книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов

При производстве ремонтных работ технологические параметры подъема и укладки считаются выбранными правильно, если напряжения в поднимаемом нефтепроводе не превышают величины, установленной зависимостями (6.58). Кроме того, следует проверить обеспечение продольной устойчивости трубопровода, при этом необходимо учесть нагрев металла трубы днем солнечными лучами.

Таблица 6.15

Параметры подъема нефтепровода диаметром 530-820 мм четырьмя

_______________________ трубоукладчиками_________________________

Рис. 6.10. Расчетные схемы подъема трубопроводов при учете веса и расстановки ремонтных машин: а - тремя трубоукладчиками; б - четырьмя трубоукладчиками

Если эти требования соблюдаются, то по выбранным и расчетным значениям параметров составляют технологическую схему подъема и укладки нефтепровода.

Во избежание динамических нагрузок подъем нефтепровода должен производиться одновременно всеми участвующими в подъеме

При разработке проектной документации (рабочий проект, проект производства работ - ППР) расчет технологических параметров подъема и укладки нефтепроводов, количества трубоукладчиков, расстояний между ними и усилия на крюках трубоукладчиков необходимо производить с учетом технического состояния нефтепроводов, и положения и воздействия на них различных факторов.

Значения технологических параметров, приведенные в табл. 6.8 - 6.15 могут служить исходными максимальными параметрами для поверочного расчета и последующего подбора технологических параметров ремонтных колонн с учетом расстановки ремонтных машин.

Результаты расчетов уточненных параметров подъема трубопроводов тремя и четырьмя трубоукладчиками с учетом веса и расстановки ремонтных машин (рис. 6.8) приведены в табл. 6.16. Все расчетные коэффициенты и параметры подъема трубопровода приведены по результатам расчетов, выполненных в работе [54].

6.8. Расчет на прочность подземных трубопроводов при их демонтаже

При реализации различных вариантов капитального ремонта подземных газонефтепроводов методом параллельной прокладки и замены трубопровода приходится выполнять демонтаж заменяемого участка путем извлечения и укладки его на бровку разработанной траншеи трубоукладчиками.

Для предохранения стенок трубы от механических повреждений вокруг оболочки оставляется защитный слой грунта. Кроме того, правилами капитального ремонта газопроводов малых и средних диаметров для экономии ресурсов допускается извлекать подземные трубопроводы без разработки траншеи, с предварительным созданием узкой прорези над трубой малыми траншеекопателями или рыхлением грунта.

Во всех этих случаях необходимо оценивать напряженнодеформированное состояние с учетом веса и сопротивления грунта вертикальным перемещениям трубопровода.

6.8.1. Последовательность расчета напряженно-деформированного состояния труб при демонтаже с вскрытием траншеи

Целью расчета является подбор кранов-трубоукладчиков по грузоподъемности, проверка правильности их расстановки и предохранение стенки трубы от пластических деформаций [53].

Расчетная схема демонтируемого вскрытого участка трубопровода приведена на рис. 6.11.

Рис. 6.11. Расчетная схема демонтажа трубопровода

Из решения дифференциального уравнения изгиба оси трубопровода без учета продольных сил определяется изгибающий момент в характерных точках поднимаемого трубопровода по формуле:

зафиксированной расчетной схемы; - безразмерный параметр, определяемый для каждого характерного расчетного сечения № L

Расчетными сечениями являются точки подвеса трубопровода на крюках

трубоукладчиков и места установки ремонтно-очистных машин: х = £\\ х = £2; X = £q\ X= £3.

Вес трубопровода q(x) определяется для характерных участков:

п р и О < х < ^ , q(x) = q + qmp; при £q< x < L 9 q(x) = qmp9

где q - вес грунта; qmp- вес трубы с изоляцией.

Ятр

При демонтажных работах толщину слоя грунта над трубопроводом следует выбрать из условия обеспечения прочности демонтируемого трубопровода, технических возможностей используемых для демонтажа техники. При необходимости грунт над трубопроводом снимается. Длина демонтируемого участка трубопровода, находящегося под слоем грунта, определяется решением уравнения

Г - V А (с1+ />+/>) -Т ч Jr(c2- W , - W 2)

(6.85)

) + P3{p tf + Р2Т2)+ 6hq = о,

где

(6.86)

Ятр^'

hq - толщина слоя грунта над демонтируемым трубопроводом.

Используя условие \ ’{х) = 0, где высота подъема (прогиба) трубопровода имеет наибольшее значение, находим

где

£0 = -j- ; £o~ расстояние от начала изогнутого участка (где h = 0) до сечения,

где высота подъема (прогиб) имеет максимальное значение.

трубопровода, сопротивлением фунта, который находится над демонтируемым трубопроводом, высотой подъема, длиной изогнутого участка трубопровода, возникающими при подъеме напряжениями изгиба. На демонтируемом участке трубопровода действует также и продольное усилие.

При незначительной длине демонтируемого участка, особенно в начальном участке демонтажа эти продольные усилия незначительны, и ими можно пренебречь. Для расчета демонтируемого трубопровода в этом случае можно пользоваться формулами (6.71) - (6.89).

При демонтаже протяженного участка извлеченный трубопровод укладывается на грунт или на временные опоры. Протяженный трубопровод изза трения о грунт или об опоры не имеет возможности перемещаться свободно в продольном направлении. Вследствие этого при подъеме в трубопроводе на

продольному перемещению трубопровода на демонтируемом участке (на поверхности земли), приходящееся на единицу длины трубопровода.

В зависимости от значений No и высоты подъема трубопровода возможны следующие случаи. В случае, когда At = 0 продольное усилие на демонтируемом участке трубопровода всегда будет растягивающим. Для этого случая в формуле (6.91 ) следует принять значение Np = N. Если At < 0 усилия N0 растягивающие, суммарные продольные усилия на демонтируемом участке также всегда будут растягивающими. В этом случае в формуле (6.91) значение Np = N - No, подставляется абсолютное значение N0. При At < 0 усилия No сжимающие, при подъеме трубопровода N0 уменьшается до N. При этом могут реализоваться два случая. Первый - усилия на изогнутом участке остаются сжимающими. Расчетное усилие Np = No - N. Данный вариант имеет место, когда

где U] - удлинение трубопровода в связи с его искривлением при подъеме (разность длин изогнутой оси трубопровода и прямого трубопровода на демонтируемом участке).

Второй - в ходе подъема трубопровода изменяется направление усилия. До подъема усилие N0 было сжимающим, а после подъема усилие становится растягивающим. Тогда расчетное усилие Np = N0 + N. Этот вариант реализуется при условии:

В формулах (6.91), (6.92), (6.93): первое слагаемое - абсолютная величина продольной деформации примыкающего подземного участка трубопровода (левее начала координат точки О на рис. 6.11); второе слагаемое - абсолютная деформация участка трубопровода, извлеченного из траншеи, очишейного от остатков грунта и изоляции и уложенного на поверхность

демонтируемого участка трубопровода. Если это условие не соблюдается, то для всех вариантов необходимо принять N = 1$>д.

Зависимость между продольными усилиями, действующими на изогнутом участке, и высотой подъема трубопровода устанавливается

Значения изгибающих моментов с учетом продольного растягивающего усилия определяется по формуле (6.71).

Безразмерные параметры изгибающих моментов при этом для характерных сечений определяются по следующим формулам:

Значения изгибающих моментов определяются по формуле (6.71). Безразмерные параметры изгибающих моментов для характерных сечений определяются по формулам: