Анализ напряженно-деформированного состояния нефтегазопроводов при капитальном ремонте (замена изоляции) с целью определения оптимальных технологических параметров

В процессе работы были рассмотрены краткая географическая характеристика района проведения работ, схема капитального ремонта по замене изоляции в траншеи газо–нефтепроводов, разновидность применяемых изоляционных материалов, земляные работы по вскрытию и укладке магистрального трубопровода, работы по очистке и осушке поверхности трубопровода, технология нанесения изоляционных материалов и контроль качества их нанесения. В результате работы было проведено моделирование процесса проведения капитального ремонта по замене изоляции с целью определения оптимальных показателей максимально допустимых длин подкопанных участков газо–нефтепроводов в зависимости от их диаметра.

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………………. 21
1 Обзор литературы ……………………………………………………………………………………………………………… 26
1.1. Капитальный ремонт на магистральных газо – нефтепроводах ………………………………………………… 26
1.2. Виды ремонта, применяемые на магистральных трубопроводах ………………………………………………. 28
1.3. Методы, используемые для ремонта линейной части МТ ………………………………………………………… 30
1.3.1 Ремонт в траншее с подкопкой МТ ……………………………………………………………………………………….. 30
1.3.2 Ремонт с подъемом и кладкой МТ на берме траншеи …………………………………………………………… 31
1.3.3 Ремонт с подъемом и укладкой МТ на берме траншеи (с вырезкой трубопровода) …………………. 32
1.3.4 Ремонт МТ с подъемом и укладкой на лежки в траншее ………………………………………………………… 33
2. Технологическая часть ……………………………………………………………………………………………………………… 35
2.1 Краткая характеристика района……………………………………………………………………………………………. 35
2.1.1 Географическая характеристика и геоморфологические условия …………………………………………. 35
2.1.2 Инженерно-геологические условия …………………………………………………………………………………….. 36
2.1.3 Климат……………………………………………………………………………………………………………………………….. 38
2.1.4 Сейсмичность …………………………………………………………………………………………………………………….. 40
2.2 Схема капитального ремонта по замене изоляции в траншеи ………………………………………………… 40
2.3 Разновидность изоляционных материалов ……………………………………………………………………………….. 41
2.3.1 Битумные покрытия ……………………………………………………………………………………………………………. 45
2.3.2 Полимерные покрытия ……………………………………………………………………………………………………….. 46
2.3.3 Оберточные рулонные материалы ………………………………………………………………………………………. 48
2.3.4 Эпоксидные покрытия ………………………………………………………………………………………………………… 49
2.3.5 Эмаль-этинолевое покрытие ……………………………………………………………………………………………….. 50
2.3.6 Стеклоэмалевые покрытия ………………………………………………………………………………………………….. 51
2.4 Работы по вскрытию трубопровода ……………………………………………………………………………………… 52
2.5 Очистка поверхности газо – нефтепровода от дефектной изоляции ……………………………………… 55
2.6 Осушка наружной поверхности газо – нефтепровода ……………………………………………………………. 56
2.7 Технология нанесения изоляционного покрытия …………………………………………………………………. 59
2.8 Укладочные работы …………………………………………………………………………………………………………….. 69
2.9 Балластировка газо-нефтепровода ………………………………………………………………………………………. 70
2.10 Контроль качества ремонтных работ и материалов ……………………………………………………………… 70
2.10.1 Контроль качества изоляционных работ ……………………………………………………………………………… 70
2.10.2 Контроль качества изоляционных материалов…………………………………………………………………. 72
2.10.3 Контроль качества при нанесении защитных покрытий. ………………………………………………………. 73
2.11 Электрохимическая защита ……………………………………………………………………………………………….. 74
Вывод по главе 2 ………………………………………………………………………………………………………………………….. 79
3. Расчет надземного перехода трубопровода ………………………………………………………………………………… 80
3.1 Расчет напряжено-деформированного состояния магистрального газопровода «Нижневартовск –
Парабель – Кузбасс» …………………………………………………………………………………………………………………….. 80
3.1.1 Определение допускаемого пролета между земляными перемычками ……………………………………. 81
3.1.2 Проверка на продольную устойчивость магистрального газопровода …………………………………….. 82
3.1.3 Проверка на прочность магистрального газопровода …………………………………………………………….. 84
3.1.4 Проверка на недопустимость пластических деформаций магистрального газопровода …………… 85
3.2 Расчет напряжено-деформированного состояния магистрального нефтепровода ………………………. 87
3.2.1 Определение допускаемого пролета между земляными перемычками ……………………………………. 88
3.2.2 Проверка на продольную устойчивость магистрального нефтепровода ………………………………….. 89
3.2.3 Проверка на прочность магистрального нефтепровода ………………………………………………………….. 90
3.2.4 Проверка на недопустимость пластических деформаций магистрального нефтепровода ………… 92
3.3 Моделирование процесса в среде ANSYS ………………………………………………………………………………… 93
3.3.1 Анализ напряженно-деформированного состояния при разработке грунта под газо –
нефтепроводами. ………………………………………………………………………………………………………………………….. 93
3.3.2 Анализ напряженно – деформированного состояния газо – нефтепроводов при капитальном
ремонте по замене изоляции. ………………………………………………………………………………………………………. 101
Вывод по главе 3 ………………………………………………………………………………………………………………………… 105
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение …………………………….. 106
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………………………………………………………. 106
4.1.1 Потенциальные потребители ………………………………………………………………………………………………. 106
4.1.2 Swot- анализ ……………………………………………………………………………………………………………………….. 107
4.2 Планирование научно-исследовательской работы ………………………………………………………………….. 109
4.2.1 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………………………………………………… 109
4.2.2 Инициация проекта …………………………………………………………………………………………………………….. 111
4.2.3 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………………………………………….. 112
4.2.4 Бюджет научно-технического исследования ………………………………………………………………………… 113
Вывод по главе 4 ………………………………………………………………………………………………………………………… 124
5. Социальная ответственность……………………………………………………………………………………………………. 125
5.1 Производственная безопасность …………………………………………………………………………………………….. 125
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой произведённой среды …………………….. 126
5.1.1.1 Чрезмерное загрязнение воздушной среды в зоне дыхания ……………………………………………….. 126
5.1.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны ……………………………………………………………………… 128
5.1.1.3 Повреждения в результате контакта с животными, насекомыми, пресмыкающимися…………. 129
5.1.2 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой произведённой среды ……………………. 129
5.1.2.1 Падение с высоты …………………………………………………………………………………………………………….. 129
5.1.2.2 Воспламенение газовоздушной среды, взрыв, пожар…………………………………………………………. 130
5.1.2.3 Действие сила тяжести в тех случаях, когда оно может вызвать падение твердых, сыпучих,
объектов на работающий персонал ……………………………………………………………………………………………… 131
5.1.2.4 Высокое напряжение………………………………………………………………………………………………………… 132
5.1.2.5 Движущиеся машины и механизмы производственного оборудования ………………………………. 133
5.1.2.6 Оборудование и трубопроводы, работающие под давлением …………………………………………….. 134
5.2 Экологическая безопасность ………………………………………………………………………………………………….. 135
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………………………………………….. 138
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………………………………. 139
Выводы:……………………………………………………………………………………………………………………………………… 144
Список источников и литературы ……………………………………………………………………………………………….. 145
Список публикаций студента ………………………………………………………………………………………………………. 149
Приложение А ……………………………………………………………………………………………………………………………. 150