Причины проседания опор крановых узлов газопровода в условиях Крайнего севера

Практика эксплуатации КУ показывает, что, разогрев происходит дотемператур, нарушающих герметичность ЗА, оплавление наружной изоляциии растепление ММГП, т.е. создается пожароопасная ситуация на объектеповышенной опасности – газопроводе. Отмечены случаи нагрева отдельных элементов обвязки крановых узлов до температур, вызывающих оплавление наружной изоляции газопроводов, выделение едкого дыма и потерю герметичности запорнорегулирующей арматуры.В процессе сбора информации о случаях нагрева тупиковых участков крановых узлов удалось достоверно установить, что эффект нагрева был зафиксирован в различных газотранспортных обществах на следующих газопроводах Крайнего севера:ООО «Газпром трансгаз Ухта»: МГ «СРТО – Торжок», «Ухта –Торжок» II, «Ухта – Торжок» III, «СЕГ – 1», «СЕГ – 2»,«Грязовец – Ленинград» 1, «Бованенково – Ухта» I;ООО «Газпром трансгаз Томск»: МГ «Сахалин – Хабаровск –Владивосток».Замена негерметичной ЗА на КУ в большинстве случаев сопряжена сОсварочно-монтажными работами и стравливанием газа, что приводит к дополнительным перепадам температур, влияющих на стабильное состояние мерзлых грунтов.4.2 Способы предупреждения разогрева крановых узловВ результате сбора информации от сотрудников эксплуатирующих организаций был получен ряд способов предотвращения разогревКУ. Способы были детально изучены и проанализированы, в результате этого была построена их общая классификация, приведенная на рисунке 5. Рисунок 5 - Классификация известных способов предотвращенияразогрева тупиковых полостей КУРассмотрим подробнее способы предотвращения разогрева тупиковых участков.Способ №1.1 Снижение расхода газа Достоинства способа очевидны:• при достижении потенциально опасной температуры можно быстро остановить ее рост путем перекрытия регулирующего крана;• не требуется дополнительных технических средств и решений.Однако у данного способа есть ряд недостатков:• снижение расхода газа по обвязке кранового узла значительно снижает скорость заполнения межкрановых участков МГ;• необходимо постоянно контролировать температуру стояка ОИГ, поскольку не установлена четкая взаимосвязь между углом раскрытия регулирующего крана и температурой стояка;Способ №1.2 Установка дросселирующей шайбыВ качестве варианта способа снижения скорости заполнения предлагался вариант установки дросселирующей шайбы малого диаметра (в сравнении с диаметром линии основного байпаса) в некоторой точке основной линии байпаса.Достоинства способа: • не требуется дополнительных инструкций и действий со стороны обслуживающего персонала - заполнение участка МГ осуществляется по принципу «открыть все краны»; • при достижении потенциально опасной температуры можно очень быстро остановить ее рост, перекрыв регулирующий кран.Недостатки: • снижение расхода газа по обвязке кранового узла значительно снижает скорость заполнения межкрановых участков МГ, при этом скорость заполнения невозможно увеличить выше предельной величины, она будет зависеть лишь от перепада давлений до и после КУ; • подобрать диаметр шайбы, видимо, можно только экспериментально, поскольку нет методики определения допустимого проходного сечения, гарантированно предотвращающего появление эффекта разогрева тупиковой полости.Очевидно, данный способ не реализуют на практике именно по причине низкой скорости заполнения участка МГ, и он носит лишь теоретический характер.Способ №2.1 Сброс газа из стояка ОИГВ данном способе предотвращение нагрева стояков ОИГ заключается в обеспечении расхода газа по стояку отбора импульсного газа путем его стравливания в атмосферу через боковые отводы.Достоинства способа: • повышенная скорость заполнения участка МГ; • не требуется дополнительный работник – один работник контролирует температуру стояка ОИГ, он же в нужное время производит открытие крана DN15.Недостатки: • стравливание газа влечет за собой определенную потерю газа; • попадание газа в рабочую зону влечет за собой создание пожароопасной ситуации; • малый внутренний диаметр боковых отводов (12 мм) стояков отбора импульсного газа не всегда позволяет обеспечить требуемый расход газа по стояку и предотвратить нагрев; Таким образом, анализ известных способов предотвращения нагрева стояков показывает, что все они не являются универсальными, требуют повышенного внимания со стороны обслуживающего состава, и при этом являются потенциально аварийноопасными и/или не дают полную гарантию предотвращения роста температуры стояка ОИГ (или иных элементов КУ) выше допустимого значения.В настоящее время после строительно-монтажных или восстановительно-ремонтных работ заполнение участков МГ возникает необходимость увеличения скорости заполнения участков МГ для повышения товаротранспортной работы и увеличения надежности МГ (увеличение коэффициента готовности путем сокращения срока ввода в эксплуатацию).В то же время, даже при соблюдении регламентных режимов заполнения, и тем более при увеличении скорости заполнения участков МГ возникает нештатная ситуация – разогрев крановых узлов.ЗаключениеРаспространение многолетней мерзлоты в районах Крайнего севера может быть сплошным, на глубину сотен метров от поверхности, или же прерывистым — в виде отдельных линз. Мерзлота весьма чувствительна к изменениям температурного режима: нарушение слабого поверхностного растительного слоя, например, ремонтно-восстановительными работами с изменением термодинамических условиях приводит к стремительному таянию мерзлоты, разрушению ее структуры и образованию огромных полей протаивания. Грунты, в мерзлом состоянии служившие надежным основанием, за несколько летних сезонов превращаются в болотную жижу, в которой возможно всплытие трубопроводов, их поперечное смещение и деформация.Таким образом, при прокладке трубопроводов инженеры сталкиваются с двоякой задачей: им нужно проложить трубопроводы в среде, которая в ненарушенном состоянии обладает высокими прочностными и несущими свойствами, но в случае изменения теплового режима может быстро превратиться в болото. При этом сами трубопроводы могут быть источниками тепла, разрушающего структуру грунтов основания.Поэтому еще на этапе проектирования необходимо определиться: где на трассе трубопровода будут сохраняться естественные условия залегания мерзлых грунтов, а где допустимо нарушение их залегания. Все решения возможны лишь при тщательном и всестороннем анализе технических возможностей по прокладке трубопровода по выбранной трассе и при всестороннем экономическом сравнении предложенных вариантов.В частности, возможно строительство трубопровода над поверхностью земли, на специальных опорах, укладка его на поверхность земли с созданием специальной грунтовой подушки и траншейным способом. Один трубопровод может иметь самые разные участки прокладки.Трубопровод на опорах будет испытывать значительные перепады температур, в связи с чем повышаются требования к качеству стали самого трубопровода и его опор. В ряде случаев может потребоваться применение опор особого типа, запасающих холод в зимний период, чтобы сохранить мерзлоту летом, так называемые сезонные охлаждающие устройства — СОУ. Яркий пример нефтепровода на сваях — «Заполярье-Пурпе».Список литературы1. Власова Л. В. Оценка влияния природных воздействий в задачах обеспечения надежной и безопасной эксплуатации газотранспортной системы ПАО «Газпром». – М., 2017 – 8 с.2. СТО 2-2.1-249-2008. Стандарт организации. Магистральные газопроводы. – М., 2008. – 158 с. 3. УПР-ВНГ-001.7-2012. Т. 1.7. Альбом унифицированных проектных решений. Крановые узлы с двухсторонней продувкой. Ч. 7. Крановый узел с двухсторонней продувкой;4. Ходанович, И.Е. Аналитические основы проектирования и эксплуатации магистральных газопроводов / И.Е. Ходанович. – М.: Гостоптех-издат, 1961. – 128 с.