Комплексный подход к сбору, подготовке и транспортированию газа в районах Крайнего Севера (Обзорная информация), страница 29

На возможность и целесообразность эксплуатации подземных нетеп-лоизолированннх газопроводов на участках распространения сплошной и прерывистой вечной мерзлоты с регулируемой циклически колеблющейся температурой транспортируемого газа указали авторн последнего вариан­та проекта газопровода "Полэр Гэз", предназначенного для транспорта -ровки природного газа арктических месторождений Еанадн на потребите -льские рынки южных штатов: США.

Рассматриваемый тепловой режим эксплуатации подземных газопрово­дов обладает определенными преимуществами.

54

Во-первых, в отличие от технологии эксплуатации с круглогодичной отрицательной температурой транспортируемого газа в этом случав    ис­ключается стабильное развитие мерзлой зоны вокруг трубопровода,  при­водящее к неравномерному образованию участков "жесткой заделки" в к проявлению сил морозного пучения на участках, сложенных пучинистыми грунтами. Иными слешами, газопровод получает возможность самостояте -льно совершать небольшие сезонные подвижки, способствующие частичному снятию напряженности в теле трубопровода и достижению минимальных уровней его механической потенциальной анергии. Кроме того, исключа -ется образование стабильного твердомерзлого грунтового массива    над трубопроводом, нарушающего естественный сток поверхностных и надыерз-лотных вод.

Во-вторых, в отличие от технологии эксплуатации газопровода  со среднегодовой положительной температурой (эксплуатации в "теплом" ре­жиме), рассматриваемый вариант исключает процесс деградации вечной мерзлоты вокруг трубопровода, приводящей к потере устойчивости  неко­торых участков газопровода с образованием аварийно опасных арок.

Ниже приводятся основные исходные данные для расчетов:

диаметр газопровода - 1020x11 мм;

глубина укладки газопровода (до его верхней образующей) - 0,8 м;

грунт в основании трубопровода характеризуется супесчано—сугли — нистой структурой с полной влажностью 30$ (по данным изыскательской экспедиции Южниипшрогаза);

температура грунта на глубине залегания трубопровода в естест  -венном состоянии меняется от -12°С (апрель) до -1°С (октябрь);

относительная осадка грунта при оттаивании - 0,11-0,13;

температура газа на входе в газопровод изменяется в годовом раз­резе в соответствии с данными диаграммы (см.рис.3.5).

Как показывают численные расчеты, размеры ореола протаивания во­круг газопровода в его начальном сечении могли бы составить на конец августа каждого года до 50 мм при номинальном режиме эксплуатации и 80 мм - при максимальном режиме. При этом максимально возможные  глу­бины осадки трубопровода (при условии обеспечения его закрепления на проектной глубине) могли бы составлять 6 и 10 см соответственно. Пол­ное восстановление мерзлой зоны вокруг газопровода ожидается в конце октября месяца каждого года. Для достоверного прогнозирования динами­ки вертикальных перемещений газопровода, эксплуатирующегося в  цикли­ческом температурном режиме, требуется либо проведение натурных   на­блюдений, либо решение сложнейшей термомеханической задачи взаимодей­ствия нагруженного трубопровода с прилегающим массивом грунтов  осно­вания на основе детальной информации о теплофизических и механических

55