Технология прокладки магистрального газопровода по территории распространения многолетнемерзлых грунтов

Содержание

Введение

Глава 1. Научно-теоретические основы сооружения магистральных трубопроводов на вечномерзлых грунтах

1.1. Государственная стратегия освоения Арктической зоны РФ и развитие газотранспортной сети

1.2. Влияние климатических факторов и геоморфологии района работ на технологию строительства

1.3. Правовое регулирование и роль Роснедр в геологическом обеспечении объектов транспорта газа

Глава 2. Исследование производственно-технических показателей строительства в условиях мерзлоты

2.1. Сравнительная характеристика подземной и надземной прокладки в различных геокриологических условиях

2.2. Анализ причин деформаций газопроводов, вызванных термоэрозией и морозным пучением

2.3. Технический аудит применяемых материалов и оборудования в условиях экстремально низких температур

Глава 3. Совершенствование технологии прокладки и эксплуатации газопровода в криолитозоне

3.1. Проектирование систем активной и пассивной термостабилизации оснований опор и траншей

3.2. Моделирование напряженно-деформированного состояния участка газопровода при оттаивании грунтов

3.3. Эколого-экономическая эффективность внедрения инновационных методов защиты линейной части

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Технология прокладки магистрального газопровода по территории распространения многолетнемерзлых грунтов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегическим курсом Российской Федерации на освоение углеводородных ресурсов Арктической зоны и развитие газотранспортной инфраструктуры в районах Крайнего Севера. По оценкам Роснедра, более 60% разведанных запасов природного газа России сосредоточено в пределах криолитозоны, где распространены многолетнемерзлые грунты различной мощности и температурного режима. Строительство магистральных газопроводов в этих условиях сопряжено с комплексом инженерно-геокриологических проблем, включающих термоэрозионные процессы, морозное пучение, деградацию вечной мерзлоты под воздействием тепла транспортируемого газа и изменения климата [1, c. 15].

Степень разработанности проблемы в отечественной научной литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований ВНИИГАЗ, ИПНГ РАН, СПбГУ и РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. Вместе с тем, современные технологии термостабилизации оснований, новые конструкционные материалы и методы численного моделирования теплового взаимодействия трубопровода с мерзлыми грунтами требуют дальнейшего научно-технического обоснования и адаптации к конкретным геокриологическим условиям северных регионов. Существующие нормативные документы СП 36.13330.2012 и СТО Газпром 2-3.1-051-2006 устанавливают общие требования, однако специфика каждого участка трассы диктует необходимость индивидуального проектного подхода [4, c. 28].

Цель курсовой работы – исследование технологии прокладки магистрального газопровода по территории распространения многолетнемерзлых грунтов и разработка рекомендаций по совершенствованию методов строительства и эксплуатации в криолитозоне.

Задачи курсовой работы:

• изучить государственную стратегию освоения Арктической зоны РФ и роль газотранспортной инфраструктуры в развитии региона;
• проанализировать влияние геокриологических и климатических факторов на технологию строительства трубопроводов;
• провести сравнительную оценку подземной и надземной прокладки газопроводов в различных мерзлотных условиях;
• исследовать причины деформаций линейной части, связанных с термоэрозией и морозным пучением грунтов;
• разработать технические решения по термостабилизации оснований и защите газопровода от криогенных деформаций.

Объект исследования – магистральный газопровод «Бованенково-Ухта» диаметром 1420 мм, проходящий по территории Ямало-Ненецкого автономного округа в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых грунтов.

Предмет исследования – технология сооружения и эксплуатации газонефтепроводов в условиях криолитозоны.

Методологическая база включает теоретические основы геокриологии, мерзлотоведения и механики грунтов; расчетные методы оценки теплового взаимодействия трубопровода с мерзлым основанием; положения нормативно-технической документации СП 25.13330.2020, СП 36.13330.2012, ВСН 012-88; производственные данные ПАО «Газпром» по эксплуатации северных газопроводов. Научная новизна работы заключается в комплексном анализе современных технологий термостабилизации и разработке рекомендаций по их применению для конкретных геокриологических условий Ямала. Теоретическая значимость состоит в систематизации отечественного опыта строительства газопроводов на вечной мерзлоте. Практическая значимость определяется возможностью использования разработанных рекомендаций при проектировании новых участков газотранспортной системы в Арктике.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.

ГЛАВА 1. НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СООРУЖЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

1.1. Государственная стратегия освоения Арктической зоны РФ и развитие газотранспортной сети

Освоение Арктической зоны Российской Федерации представляет собой приоритетное направление государственной политики в области развития топливно-энергетического комплекса и укрепления национальной энергетической безопасности. Согласно Указу Президента РФ от 05.03.2020 № 164 «Об Основах государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года», одной из ключевых задач является создание современной инфраструктуры для добычи и транспортировки углеводородного сырья из северных регионов страны. Минприроды России совместно с Роснедра координируют геологоразведочные работы на континентальном шельфе и в пределах суши арктических территорий, где сосредоточены крупнейшие газовые месторождения – Бованенковское, Харасавэйское, Крузенштернское, суммарные запасы которых превышают 12 трлн кубометров природного газа [2, c. 42].

Развитие газотранспортной сети в условиях криолитозоны имеет стратегическое значение для обеспечения бесперебойных поставок газа на внутренний рынок и на экспорт. ПАО «Газпром» реализует масштабную программу строительства магистральных газопроводов «Бованенково-Ухта», «Ухта-Торжок», «Сила Сибири», значительная часть трасс которых проходит по территориям с многолетнемерзлыми грунтами. Протяженность линейной части только системы «Бованенково-Ухта» составляет более 1200 км, при этом свыше 70% трассы расположено в зоне сплошной мерзлоты мощностью до 300-400 метров. Транспортировка газа осуществляется при температуре среды от -5°C до +25°C, что создает существенный температурный градиент между теплоносителем и окружающим грунтом, провоцируя протаивание мерзлых пород и развитие опасных геокриологических процессов [5, c. 67].

Нормативно-правовая база строительства трубопроводов на вечной мерзлоте включает Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», устанавливающий обязательность экспертизы проектной документации и соблюдения требований технических регламентов. Ростехнадзор утвердил Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистра

…