Разработка методики проведения полигонных испытаний металлических и неметаллических материалов в условиях ММГ. (промежуточный)

В настоящее время более 90% добычи природного газа и большая часть нефти в нашей стране добываются на территории Ямало-Ненецкого автономного округа. Отсутствие транспортной инфраструктуры, сложности с доставкой на строительную площадку материалов, оборудования, рабочей силы; сложные инженерно-геологические условия территории освоения и обустройства северных месторождений резко увеличивают себестоимость добычи, требуют оптимизации применяемых конструкций и технологий обустройства площадок добычи. К числу наиболее затратных операций обустройства относятся работы по строительству фундаментов на ММГ, которые обычно выполняются в виде свайных полей из буроопускных труб. В среднем каждая из крупных нефтяных компаний ежегодно использует до 40–50 тысяч буроопускных металлических свай, изготовленных из сварных прямошовных труб. Согласно требованиям СП 25.13330 трубы для таких свай должны обязательно подвергаться послесварочной термической обработке, что повышает стоимость каждой сваи на 15–20% и, в объеме ежегодного использования приводит к увеличению затрат компаний на несколько миллиардов рублей. Для подтверждения избыточности требований СП 25.13330 к буроопускным сваям, эксплуатирующихся в условиях ММГ, в рамках настоящей работы, выполнен комплекс сравнительных исследований сварных соединениях труб с выполненной послесварочной термической обработкой и без нее. Для уточнения условий эксплуатации свай в условиях ММГ был проведен геологический и климатический анализ зоны ММГ на примере самого северного месторождения нефти в РФ - АО «Мессояханефтегаз» -совместного предприятия ПАО «Газпром нефть» и ПАО «НК «Роснефть». По итогам работ был разработан проект стандарта организации (СТО) ПАО «ГАЗПРОМНЕФТЬ» «Выполнение прогнозных расчетов температурного режима грунтов оснований. Нормы проектирования.» Данное СТО прошло экспертизу заинтересованных структур в компании «ГАЗПРОМНЕФТЬ», в настоящее время подготовлен пакет документов для внесения данного стандарта на рассмотрение и утверждение соответствующим Техническим Комитетом Минстроя РФ Установлено, что однозначного влияния послесварочной термической обработки на свойства труб не обнаружено, а само требование о ее проведение является не обоснованным. С целью верификации данного заключения, были организованы полигонные испытания буроопускных свай в условиях максимально приближенных к гео-климатическим условиям АО «Мессояханефтегаз». В настоящее время извлечены и исследованы сваи, полученные результаты полностью подтверждают результаты, полученные в лабораторных условиях. Для набора статистических данных о влиянии времени эксплуатации на работоспособность термически обработанных и необработанных свай на полигоне продолжаются испытания буроопускных свай в условиях нагружения, имитирующего эксплуатационные нагрузки. Следующие сроки извлечения свай для проведения исследований – лето 2025 и 2026 гг. На основании проведенных исследований ПАО «Газпромнефть», СПбПУ Петра Великого и ряд металлургических компаний внесли в уполномоченный орган Минстроя РФ - ФАУ ФЦС предложении о корректировке требований СП 25.13330 в части касающейся необходимости проведения послесварочной термической обработки сварных прямошовных труб, используемых для изготовления буроопускных свай, эксплуатация которых планируется в зоне ММГ. В настоящее время данное предложение внесено на рассмотрение Федерального автономного учреждения «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве» (ФАУ «ФЦС») Минстроя РФ. ФАУ «ФЦС» обеспечивает работу секретариата технического комитета по стандартизации TK 465 «Строительство» в области разработки и экспертизы национальных стандартов в строительстве, промышленности строительных материалов и строительной индустрии, подготовке по ним заключений. Рассмотрение вопроса о внесении данного изменения в СП 25.13330 планируется в 2025 году. Еще одним путем снижения себестоимости обустройства месторождений в условиях ММГ является постепенная замена металлических конструкций, на конструкции, выполненные из полимерных композиционных материалов. По заказу СПбПУ изготовлены макеты буроопускных свай, которые также были установлены на полигоне ЯНЦ СО РАН. Первичные результаты исследований показали полное соответствие ПКМ-свай, требованиям к буроопускным сваям для ММГ. В настоящее время полигонные испытания ПКМ-свай под нагрузкой, имитирующей условия нагружения свайных конструкций, продолжаются. Следующие сроки извлечения свай для проведения исследований – 2025 и 2026 г.г. Выполнен комплекс исследования механических свойств и скорости их деградации трех основных видов термореактивных ПКМ, используемых при производстве труб – с наполнителями из стекло-, базальто- и углетканей. Исследованы влияния длительного воздействия низких температур, высокой влажности, термоциклических воздействий и морского воздуха, воздействия агрессивных кислых и щелочных грунтов на сохраняемость структуры и свойства ПКМ. Анализ полученных результатов подтверждает возможность частичной или полной замены ряда металлических строительных конструкций на конструкции из ПКМ. Однако, для разработки рекомендаций о применении ПКМ-конструкций при обустройстве месторождений в зоне ММГ необходимы разработки методик оценки фактического состояния и последующей утилизации ПКМ. В настоящее время эти исследования выполняются.