Производство земляных работ при сооружении наземного трубопровода диаметром 1020 мм в условиях вечной мерзлоты

Содержание

Введение

Глава 1. Общая часть

1.1. Современное состояние и перспективы развития нефтегазотранспортной сети в арктических регионах РФ

1.2. Нормативное регулирование строительства в условиях вечной мерзлоты согласно требованиям Минстроя и Ростехнадзора

1.3. Особенности теплового и механического взаимодействия наземных трубопроводов большого диаметра с мерзлыми грунтами основания

Глава 2. Технологическая часть

2.1. Инженерно-геологическая характеристика районов залегания многолетнемерзлых пород и их классификация по просадочности

2.2. Технико-экономическая оценка существующих методов подготовки траншей и возведения насыпей

2.3. Анализ производственного травматизма и требований промышленной безопасности при эксплуатации строительной техники в экстремальных условиях

Глава 3. Рассчетная часть

3.1. Методика прецизионной отсыпки и послойного уплотнения грунтовых призм для трубопровода диаметром 1020 мм

3.2. Обоснование применения геосинтетических и теплоизоляционных материалов в конструкциях земляного полотна

3.3. Организация геодезического мониторинга за деформациями основания в процессе строительства и первичной эксплуатации

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Производство земляных работ при сооружении наземного трубопровода диаметром 1020 мм в условиях вечной мерзлоты

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегическим курсом Российской Федерации на освоение углеводородных ресурсов арктической зоны и развитие магистральной инфраструктуры нефтегазотранспортной системы в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. По данным Минэнерго России, свыше 65% перспективных запасов природного газа и около 40% нефти приходится на территории криолитозоны, что требует создания принципиально новых технологических решений в области строительства трубопроводов большого диаметра. Наземная прокладка газонефтепроводов диаметром 1020 мм является предпочтительной схемой в условиях вечной мерзлоты, поскольку минимизирует риски термомеханического взаимодействия с грунтами основания и обеспечивает технологическую доступность при эксплуатации и ремонте [1, c. 24].

Степень разработанности проблемы характеризуется наличием обширного массива научно-технических исследований ведущих российских специализированных организаций. Институтом нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, ИПКОН РАН, ВНИИСТ разработаны методические основы расчета теплового режима и устойчивости криогенных оснований. Вместе с тем, вопросы оптимизации технологии земляных работ при возведении насыпей под наземные трубопроводы сверхбольшого диаметра в специфических мерзлотно-грунтовых условиях остаются предметом научной дискуссии и требуют дополнительной проработки применительно к конкретным геокриологическим условиям арктических месторождений.

Цель курсовой работы – разработка технологических решений по производству земляных работ при сооружении наземного трубопровода диаметром 1020 мм в условиях вечной мерзлоты с обеспечением требований промышленной безопасности и минимизацией негативного воздействия на криогенные ландшафты.

Задачи исследования:

• проанализировать современное состояние нефтегазотранспортной инфраструктуры в арктических регионах и нормативную базу строительства в криолитозоне;
• изучить особенности теплового и механического взаимодействия наземных трубопроводов с многолетнемерзлыми породами;
• выполнить инженерно-геологическую оценку районов залегания вечной мерзлоты и технико-экономическое сравнение методов подготовки оснований;
• разработать технологию прецизионной отсыпки и уплотнения грунтовых призм с применением геосинтетических материалов;
• обосновать систему геодезического мониторинга деформаций основания трубопровода.

Объект исследования – наземный магистральный газопровод диаметром 1020 мм, проектируемый в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород на территории Ямало-Ненецкого автономного округа.

Предмет исследования – технологические процессы производства земляных работ при возведении грунтовых призм и насыпей под наземный трубопровод в криогенных условиях.

Методологическая база включает теоретические положения геокриологии, механики мерзлых грунтов, термодинамики криогенных систем; расчетно-аналитические методы оценки теплового режима и несущей способности оснований; нормативно-техническую базу Ростехнадзора, Минстроя России, включая СП 25.13330.2020, СП 36.13330.2012, ФНП «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности».

Научная новизна заключается в адаптации методики послойного уплотнения насыпных грунтов к специфике криогенных оснований с учетом температурного режима и влажности мерзлых пород.

Практическая значимость состоит в разработке конкретных технологических рекомендаций по производству земляных работ, применимых при строительстве арктических газопроводов ПАО «Газпром» и ПАО «НОВАТЭК».

Структура работы: введение, три главы, заключение, список использованной литературы из 28 источников.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Современное состояние и перспективы развития нефтегазотранспортной сети в арктических регионах РФ

Арктическая зона Российской Федерации занимает около 9 млн км² и содержит, по оценкам Роснедр, более 80 трлн м³ природного газа и 17 млрд тонн нефти, что составляет основу энергетической безопасности страны на долгосрочную перспективу до 2050 года. Начало промышленного освоения арктических углеводородных ресурсов относится к 1960-м годам, когда были открыты гигантские газовые месторождения Западной Сибири – Уренгойское, Ямбургское, Медвежье. Строительство магистральных газопроводов большого диаметра в условиях вечной мерзлоты потребовало создания специализированной научно-технической базы и адаптации зарубежного опыта к отечественным мерзлотно-грунтовым условиям [2, c. 56].

Современная нефтегазотранспортная система арктических регионов представлена несколькими крупными коридорами. Западно-Сибирский транспортный узел включает газопроводы «Уренгой – Помары – Ужгород», «Ямбург – Западная граница», «Бованенково – Ухта» диаметром от 1220 до 1420 мм, общей протяженностью свыше 12 тыс. км. Восточно-Сибирское направление формируется газопроводной системой «Сила Сибири» с отводами на Чаяндинское и Ковыктинское месторождения. Арктическое побережье обслуживается нефтепроводами системы транснациональной компании «Транснефть», обеспечивающими экспорт нефти через терминалы в Мурманске и на мысе Каменный [3, c. 102].

Перспективы развития отрасли определены «Стратегией развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года», утвержденной Указом Президента РФ от 26.10.2020 № 645. Документ предусматривает ввод в эксплуатацию Харампурского, Крузенштернского, Ленинградского газоконденсатных месторождений, а также освоение шельфовых месторождений Карского и Баренцева морей. Для транспортировки продукции планируется строительство магистральных газопроводов диаметром 1020–1220 мм общей протяженностью около 4,5 тыс. км, проходящих преимущественно в зоне сплошной и прерывистой вечной мерзлоты с температурой пород от -1 до -10°С [4, c. 17].

Технологические особенности прокладки трубопроводов в крио

…