Комплексный подход к сбору, подготовке и транспортированию газа в районах Крайнего Севера (Обзорная информация), страница 15

разрушение валиков обратной засыпки;

термокарстовые просадки и обводнение (и заболачивание) прилега­ющей территории;

обнажение участков газопроводов;

потеря устойчивости трубопроводов, их всплытие и искривление в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Отметим, что указанные дефекты, потенциально чреватые ухудшени­ем напряженно-деформированного состояния стенок газопроводов ж появ­лением недопустимых пластических деформаций металла стенок, развились

2В



несмотря на практичес­ки сплошную балласти -ровку трубопроводов.

В соответствии с результатами натурных исследований Ямбургско-го МГ, проведенных изы­скательскими экспедици­ями Ухвинского филиала ВНИПИспецконструкции, суммарная протяженность открытых участков  на каждой из виток МГ со­ставляет 3-7 км    (из общей 190-километровой протяженности трассы), а сами эти обнажившие­ся участки практически равномерно распределе­ны вдоль трассы.   Наи­более интенсивный рост дефектов обратных  за­сыпок, как показывают линейные наблюдения, происходит в  первые 2,5 года эксплуатации газопровода. Далее этот процесс и,    как следствие, обнажение трубопроводов замедля­ется.

Из сказанного следует, что при  про­ведении расчетов на ЭВМ продольного темпе­ратурного поля газа  и грунтов основания необ­ходимо учитывать, что реальный уровень  зале­гания газопроводов  че­рез несколько лет    их

ос


эксплуатации располагается преимущественно выше проектного положения ж что некоторые участки трубопроводов не являются заглубленными.Учет этих факторов в расчетах достигается с помощью коррекции значения температуры грунтов основания на глубине залегания труб и условий теплообмена газопровода с окружающей средой на его обнаженных участках.

По существующей практике до последнего времени гидравлические и тепловые расчеты газопроводов проводятся по раздельный аналитическим зависимостям. Продольные температурные поля газовых потоков рассчи -тывают по формулам типа известной формулы Шухова, включающих в себя усредненные по длине значения давления, скорости, сумм подъемов    и спусков вдоль трассы трубопровода, коэффициента сжимаемости, удель -ной теплоемкости и коэффициента Джоуля-Томпсона транспортируемого сухого природного газа. Для существенно неизотермических потоков га­за эти приближенные зависимости приводят к погрешностям, значения которых достигают 10$ при определении термогазодинамических парамет­ров системы.

Более строгая и точная постановка задачи определения режимных параметров перекачки газа предполагает использование численного  ма­шинного расчета значений этих параметров с полным учетом изменения определяющих показателей вдоль газопровода.

Во ВШИгазе разработаны алгоритм и программа расчетов на  ЭВМ продольных распределений давления и температуры транспортируемого газа, использующие стандартную процедуру Рунге-Кутта для решения ис­ходной системы обыкновенных дифференциальных уравнений трубной  тер­могазодинамики относительно функций давления и температуры. Эта сис­тема дифференциальных уравнений замнкается широко используемым в га­зопромысловой технологии термическим уравнением состояния Бенедикта-Вебба-Рубина. Сопоставление результатов расчетов с фактическими  ре­жимными показателями действующих газопроводов указывает на  высокую точность разработанного метода расчета.

При проведении расчетов принималось, что природный газ транспор­тируется по газопроводу длиной 190 км и диаметром 1420x18,7 мм  под начальным абсолютным давлением 7,45 МПа, а коэффициент гидравличес -кого сопротивления Дарси-Вейсбаха определяется по известной формуле ВШИгаза из ВСН 5I-I-85.

Коэффициент теплопередачи для подземных участков газопровода в расчетах принимался равным 1,74 и 2,2 Вт/м2-К для зимних и летних условий соответственно, а для обнаженных участков, распределенных по предположению равномерно вдоль трассы начального участка и составля­ющих суммарно 5% от общей протяженности газопровода - 5,8  и 5,2 Вт/м^К соответственно.

30