Разработка охлаждающих технологий для проведения работ на магистральных трубопроводах в заболоченной местности | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 17 августа, печатный экземпляр отправим 21 августа.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Петров С. В., Ручкина Ю. А. Разработка охлаждающих технологий для проведения работ на магистральных трубопроводах в заболоченной местности [Текст] // Исследования молодых ученых: материалы Междунар. науч. конф. (г. Казань, июнь 2019 г.). — Казань: Молодой ученый, 2019. — С. 21-25. — URL https://moluch.ru/conf/stud/archive/339/15159/ (дата обращения: 15.11.2019).



Магистральные трубопроводы, проложенные в Сибири и на Крайнем Севере, на значительном протяжении пересекают болота и заболоченные участки. В данных условиях проведение ремонтно-восстановительных работ с созданием ремонтного котлована по обычной технологии в весенне-летний период, а иногда круглый год, не представляется возможным. Значительная водонасыщенность торфов, наличие поверхностных вод приводят к обрушению стенок ремонтного котлована и заполнению его болотной массой, трудно поддающейся откачке насосами. Поэтому специфической особенностью разработки котлованов в заболоченных и переувлажненных грунтах является необходимость укрепления их стенок. В связи с этим была разработана технология для укрепления стенок котлована путём образования по его контуру водонепроницаемой перемычки при заморозке [1–3].

Для проверки эффективности термостабилизации грунта замораживающими колонками было произведено моделирование замораживающих колонок в программном обеспечении Ansys. Последовательность проведения работ прошла следующим образом. На первом этапе было произведено моделирование рабочей колонки с поперечным сечением по длине рабочего органа. При этом была произведена параметризация замораживающей колонки, установлены габаритные размеры. На втором этапе параметрическая 3d модель применялась для создания расчетной конечно-элементной модели. При этом были установлены необходимые граничные условия и заданы входные параметры.

На третьем этапе был произведен расчет полученной модели. После этого была замкнута параметризация с геометрической моделью, для того чтоб можно было изменять начальные параметры замораживающей колонки и оценивать эффективность работы замораживающей колонки.

На финальном этапе создания модели была создана модель замораживающей колонки.

Рис. 1. Модель замораживающей колонки

После создания модели колонки были заданы четыре сечения и геометрические параметры расчетной области для колонки. Условно расчетная область состоит из «входа» inlet, «проточной части» hub, «периферийной зоны» shroud, «выхода» outlet. После этого этапа модель готова к дальнейшему исследованию.

Перед произведением расчетов были заданы параметры граничных условий. На «входе» inlet и «выходе» outlet были заданы температура, скорость и перекачиваемая среда. Помимо параметров перекачиваемой среды были заданы условия по температуре заболоченной местности для замораживания. После всех проделанных операций модель была проверена на возможность расчета и возникновения критических ошибок.

В дальнейшем модель была передана в решатель. Для первого расчёта в качестве перекачиваемой среды был задан азот. Процесс решения был завершен успешно и была получена диаграмма, где визуально отображается степень замораживания от замораживающей колонки.

Screenshot-49

Рис. 2. Степень замораживания от колонки с перекачиваемым азотом

Для второго расчёта в качестве перекачиваемой среды был задан аммиак.

Screenshot-55

Рис. 3. Степень замораживания от колонки с аммиаком

Для третьего расчёта в качестве перекачиваемой среды был задан пропан.

Screenshot-63

Рис. 4. Степень замораживания от колонки с пропаном

После завершения исследования в программном обеспечении Ansys можно сделать вывод, что все рассматриваемые холодильные агенты могут быть использованы в замораживающих колонках для укрепления стенок котлована для проведения работ на магистральных трубопроводах в заболоченной местности. Замораживающими колонками с перекачиваемым пропаном обеспечивается наилучшая степень замораживания.

Литература:

  1. Гумеров А. Г., Азметов Х. А., Гумеров Р. С., Векштейн М. Г. Аварийно-восстановительный ремонт магистральных нефтепроводов / Под ред. А. Г. Гумерова. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1998. — 271 с.

2. Трупак Н. Г. Замораживание горных пород при проходке стволов, М., 1954.

3. Шуплик М. Н., Борисенко В. Н. Технология искусственного замораживания грунтов с применением твердых криоагентов в подземном строительстве // Горный информационно-аналитический бюллетень № 8, 2006. 381–384 с.

Основные термины (генерируются автоматически): замораживающая колонка, перекачиваемая среда, колонок, модель, замораживание, заболоченная местность, ремонтный котлован, расчетная область, программное обеспечение, параметр.

Похожие статьи

Анализ вариативных способов заморозки грунта | Молодой ученый

вентиль; 18 — головка замораживающей колонки. Для осуществления данного способа заморозки вырывается скважина

Данный рассол охлаждается на замораживающей станции. Охлаждает рассол аммиачная система, предназначенная для охлаждения рассола.

Исследование работы сезоннодействующего термостабилизатора...

Экспериментально получены температурные поля грунта вокруг термостабилизатора. Расчетные результаты подтверждены экспериментальными исследованиями. Спроектирована перспективная конструкция комбинированного устройства для заморозки грунта.

Анализ сейсмических атрибутов для получения карты...

Атрибутный сейсмический анализ применяется для получения карт эффективных нефтенасыщенных толщин пласта, коэффициентов пористости, проницаемости и других параметров при наличии результатов трёхмерной сейсмической съёмки и данных по...

Применение термостабилизаторов грунта на магистральных...

Термостабилизаторы необходимы для замораживания талых и охлаждения многолетнемерзлых грунтов в болотистой местности или на пучинистых грунтах. Они представляют собой холодильные устройства, которые работают за счет низких температур воздуха в зимний...

Повышение эффективности процесса первичного осветления...

Рассмотрены факторы, влияющие на эффективность осветления сточных вод в процессе их первичного отстаивания. Показано, что биокоагуляция взвеси на прикрепленной загрузке в преаэраторе с последующей реагентной обработкой флокулянтами позволяет значительно...

Тепловой режим в горной выработке при ведении проходческих...

Решение позволяет определить температуру воздуха в трубопроводе и выработке, оценить динамику температурного поля в окружающем массиве пород, а также определить параметры ореолов их протаивания в летний период ведения проходческих работ.

Анализ современных методов организации работ при...

При cоставлении календарных планов в составе ПОС и ППР необходимо добиваться максимального использования фронта работ, совмещения строительных процессов с обеспечением их непрерывности и поточности, равномерного использования ресурсов и...

Проблемы внедрения системы «зеленых» стандартов

В статье рассмотрен зарубежный опыт сертификации в области «зелёного» строительства, выделены главные достоинства и недостатки наиболее используемых в мире стандартов. Изучено состояние вопроса «зелёных» стандартов на сегодняшний день в России...

Разработка алгоритма прогнозирования появления коррозии на...

Расчетное время приравнять к нулю. 4. Проверить существование признаков коррозии в металле. Если коррозии нет, переходить на

Если расчетная глубина дефектов получается со знаком минус, то шаг увеличения / уменьшения начальной скорости коррозии уменьшается в...

Похожие статьи

Анализ вариативных способов заморозки грунта | Молодой ученый

вентиль; 18 — головка замораживающей колонки. Для осуществления данного способа заморозки вырывается скважина

Данный рассол охлаждается на замораживающей станции. Охлаждает рассол аммиачная система, предназначенная для охлаждения рассола.

Исследование работы сезоннодействующего термостабилизатора...

Экспериментально получены температурные поля грунта вокруг термостабилизатора. Расчетные результаты подтверждены экспериментальными исследованиями. Спроектирована перспективная конструкция комбинированного устройства для заморозки грунта.

Анализ сейсмических атрибутов для получения карты...

Атрибутный сейсмический анализ применяется для получения карт эффективных нефтенасыщенных толщин пласта, коэффициентов пористости, проницаемости и других параметров при наличии результатов трёхмерной сейсмической съёмки и данных по...

Применение термостабилизаторов грунта на магистральных...

Термостабилизаторы необходимы для замораживания талых и охлаждения многолетнемерзлых грунтов в болотистой местности или на пучинистых грунтах. Они представляют собой холодильные устройства, которые работают за счет низких температур воздуха в зимний...

Повышение эффективности процесса первичного осветления...

Рассмотрены факторы, влияющие на эффективность осветления сточных вод в процессе их первичного отстаивания. Показано, что биокоагуляция взвеси на прикрепленной загрузке в преаэраторе с последующей реагентной обработкой флокулянтами позволяет значительно...

Тепловой режим в горной выработке при ведении проходческих...

Решение позволяет определить температуру воздуха в трубопроводе и выработке, оценить динамику температурного поля в окружающем массиве пород, а также определить параметры ореолов их протаивания в летний период ведения проходческих работ.

Анализ современных методов организации работ при...

При cоставлении календарных планов в составе ПОС и ППР необходимо добиваться максимального использования фронта работ, совмещения строительных процессов с обеспечением их непрерывности и поточности, равномерного использования ресурсов и...

Проблемы внедрения системы «зеленых» стандартов

В статье рассмотрен зарубежный опыт сертификации в области «зелёного» строительства, выделены главные достоинства и недостатки наиболее используемых в мире стандартов. Изучено состояние вопроса «зелёных» стандартов на сегодняшний день в России...

Разработка алгоритма прогнозирования появления коррозии на...

Расчетное время приравнять к нулю. 4. Проверить существование признаков коррозии в металле. Если коррозии нет, переходить на

Если расчетная глубина дефектов получается со знаком минус, то шаг увеличения / уменьшения начальной скорости коррозии уменьшается в...