Методика экспериментальных исследований износостойкости бетона на воздействие ледяного покрова (Пояснительная записка к магистерской диссертации)

Введение

Уменьшение запасов нефти и газа в местах традиционной добычи  приводит к освоению континентального шельфа и разработке  новых  месторождений. Более 75% российских месторождений нефти и газа на суше вовлечены в освоение. При этом средняя выработанность таких месторождений приближается к 50%. Средние запасы одного открываемого на суше месторождения по сравнению с 1975 годом снизились в пять раз. В результате накапливается дефицит качественных месторождений углеводородного сырья, который уже к 2015 году может привести к исчерпанию рентабельных запасов нефти. Наиболее перспективным направлением для восполнения запасов углеводородного сырья является арктический шельф Российской Федерации, где сосредоточены значительные ресурсы нефти и газа. На континентальном шельфе России выявлено более 1 100 перспективных ловушек, открыто 35 месторождений нефти и газа, расположенных в акваториях Балтийского, Баренцева, Печорского, Охотского и Японского, Каспийского и Азовского морей. Территория шельфа превышает 6,2 млн кв. км, из них 4 млн кв. км являются перспективными на нефть и газ. Начальные извлекаемые ресурсы углеводородного сырья на шельфе оцениваются в 136 млрд тонн условного топлива (25% общемировых ресурсов углеводородов). Добыча нефти и газа на шельфе Российской Федерации практически не ведется. Исключением является лишь шельф Сахалина, где в 2004 году было добыто около 2 млн т нефти, что составляет менее половины процента от общей добычи Российской Федерации. Основной объем запасов нефти и газа в  России сосредоточен в  недрах шельфа арктических морей, характеризующихся суровыми климатическими условиями и экстремальной ледовой обстановкой, отсутствием береговой инфраструктуры и транспортной системы. Кроме того, при разработке месторождений нефти и газа в открытом море учитываются жесткие экологические требования. МПР России планирует увеличить затраты федерального бюджета на региональные работы по освоению шельфа с 700 млн руб. в 2005 году до 2,8 млрд руб. в 2020 году. МПР России разработало план проведения аукционов до 2010 года по предоставлению в пользование участков континентального шельфа Российской Федерации. Эти меры будут способствовать локализации запасов нефти на российском шельфе к 2020 году в объеме до 2,8 млрд тонн, ресурсов нефти — до 8,8 млрд тонн. По газу максимальный прирост запасов составит 5,3 трлн кубометров, ресурсов — 16,3 трлн кубометров. Именно в освоении шельфовых месторождений Россия рассчитывает на приток иностранных инвестиций.

В мировой практике не было построено нефтегазодобывающих оснований,  которые полностью были бы защищены от сурового ледового режима.  В проекте САХАЛИН-2 были построены два железобетонных основания гравитационного типа с защитным ледовым поясом. Для выполнения данной защиты были  потрачены  дополнительное время и не малое финансовое включение. Материал, используемый в защитном поясе, был привозным. 

В связи с дальнейшим освоением северных морей и строительство добывающих модулей проблема в защите конструкций является актуальной. Разумным и экономически выгодным будет подбор состава такого бетона, который бы отвечал всем требуемым параметрам: истираемости, морозостойкости, водонепроницаемости,  а так же прочным.

Проведение экспериментов по истиранию бетона о лед в полевых условиях было обусловлено тем, что нефтегазоносные месторождения находятся в северных морях и проблема сохранности данных сооружений является одной из важной проблемой.

Цель работы — разработка установок на истирание бетона ледяным покровом и разработка методик по проведению экспериментов в натурных условиях для достижения оптимального состава бетонной смеси  при строительстве газо- нефтедобывающих железобетонных платформ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Морской лед.

1.1.1  Авиационные исследования ледяного покрова.

Авиационные ледовые исследования ледяного покрова проводятся с самолетов типа Ан-30 и вертолетов МИ-4, Ми-8. Авиационные ледовые исследования больших участков ледяного покрова с самолета Ан-30 включают:

Простейшую видеосъемку дрейфующего и припайного льда;

Стереофотосъемку больших гряд и торосов;

Стереофотосъемку районов стамухообразования;

Получение профилей ледового покрова с помощью специального профелографа, устанавливаемого на самолете.

Кроме того, в задачи авиационных инструментально-визуальных съемок входит детальное картирование ледовой обстановки в районе работ для изучения пространственной структуры, динамики ледяного покрова (подвижек, дрейфа льдин, взаимодействия полей, сжатие, торошение и разрушения льда).

Самолет типа АН-30 оборудован  радиолокационной станцией бокового