, в том числе, наличие балласто-защитных средств, предохраняющих газонефтепровод от камнепадов в горной местности.
Проведено исследование моделей основания подземных газонефтепроводов. Характер распределения возникающих контактных усилий по опорной поверхности является наиболее сложной задачей. Рассмотрены модели, получившие наибольшее распространение в практических расчетах:
– модели коэффициентов жесткости;
– модели упругого полупространства и упругого слоя;
– модели теории предельного равновесия (теории пластичности);
смешанные модели;
–
– модели дискретной (зернистой) среды.
Область применимости каждой модели оценивалась на основании
практического опыта и результатов экспериментов. Наиболее часто при решении конкретных задач при расчете оснований основная проблема состоит в выборе наиболее рационально отражающей модели взаимодействия подземного сооружения и основания. В целях оценки контактно-механических усилий при рассмотрении грунтов различного фракционного состава в основании подземных газонефтепроводов рекомендована модель дискретных (зернистых) сред, как
наиболее полно моделирующая среду.
Представлен анализ расчетных методов оценки силы давления грунта на подземный газонефтепровод. Альтернативой модели в задачах расчета нагрузки грунта засыпки при сооружении подземного трубопровода в грунтах различного фракционного состава, при условии отсутствия или незначительной деформации основания траншеи, выбрано решение Г.К. Клейна. Оно наиболее корректно и полно оценивает взаимодействие окружающего обломочного грунта и подземного трубопровода.
Решение по определению расчетной нагрузки от грунта засыпки по модели профессора Г.К. Клейна можно оценить по формуле:
GH = KтрγгрBHΨ, (1) где Kтр – коэффициент, учитывающий действие сил трения между засыпкой
и стенками трубы, в зависимости от категории грунтов и отношения H/B;
B и H – ширина и глубина транши соответственно, м;
γгр – удельный вес грунта засыпки, кН;
Ψ – поправочный коэффициент, учитывающий передачу всей нагрузки
грунта над газонефтепроводом и половину от грунта, находящегося над пазухами. На основании анализа моделей основания и анализа расчетных методов оценки силы давления грунта на трубопровод нами разработана расчетная смешанная модель грунтовой среды, включающая в себя как модель зернистой среды в основании, так и расчетную оценку грунта засыпки по модели профессора Г.К. Клейна (рисунок 3). Частицы в основании подземного газонефтепровода представляют собой дискретную среду, состоящую из сферических частиц. Разработанная модель наиболее полно отражает взаимодействие грунтовой
подсыпки при условии слабодеформированности грунтов основания.
Рисунок 3 – Расчетная модель грунтовой среды при прокладке в грунтах различного фракционного состава: а) расчетная модель при укладке в траншею с вертикальными стенками; б) расчетная модель при укладке в траншею с наклонными стенками; в) эпюра распределения нормальных напряжений по поверхности газонефтепровода
В рамках модели принимается, что осадка основания минимальна и равномерна по всей длине опорной поверхности; соблюдается равномерность опирания основания по ширине и на всем протяжении исследуемого участка; грунт в основании представлен обломочной зернистой средой в виде сфер и принимаются слабодеформированными телами; в верхней части свода, при засыпке дискретной средой, сыпучее тело рассматривается как однородная сплошная среда, способная воспринимать только сжимающие и сдвигающие усилия. В случае значительных отличий от указанных типов грунтов, значения характеристик грунтов следует принимать по данным инженерных изысканий с учетом прогнозирования их свойств в процессе эксплуатации.
Глава 3 посвящена моделированию вдавливающего усилия в опорной части подземного газонефтепровода. Проведено исследование условий опирания в случае различных грунтов основания. Сделан вывод, что при укладке подземного газонефтепровода на плоско спрофилированное основание из слабосжимаемых грунтов, которыми являются скальные и многолетнемёрлые грунты, угол опирания составляет порядка 30° независимо от диаметра газонефтепровода.
Установлена и формализована задача контактного взаимодействия газонефтепровода и крупнообломочного грунтового основания. В случае опирания трубопровода с полимерным покрытием на плоское основание без применения специальный защитных конструкций на грунты различного фракционного состава размер частиц должен обосновываться с учетом условий устойчивости подземного сооружения и условий прочности покрытия в контакте с грунтом. Сформированы
условия устойчивости и прочности полимерных покрытий при оценке контактно- механических усилий в основании.
Условия устойчивости основания трубопровода при равномерности гранулометрического состава измельчённой подсыпки:
1) максимальный размер частиц грунта в подсыпке при заданном угле опирания должен обеспечивать минимум две точки контакта с покрытием;
2) угол действия нормали силы опирания к частицам не должен превышать угол внутреннего трения φ грунта основания.
Угол внутреннего трения φ обломочного материала характеризует
максимальный угол приложения силы при котором нарушается устойчивость частиц в подсыпке, т.е. сопротивление частиц грунта сдвигу.
Эксплуатационные нагрузки не должны превышать испытательные критические нагрузки на полимерные покрытия. Сформулированы следующие условия прочности:
1) расчетное усилие сжатия частиц в основании не должно превышать усилия разрушения частиц при одноосном сжатии:
F0
Актуальность темы диссертации. В процессе освоения новых территорий
при сооружении и реконструкции подземных газонефтепроводов всё чаще
встречаются условия, когда местные грунты сложены многолетнемёрзлыми,
скальными грунтами или их обломками, отсутствует необходимое количество
мелкодисперсного заполнителя для подсыпки дна траншеи, а затраты на его
добычу и транспортировку несут значительные экономические траты, в том числе,
к увеличению сроков строительства. В таком случае возникает необходимость в
применении грунтов из классов скальных и мёрзлых как строительного материала.
Более 60 % территории Российской Федерации покрыты мёрзлыми грунтами.
К классу мерзлых грунтов относят грунты, обладающие наряду со структурными
связями немёрзлых грунтов криогенными связями (за счет льда). Выделяют три
подкласса – скальные мерзлые грунты, дисперсные мерзлые грунты и ледяны
грунты. Многолетнемёрзлым называют грунт, который находится в мерзлом
состоянии постоянно в течение трех и более лет.
Грунты с криогенными связями разделены на три подкласса:
– в которых присутствуют криогенные связи, но преобладают
кристаллизационные и/или цементационные структурные связи;
– с криогенными и физико-химическими (или криогенными и механическими)
структурными связями;
– ледяные грунты, структуры которых определяются криогенными связями.
К классу скальных грунтов относят грунты, у которых преобладают
химические структурные связи, образующие два основных типа структур,
выделенных в два подкласса — кристаллизационные и цементационные. Скальные
и полускальные породы в массиве могут находиться также в нарушенном, в
мерзлом состояниях или являться смесью разно прочных пород.
При использовании местного грунта различного фракционного состава,
обладающего высокой прочностью при одноосном сжатии, возникает проблема
оценки допустимого размера частиц грунта основания, обеспечивающего
безопасную и длительную эксплуатацию как самого газонефтепровода, так и
целостность его защитного покрытия от коррозии.
Под полимерными покрытиями понимается слой или система слоев веществ,
наносимых на поверхность металла с целью защиты от коррозии. Защитное
действие полимерных покрытий проявляется в снижении скорости коррозии и
зависит от материала, конструкции, типа, в том числе от его толщины и
механических характеристик. Со временем, защитное действие снижается, поэтому
длительное и стабильное функционирование механизма действия покрытий по
назначению – необходимое условие их эффективности.
Использование полимерных покрытий позволяет повысить ряд
эксплуатационных характеристик подземного трубопровода, таких как
износостойкость, ударопрочность, термостойкость, коррозионностойкость и ряд
других, в зависимости от функционального назначения используемого покрытия.
В рамках диссертационной работы исследуется силовое контактно-
механическое взаимодействие грунта основания различного фракционного состава
с полимерным покрытием подземного газонефтепровода, что является актуальным
как с научной, так и с практической точки зрения.
Знание закономерностей контактного взаимодействия грунтов основания с
полимерными материалами позволит эффективно использовать защитные свойства
материалов, создавать новые материалы, рационально их использовать в
технических конструкциях. В силу вышесказанного, разработка методики оценки
контактного взаимодействия полимерных покрытий подземных
газонефтепроводов с грунтами оснований является актуальным.
Соответствие паспорту заявленной специальности. Тема и содержание
диссертационной работы соответствуют формуле специальности 25.00.19 –
«Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ»: «разработка
и усовершенствование методов эксплуатации и технической диагностики
оборудования насосных и компрессорных станций, линейной части трубопроводов
и методов защиты их от коррозии.» (п. 6).
Степень разработанности темы. Исследованиям в области
прогнозирования изменения защитных свойств и долговечности полимерных
покрытий подземных газонефтепроводов уделялось особое внимание в работах
отечественных учёных Б.И. Борисова, В.И. Воронина, Н.П. Глазова В.И. Глазкова,
А.М. Зиневича, В.Г. Котика, В.Н. Протасова, В.В. Кравцова, И.И. Велиюлина, Г.М.
Мягковой, Ф.М. Мустафина, Н.П. Нечаева, А.И. Слуцкого, Н.Д. Томашова, В.Ф.
Храмихиной и др., а также зарубежных исследователей: A Kehr, M Mallozzi, David
G. Enos (США), Sankara Papavinasam, R. Winston Revie, Michael Attard (Канада),
Цао Чунан, Лю Гуйчан (КНР), Marcel Roche (Франция) и др. Однако, научные
подходы по оценке контактного воздействия грунта основания различного
фракционного состава на полимерные покрытия подземных трубопроводов в
зависимости от эксплуатационных нагрузок малочисленны и фрагментарны. В
связи с этим, очевидна необходимость исследования и разработки методов оценки
контактно-механического усилия, возникающего в основании подземных
трубопроводов при опирании на грунты различного фракционного состава.
Объект исследования, цели и задачи. Объектом исследования являются
полимерные покрытия подземных газонефтепроводов. Предметом исследования
являются усилия в основании подземного газонефтепровода при контакте его
полимерного покрытия с грунтами оснований.
Целью данной исследовательской работы является разработка методики
оценки параметров контактного взаимодействия полимерных покрытий подземных
газонефтепроводов с грунтами оснований для оценки допустимого размера частиц,
а также допустимого контактного усилия в полимерных покрытиях при прокладке
в грунтах различного фракционного состава.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие
задачи:
1. Анализ проблем эксплуатации полимерных покрытий в грунтах различного
фракционного состава и формализация задачи оценки параметров контактного
взаимодействия полимерных покрытий подземных газонефтепроводов и
обломочного грунтового основания.
2. Разработка модели и методики оценки параметров контактного
взаимодействия полимерных покрытий подземных газонефтепроводов с грунтами
оснований различного фракционного состава.
3. Разработка алгоритма выбора максимального размера частиц грунта
основания подземного газонефтепровода при различных параметрах грунтовых
оснований по контактной твердости.
4. Разработка рекомендаций по совершенствованию методов защиты
конструкций полимерных покрытий подземных газонефтепроводов от
механического воздействия грунтов основания.
Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:
1. Разработана модель и методика оценки параметров контактно-
механического взаимодействия полимерных покрытий подземных
газонефтепроводов с грунтами оснований различного фракционного состава,
позволяющая оценить максимально допустимый размер частиц грунта на дне
траншеи без подсыпки, допустимые, в соответствии с физико-механическими
характеристиками полимерного покрытия, усилия вдавливания в нижней
образующей газонефтепровода.
2. Установлены аналитические зависимости между максимальным размером
частиц грунта на дне траншеи без подсыпки, фактическими эксплуатационными
нагрузками в нижней образующей трубопровода в соответствии с возможными
схемами опирания и усилиями, возникающими в полимерных покрытиях
подземных газонефтепроводов.
Разработан алгоритм выбора максимально допустимого размера частиц грунта
основания подземного газонефтепровода при различных параметрах грунтовых
оснований по контактной твердости с целью оценки несущей способности
конструкций полимерных покрытий при контактно-механическом взаимодействии
с грунтами оснований.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая
значимость работы заключается в разработке научно обоснованного комплекса
теоретических положений, методических подходов и рекомендаций по оценке
контактных усилий в основании полимерных покрытий при прокладке в грунтах
различного фракционного состава.
Обоснован многофакторный подход к оценке максимальных размеров частиц
грунта подсыпки при прокладке участков подземных газонефтепроводов в
обломочных грунтах под действием эксплуатационных нагрузок.
Установлены условия прочности и устойчивости подземных
газонефтепроводов, позволяющие оценивать влияние максимального размера
грунта основания на контактное усилие в зависимости от выбранного размера
траншеи, диаметра и толщины стенки газонефтепровода, грунта засыпки,
транспортируемого продукта и других эксплуатационных нагрузок.
Материалы диссертации могут быть использованы при организации
реального и учебного процессов при сооружении и реконструкции подземных
газонефтепроводов при оценке максимального размера обломочного грунта
основания в зависимости от прочностных показателей конструкций полимерных
покрытий.
Практическая ценность диссертации состоит в том, что полученные в работе
результаты позволяют:
– использовать предложенную расчетную модель грунтовой среды в условиях
наличия скальных частиц в основании подземного газонефтепровода с целью
оценки контактных усилий с различными параметрами траншеи, трубопровода, в
том числе, с учетом физико-механических характеристик применяемых
материалов и эксплуатационных нагрузок;
– использовать представленные аналитические зависимости при выборе
максимально допустимого размера обломочных частиц основания при соблюдении
условий устойчивости и прочности;
– использовать алгоритм выбора максимального размера частиц грунта
основания подземного газонефтепровода при различных параметрах грунтовых
оснований по контактной твердости;
– оценивать требуемую твердость поверхности конструкций изоляционных
покрытий с полимерным внешним слоем инструментальным методом Шора по
шкалам типа A и D.
Инновационная составляющая предложенного в настоящей работе подхода
заключается в том, что представленная расчетная модель грунтовой среды
подземного газонефтепровода позволяет определять максимальный размер
фракций грунта подсыпки в зависимости от функциональных параметров
применяемых на трубе полимерных покрытий.
Представленные решения могут быть применены при оценке контактных
нагрузок в основании к цилиндрическим подземным объектам, а также к
подземным трубопроводам из альтернативных материалов, не поддающихся
активному разрушению процессом коррозии, но находящихся под действием
контактных механических нагрузок.
Методы и средства исследований. Методологическая основа диссертации
включает в себя анализ работ отечественных и зарубежных авторов, а также
нормативно-технической документации в области защиты от коррозии,
исследования механического взаимодействия защитных материалов и грунтов.
Поставленные в исследовательской работе задачи решаются на основании метода
системного анализа, моделирования при использовании основных положений
механики зернистых (дискретных) сред, теории оболочек, теории упругости и
формализации задачи контактного взаимодействия газонефтепровода и грунтового
основания.
При решении поставленных задач численными методами и обработкой
информации применялась программа для работы с электронными таблицами,
созданная корпорацией Microsoft для Microsoft Windows – Microsoft Excel «MS
Excel», а также российская система трехмерного проектирования «КОМПАС 3D»
с целью визуализации представленных решений.
Положения, выносимые на защиту:
1. Расчетная модель грунтовой среды, позволяющая решить многофакторную
задачу оценки параметров контактно-механического взаимодействия полимерных
покрытий подземных газонефтепроводов с грунтами оснований различного
фракционного состава.
2. Аналитические зависимости, позволяющие оценить максимально
допустимый размер грунта основания без подсыпки и усилия вдавливания в
основании покрытия от эксплуатационных нагрузок.
3. Методика оценки стойкости полимерных покрытий к механическим
воздействиям с учетом физико-механических характеристик применяемых
материалов инструментальным методом Шора.
4. Алгоритм выбора максимально допустимого размера частиц грунта
основания подземного газонефтепровода при различных параметрах грунтовых
оснований по контактной твердости.
Степень достоверности и апробация результатов. Результаты
исследования согласуются с международными нормами в области защиты
подземных трубопроводов от коррозии по показателю требуемой твердости.
Научные результаты выполненной работы обладают высокой степенью
достоверности, что обеспечивается глубиной исследования концепций,
лидирующих отечественных и зарубежных научных групп изучаемой области:
защиты от коррозии, строительной механики грунтов, теории упругости и
механики контактного взаимодействия упругих тел.
Результаты оформлены в виде рецензируемых научных статей, получивших
оценку специалистов в области защиты от коррозии, механики грунтов, технологий
сооружения и ремонта подземных газонефтепроводов.
Основные положения и результаты исследований докладывались и
обсуждались на 71-ой Международной молодежной научной конференции “Нефть
и газ – 2017», Москва, 18-20 апреля 2017 г.; XII Всероссийской конференции
молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой
промышленности» (газ, нефть, энергетика)», Москва, 24-27 октября 2017 г.; XII
Всероссийской научно-технической конференций «Актуальные проблемы
развития нефтегазового комплекса России», Москва, 12-14 февраля 2018 г.; XIII
Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые
технологии в газовой промышленности (газ, нефть, энергетика)», Москва, 22-25
октября 2019 г.; Международная научно-практическая конференция молодых
ученых и специалистов «Технологии будущего нефтегазодобывающих регионов»
(РАН), Нижневартовск, 19 февраля 2020 г.; Всероссийская научно-практическая
конференция студентов и молодых ученых «Современные тенденции развития
химической технологии, промышленной экологии и техносферной безопасности»,
Санкт-Петербург, 9-10 апреля 2020 г.; Международная научно-практическая
конференция молодых ученых и специалистов «Технологии будущего
нефтегазодобывающих регионов» (РАН), Ханты-Мансийск, 22-24 марта 2021 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ,
в том числе, 4 статьи – в ведущих рецензируемых научных журнал,
рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской
Федерации.
Публикации автора в научных журналах
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (20 отзывов)
4.6 (522 отзыва)
4.8 (211 отзывов)
4.8 (105 отзывов)
5 (21 отзыв)
5 (1241 отзыв)
5 (145 отзывов)
4.8 (40 отзывов)
5 (174 отзыва)
