Сооружение участка газопровода диаметром 1020 мм в многолетнемерзлых грунтах

Содержание

Введение

Глава 1. Геолого-технические условия сооружения газотранспортных систем в Арктической зоне РФ

1.1. Нормативно-правовое регулирование строительства объектов нефтегазового комплекса в условиях криолитозоны

1.2. Физико-географическая и геотехническая характеристика Воркутинского района освоения

1.3. Свойства трубных сталей повышенной хладостойкости и эксплуатационные требования к сталям марки 14Г2САФ

Глава 2. Анализ взаимодействия газопровода большого диаметра с многолетнемерзлыми вмещающими грунтами

2.1. Оценка влияния теплового воздействия транспортируемого газа на криогенную структуру суглинков

2.2. Расчет устойчивости и напряженно-деформированного состояния линейной части при давлении 8,5 МПа

2.3. Мониторинг опасных геологических процессов на трассах северных газопроводов по методикам ПАО «Газпром»

Глава 3. Технологические решения по строительству и обеспечению надежности газопровода

3.1. Организация сварочно-монтажного цикла при использовании труб диаметром 1020 мм в заводской изоляции

3.2. Инженерная защита трубопровода от морозного пучения и термокарста в суглинистых грунтах

3.3. Мероприятия по промышленной безопасности и экологический контроль при производстве работ в зоне Воркуты

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Сооружение участка газопровода диаметром 1020 мм в многолетнемерзлых грунтах

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегическим значением развития газотранспортной инфраструктуры в Арктической зоне Российской Федерации, где сосредоточены крупнейшие разведанные запасы природного газа. Воркутинский район представляет собой территорию с экстремальными природно-климатическими условиями, характеризующуюся широким распространением многолетнемерзлых грунтов, что предъявляет повышенные требования к проектированию и строительству магистральных газопроводов большого диаметра. Применение труб диаметром 1020 мм с рабочим давлением 8,5 МПа в условиях криолитозоны требует комплексного подхода к обеспечению устойчивости и долговечности линейной части, учета особенностей взаимодействия нагретого транспортируемого газа с мерзлыми суглинистыми вмещающими породами [3, c. 47].

Степень разработанности проблемы в отечественной научной литературе достаточно высока: фундаментальные исследования в области строительства трубопроводных систем на многолетнемерзлых грунтах проведены специалистами РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, Научно-исследовательского института транспорта нефти и нефтепродуктов, профильных подразделений ПАО «Газпром». Вместе с тем, применение высокопрочных хладостойких сталей типа 14Г2САФ в заводской изоляции при экстремальных параметрах давления в условиях суглинков Воркутинского района требует дополнительной технологической проработки с учетом современных нормативных требований и накопленного производственного опыта северного трубопроводного строительства.

Цель курсовой работы заключается в разработке комплекса технологических решений по сооружению участка магистрального газопровода диаметром 1020 мм с рабочим давлением 8,5 МПа в условиях многолетнемерзлых суглинистых грунтов Воркутинского района.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать нормативно-правовую базу строительства газопроводов в криолитозоне и физико-географические условия района работ;
• оценить влияние теплового воздействия транспортируемого газа на криогенную структуру вмещающих суглинков;
• выполнить расчет напряженно-деформированного состояния линейной части при заданных параметрах давления;
• разработать организационно-технологические решения по монтажу труб в заводской изоляции;
• обосновать комплекс мероприятий по инженерной защите газопровода от опасных геологических процессов.

Объектом исследования является участок магистрального газопровода диаметром 1020 мм из стали 14Г2САФ с толщиной стенки 16 мм, сооружаемый в многолетнемерзлых суглинках Воркутинского района. Предметом исследования выступают технологические процессы строительства и обеспечения надежности газопровода в условиях криолитозоны.

Методологическая база работы включает теоретические положения механики грунтов и сопротивления материалов, нормативные методики расчета трубопроводов на прочность и устойчивость согласно СП 36.13330.2012, СНиП 2.05.06-85*, ВСН 005-88, Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности опасных производственных объектов магистрального трубопроводного транспорта. Научная новизна заключается в адаптации типовых технологических решений к специфическим условиям сооружения газопровода высокого давления в суглинистых криогенных грунтах с учетом применения современных хладостойких сталей. Теоретическая значимость состоит в систематизации подходов к обеспечению устойчивости трубопроводных систем в криолитозоне, практическая – в разработке конкретных инженерно-технических решений, применимых при реализации проектов ПАО «Газпром» в Арктической зоне.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. Первая глава посвящена анализу геолого-технических условий сооружения газотранспортных систем в Арктической зоне, вторая – оценке взаимодействия газопровода с многолетнемерзлыми грунтами, третья – технологическим решениям по строительству и обеспечению надежности объекта.

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СООРУЖЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РФ

1.1. Нормативно-правовое регулирование строительства объектов нефтегазового комплекса в условиях криолитозоны

Развитие газотранспортной инфраструктуры в Арктической зоне Российской Федерации регламентируется комплексом нормативно-правовых и нормативно-технических документов федерального и отраслевого уровня, обеспечивающих промышленную безопасность и экологическую устойчивость объектов магистрального трубопроводного транспорта. Основополагающим законодательным актом является Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», устанавливающий обязательные требования к проектированию, строительству и эксплуатации магистральных газопроводов как объектов I класса опасности [1, c. 15]. Закон определяет необходимость экспертизы промышленной безопасности проектной документации, обязательность производственного контроля и страхования ответственности за причинение вреда в результате аварий на опасных производственных объектах.

Специфика строительства трубопроводных систем в условиях многолетнемерзлых грунтов отражена в Федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов», утвержденных приказом Ростехнадзора от 06.11.2013 № 520, которые устанавливают порядок проведения технического диагностирования, требования к системам противоаварийной автоматической защиты, нормы допустимых дефектов сварных соединений и толщины стенок труб с учетом коррозионного износа [4, c. 89]. Документ предписывает применение сталей с повышенной хладостойкостью и ударной вязкостью при температурах ниже минус 40 градусов Цельсия, что критично для районов Крайнего Севера.

Проектирование магистральных газопроводов осуществляется в соответствии с положениями СП 36.13330.2012 «Магистральные трубоп

…