L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Способ прокладки трубопроводов в сейсмических районах
| Название | Способ прокладки трубопроводов в сейсмических районах |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Мустафин Фаниль Мухаметович, Шаммазов Айрат Мингазович, Гаскаров Артур Ильгизович,Наваретте Дуэньас Джони Хавиер,Ромеро Альмейда Диего Себастьян, Веселов Дмитрий Николаевич, Спектор Юрий Иосифович |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2447348 |
| Дата регистрации | 10 апреля 2012г. |
| Правообладатель | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" |
| Область применения (класс МПК) | F 16 L 1/00 |
Описание изобретения
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использована при сооружении трубопроводов в сейсмических районах.
В практике трубопроводного строительства используются различные способы и конструктивные решения по прокладке трубопроводов в сейсмических районах. Широко применяется способ прокладки трубопроводов над поверхностью земли на свободно-подвижных опорах. Данный способ прокладки наиболее эффективен при пересечении трассой трубопровода активных тектонических разломов. К недостаткам способа относятся высокая металлоемкость и необходимость установки демпфирующих элементов.
Прототипом изобретения является способ прокладки трубопровода в сейсмических районах (Ф.М. Мустафин, Л.И. Быков, Г.Г. Васильев, А.Г. Гумеров и др. – Технология сооружения газонефтепроводов. Под ред. Г.Г. Васильева. Т. 1: Учебник. – Уфа: Нефтегазовое дело, 2007. – 632 с.), включающий подземную прокладку трубопровода с разработкой траншеи с пологими откосами (уклон 1:2), устройством подсыпки из мягкого грунта толщиной не менее 200 мм, засыпкой трубопровода измельченным, несвязным грунтом (крупнозернистым песком, торфом).
Недостатком прототипа является то, что мелкий песок и торф смывается из траншеи потоками воды от ливневых дождей и весеннего паводка. Это в конечном итоге приводит к ухудшению компенсационного и демпфирующего свойств данного способа прокладки.
Задачей изобретения является компенсация поперечных и продольных нагрузок на трубопровод и демпфирование колебаний трубопровода при сейсмическом воздействии на него, повышение надежности трубопроводов, прокладываемых в сейсмических районах.
Указанная задача решается тем, что при способе прокладки трубопровода в сейсмических районах, включающем разработку траншеи с пологими откосами, прокладку трубопровода и его засыпку, согласно изобретению, при прокладке трубопровода используют упругопластичные или упругодеформируемые элементы с шагом L от 0 до 10 метров. Кроме того трубопровод дополнительно защищают скальным листом. Также упругопластичные элементы могут укладывать под трубопровод, при этом трубопровод защищают скальным листом. Для засыпки траншеи используют щебень с зернами размером 10-50 мм.
Упругопластичные элементы представляют собой мешки или емкости различной геометрической формы с габаритными размерами (0,2-1,5 м) х (0,4-3,0 м) (в зависимости от диаметра трубопровода и района строительства), заполненные стружкой непрессованных стекловолокнистых материалов или пенопропиленовых, поролоновых и других упругопластичных материалов, песком или торфом. Упругодеформируемые элементы представляют собой резинотканевые (полимерные, металлокордовые и другие) материалы, в качестве которых могут быть использованы, например, утилизированные автопокрышки.
На фиг. 1 представлено поперечное сечение траншеи с упругопластичными элементами, на фиг. 2 представлен продольный разрез траншеи с упругодеформируемыми элементами, на фиг. 3 представлен поперечный разрез траншеи с упругодеформируемыми элементами, на фиг. 4 представлен продольный разрез траншеи при прокладке на уклоне, на фиг. 5 представлен поперечный разрез траншеи при прокладке на уклоне.
1 – трубопровод, 2 – скальный лист, 3 – упругопластичный элемент, 4 – упругодеформируемый элемент, 5 – грунт засыпки (щебень).
Способ прокладки трубопроводов в сейсмических районах заключается в следующем. В широкую траншею с пологими откосами укладывают трубопровод 1. При этом на внешнюю поверхность трубопровода могут устанавливаться упругодеформируемые элементы 4. Упругодеформируемые элементы могут устанавливаться вплотную друг к другу по всей длине трубопровода или с шагом L. В случае установки упругодеформируемых элементов с шагом L для исключения повреждения стенки трубы и изоляции трубы от грунта засыпки дополнительно предусматривается установка на внешнюю поверхность трубопровода скального листа 2. Также для исключения контакта трубопровода со стенкой и дном траншеи и грунтом засыпки трубопровод может обкладываться со всех сторон упругопластичными элементами 3. В случае прокладки трубопровода на склоновых участках уклоном более 5° упругопластичные элементы 3 укладывают только под трубопровод. При этом для исключения повреждения стенки трубы и изоляции трубы от грунта засыпки дополнительно предусматривается установка на внешнюю поверхность трубопровода скального листа 2. Далее производят засыпку траншеи щебнем 5. При сейсмической активности за счет свойств упругопластичных и упругодеформируемых элементов происходит компенсация сил, действующих на трубопровод, и демпфирование колебаний трубопровода. В связи с этим и с отсутствием в траншее легкоразмываемых водой грунтов (мелкий песок, торф) происходит существенное повышение надежности трубопровода по сравнению с прототипом.
На фиг. 1, 3, 5 величина B может достигать 4 метров, величина угла y находится в пределах 30-35°. На фиг. 2 величина L может достигать 10 метров. На фиг. 4 величина угла х более 5°. Величины B, y, L, x определяются в зависимости от геометрических и прочностных характеристик трубопроводов, конкретных условий прокладки.
Упругопластичные и упругодеформируемые элементы предлагаемой конструкции обладают достаточной прочностью для сопротивления действию грунта засыпки и достаточной пластичностью для свободного перемещения трубопровода во время сейсмической активности.
Благодаря отсутствию защемления трубопровода грунтом и возможности свободного перемещения и деформирования трубопровода при сейсмической активности происходит существенное уменьшение механических напряжений в стенке трубы. Благодаря отсутствию в траншее легкоразмываемых водой грунтов (мелкий песок, торф) обеспечивается стабильность компенсирующих и демпфирующих свойств данного способа прокладки. Как следствие, происходит повышение надежности данного участка трубопровода.
Медаль Альфреда Нобеля