621.825

Теоретическими исследованиями разработан алгоритм расчета устойчивости магистральных нефтяных трубопроводов в сейсмически опасных регионах под действием деформации грунта и возникающих сжимающих напряжений. Исследованы состояния трубопроводов в результате действия осевых нагрузок с учетом внутреннего давления протекающей жидкости, массы трубы и насыпного грунта, а также возникающими изгибающими моментами. Данная задача решалась с использованием метода суперпозиции, в котором предполагалось определение работы по преодолению сил тяжести и изгиба нефтепровода. Критические нагрузки, сжимающие нефтепровод, определялись по формуле Эйлера. Анализ полученных теоретических зависимостей показывает, что значительные напряжения изгиба совместно с окружными и осевыми напряжениями могут вызвать появление на поверхности трубы остаточных деформаций с последующим возникновением дефектов. Разработанный алгоритм расчета устойчивости позволяет рационально подобрать тип трубы для реальных условий эксплуатации, в том числе в сейсмически опасных регионах.

An algorithm for calculating the stability of oil trunk pipelines has developed in seismically dangerous regions under compressive stresses arising from soil deformation. The conditions of pipelines are investigated as a result of axial load, taking into account the internal pressure of the flowing liquid, the mass of the pipe and the bulk soil, as well as the bending moments. This problem was solved using the superposition method, which assumed the definition of work to overcome gravity and bending of the oil pipeline. The critical load compressing the oil pipeline was determined by the Euler formula. The theoretical dependences obtained show that significant bending stresses together with circumferential and axial stresses can cause residual deformations on the pipe surface followed by defects. The developed stability calculation algorithm makes it possible to rationally select the type of pipe for real operating conditions including seismically dangerous regions.

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории Моделирования повреждений и разрушения машин, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН

Махутов Н.А., Пермяков В.Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов. Новосибирск: Наука. 2005. 516 с.

Махутов Н.А., Пермяков В.Н. и др. Безопасность России. Безопасность трубопроводного транспорта. М.: МГФ «Знание». 2002. 752 с.

Бородавкин П.П., Синюков А.П. Прочность магистральных трубопроводов. М.: Недра. 1984. 245 с.

Айнбиндер А.Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость. М.: Недра. 1991. 287 с.

Харитонов В.А. Строительство магистрального трубопровода нефти и газа. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов. 2008. 477 с.

Шутов В.Е., Васильев Г.Г., Володченкова О.Ю., Шипова К.В. Практические методы расчёта на прочность и устойчивость конструкций магистральных трубопроводов. М.: Изд-во РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. 2011. 157 с.

Махутов Н.А., Надеин В.А., Щеглов Б.А., Семьянистов А.И. Деформации магистрального трубопровода под действием сейсмического сдвига // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2007. №5. С. 123-130.

Махутов Н.А., Надеин В.А., Шеглов Б.А., Семьянистов А.И. Устойчивость магистрального трубопровода при продольном сейсмическом сжатии // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2008. №4. С. 103-110.

Щеглов Б.А., Шарый Н.В. Динамическое движение аварийного трубопровода // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2006. №1. С. 103-106.

Хакимов А.Г. Взаимодействие неустойчивостей трубопровода при статическом нагружении // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2018. №3. С. 87-94.

Коробков Г.Е., Зарипов Р.М., Шаммазов И.А. Численное моделирование напряжeнно-деформированного состояния и устойчивости трубопроводов и резервуаров в осложнённых условиях. СПб.: Недра. 2009. 410 с.

Хакимов А.Г. Статическая устойчивость газопроводов // Экспозиция Нефть Газ. 2019. №1 (68). С. 48-52.

Саруев А.Л., Саруев Л.А. Прочность оборудования газонефтепроводов и хранилищ. Томск: Изд-во Томского политехнического университета. 2021. 148 с.

Ильгамов М.А. Взаимодействие неустойчивостей Эйлера, Гельмгольца, Релея // ЖТФ. 2018. №2. С. 163-167.

Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. М.: Издательство ЛЕНАНД. 2020. 352 с.