Введение
РАЗДЕЛ I. Анализ строительных свойств торфяных грунтов и способов прокладки промысловых трубопроводов в условиях болот 18
1.1. Строительные и инженерно-геологические свойства торфяных грунтов Западно-Сибирского региона 18
1.2. Методы определения строительных свойств торфяных оснований 22
1.3. Анализ классификации торфяных оснований по проходимости строительной техникой, предложенной «Гипроспецгазом» совместно с Ленинградским гидрологическим институтом 28
1.4. Анализ существующих способов прокладки и закрепления промысловых трубопроводов на болотах 31
1.4.1. Анализ известных способов балластировки трубопроводов при подземной прокладке на болотах 3 8
1.4.2. Авторские разработки по конструктивным решениям прокладки промысловых трубопроводов в условиях болот 40 Выводы по разделу I: 44
РАЗДЕЛ II. Анализ способов прокладки промысловых трубопроводов в условиях многолетнемерзлых грунтов Западно -Сибирского региона 45
2.1. Строительные свойства многолетнемерзлых грунтов Западно-Сибирского региона и их действующая классификация 47
2.2. Анализ конструктивных решений прокладки промысловых трубопроводов в условиях ММГ 56
2.2.1. Схемы подземной прокладки трубопроводов 63
2.2.2. Схемы наземной прокладки трубопроводов 67
2.2.3. Схемы надземной прокладки трубопроводов 70
2.2.4. Схемы прокладки трубопроводов с применением технологических насыпей 74
2.3. Закрепление трубопроводов от всплытия в условиях ММГ 75
Выводы по разделу II: 78
РАЗДЕЛ III. Разработка расчетных методик и классификации торфяных оснований 79
3.1. Разработка методики расчета осадки торфяной залежи под трубопроводом 19
3.1.1. Экспериментальные исследования определения осадки торфяного основания от трубопровода 83
3.1.2. Разработка методики расчета величины осадки трубопровода на торфяном основании 88
3.2. Разработка методики определения механических характеристик торфяного основания под трубопроводом на основе опытных данных 94
3.3. Разработка методики расчета параметров торфяной засыпки трубопровода при его поперечных перемещениях на основании экспериментальных исследований 99
3.4. Разработка методики определения предельных касательных напряжений по контакту «труба-грунт» при продольном перемещении трубопровода в торфяном грунте 105
3.5. Разработка классификации торфяных оснований для оптимизации процесса прокладки промысловых трубопроводов 115
Выводы по разделу III: 124
РАЗДЕЛ IV. Разработка прогрессивных способов балластировки и закрепления трубопроводов от всплытия 126
4.1. Балластировка трубопроводов торфяным грунтом засыпки 126
4.2. Разработка конструктивных решений закрепления трубопроводов с применением геотекстильных материалов 126
4.2.1. Опыт использования геотекстильных материалов для балластировки трубопроводов 126
4.2.2. Исследование сопротивления грунта засыпки вертикальным перемещениям трубопровода при применении геотекстильных материалов 128
4.2.3. Разработка конструкций и методов балластировки трубопровода на основе связи геотекстиля и грунта засыпки 136
4.3. Экспериментальное исследование по использованию выстреливаемых и взрывных анкеров в условиях болот, разработка их конструкции и методов расчета 148
4.3.1. Перспективы использования выстреливаемых и взрывных анкеров 149
4.3.2. Экспериментальное определение несущей способности выстреливаемых анкеров авторской конструкции 152
4.3.3. Экспериментальное исследование возможности применения 122-мм орудия для закрепления трубопроводов выстреливаемыми анкерами 158
4.3.4. Экспериментальные исследования по определению параметров погружения выстреливаемых анкеров в грунт 163
4.3.5. Экспериментальные исследования параметров раскрытия поворотных лопастей выстреливаемого анкера 170
4.3.6. Разработка методики расчета массы заряда и технологии работ по его установке 175
Выводы по разделу IV: 194
РАЗДЕЛ V. Разработка новых конструктивных решений прокладки трубопроводов на торфяных грунтах 196
5.1. Разработка способа прокладки трубопровода с использованием торфа в качестве несущего основания 196
5.1.1. Экспериментальное исследование взаимодействия промысловых трубопроводов с растительным покровом при продольных и поперечных перемещениях 202
5.2. Разработка метода прокладки трубопровода самопогружением с замерзшей поверхности болота 205
5.2.1. Разработка метода фиксации трубопровода в проектном положении с помощью поплавковых опор 207
5.2.2. Опыт применения поплавковых опор для фиксации трубопровода в проектном положении 208
5.2.3. Разработка метода прокладки и расчета трубопровода с
помощью свайных опор с подвижным ригелем 210
5.3. Прокладка трубопроводов на болотах с помощью реактивных двигателей 213
5.4. Укладка трубопровода взрывом 221
5.5. Разработка методики расчета подъема трубопровода при проведении ремонтных работ без вскрытия траншеи 222
Выводы по разделу V: 227
РАЗДЕЛ VI. Экспериментальное исследование условий работы трубопроводов на ММГ 228
6.1. Экспериментальное изучение работы промысловых трубопроводов на ММГ, определение значения осадки наземных и подземных трубопроводов при оттаивании 228
6.2. Изучение физико-механических свойств многолетнемерзлых грунтов по трассе трубопровода на Русском нефтяном месторождении 238
6.2.1. Инженерно-геологическая оценка пород, находящихся в ределах трассы трубопровода 238
6.2.2. Характеристика нестабильности физических свойств грунта и её влияние на работу трубопровода в процессе эксплуатации 243
6.3 Экспериментальные исследования продольного перемещения моделей труб в мерзлых и оттаивающих грунтах 249
6.4. Экспериментальные исследования взаимодействия модели трубопровода с грунтом засыпки в поперечном направлении в оттаивающих мерзлых грунтах 258
6.5. Исследование теплового влияния трубопроводов на участки, сложенные многолетнемерзлыми грунтами 263
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ VI: 269
РАЗДЕЛ VII. Разработка классификации ММГ и расчетных методик 270
7.1. Разработка классификации ММГ и категорийности участков нефтепромысловых трубопроводов 270
7.2. Разработка методики определения НДС трубопровода на переходе через границу между различными грунтами 279
7.3. Разработка методики определения температурного поля в грунте вокруг многониточных трубопроводных систем 286
7.4. Разработка методики расчета зоны оттаивания под тепловыделяющими сооружениями при точной формулировке
нижнего граничного условия 292
Выводы по разделу VII: 296
РАЗДЕЛ XIII. Разработка методик расчета трубопроводов на болотах и ММГ на основе экспериментальных исследований автора 298
8.1. Разработка методики расчета величины напряженно- деформированного состояния трубопровода на торфяном основании 298
8.1.1. Методика определения пространственного положения трубопровода 304
8.1.2. Разработка численной реализации метода сглаживающих сплайнов 306
8.1.3. Разработка методики снижения уровня ошибок в измерении высотного положения оси трубопровода методом сглаживающих сплайнов 310
8.1.4. Определение напряженно-деформированного состояния трубопровода методом регуляризации Тихонова 316 8.2. Разработка методики расчета напряженного состояния трубопровода при поперечных перемещениях по его высотным
отметкам методом конечных элементов (КЭ) 319
8.2.1. Исходные предпосылки, обозначения, постановка задачи и общая схема решения 320
8.2.2. Разработка методики по определению рационального объема исходной экспериментальной информации 325
8.2.3. Разработка методики расчета напряженно-деформированного состояния трубопровода на неоднородных ММГ 331
Выводы по разделу XIII: 335
Основные выводы по работе 336
Список использованной литературы: 338
Приложения:
Приложение Ш
