Влияние температуры мерзлого грунта на перемещения подземного трубопровода

Одной из особенностей развития трубопроводного транспорта является уменьшение объемов строительства трубопроводов при росте добычи углеводородного сырья. Этого можно достичь, оптимизировав и улучшив способы строительства объектов трубопроводного транспорта, уменьшив объемы ремонтных работ трубопроводов. В последнее время все большее значение приобретают проблемы строительства сооружений в сложных природно-климатических и инженерно-геологических условиях. Многолетнемерзлые грунты (ММГ) составляют более 50 % территории месторождений Западно-Сибирского нефтегазового комплекса. Значительная часть таких грунтов теряют несущую способность при оттаивании. Для строительства трубопроводов в условиях ММГ приходится решать сложные инженерные задачи. В процессе эксплуатации трубопровод, проложенный в условиях ММГ, может испытывать нагрузки, связанные с различными факторами, которые вызывают изменение механических свойств грунта. Такие явления, как оползневые процессы, оттаивания грунта, его размытие и другие способствуют потере проектного положения трубопровода. Наличие таких явлений послужило причиной для разработки новых конструкторских решений для поддержания трубопровода в проектном положении, систем мониторинга проектного положения и НДС трубопровода, а также разработки численных и компьютерных моделей прокладки с целью надежной работы трубопроводов, проложенных в условиях ММГ. На данный момент проблема моделирования взаимодействия трубопровода с грунтом решаются такими программными комплексами как CPippe, Frost 3D, ANSYS и др. Однако зависимости, которые используются в данных ввиду необходимости быстрого расчета ПО являются линейными и не отображают картину взаимодействия трубопровода с мерзлым грунтом вполной мере. Разрабатывается технология механического моделирования взаимодействия трубопровода с многолетнемерзлым грунтом с учетом изменения механических свойств грунта от действия температуры, поскольку разнообразие и распространение грунтов очень сильно варьируется, практически невозможно найти 2 одинаковых грунта со схожими свойствами, а имеющиеся базы данных грунтов ранжируют значения механических величин в очень широком диапазоне. Этим фактом обосновывается необходимость проведения полунатурных испытаний непосредственно на объекте строительства (СП22.13330.2016, п. 5.1.12-5.1.14). Вводится взаимосвязь для механических моделей трубопровод-грунт от температуры, влажности грунтов. Технология позволит пересчитывать модели трубопровода в грунтах в процессе эксплуатации трубопровода при изменении условий и физических свойств модели. Данная технология повысит достоверность моделирования и позволит повысить надежность трубопроводов, проложенный на многолетнемерзлых грунтах.