Актуальные проблемы

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

7. Строительство объектов нефтегазовой отрасли

УДК 622.692.4.07

К. В. Кожаева, Ф. М. Мустафин

ДУГООБРАЗНЫЙ КОМПЕНСАТОР ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРУБОПРОВОДЕ

Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

В настоящее время в нефтегазовой промышленности актуальными задачами повышения надежности эксплуатации объектов является решение технических и эксплуатационных проблем, связанных с напряженно-деформированным состоянием (НДС) отдельных сложных участков, которое зависит от многих факторов, нагрузок и воздействий. Все это существенным образом отражается на надежности и долговечности объектов, при этом на ремонт и эксплуатацию таких дефектных участков затрачиваются большие экономические и производственные ресурсы.

Известны разнообразные предложения по решению борьбы с НДС трубопроводов:

1.Применение муфт, для усиления участка трубы с дефектом.

2.Применение компенсирующих и стабилизирующих устройств.

3.Увеличение толщины стенки труб, тройников, отводов, переходов.

4.Технологические способы: уменьшение давления и температуры.

Предлагаемый дугообразный компенсатор для трубопровода предназначен для компенсации продольных сжимающих и растягивающих усилий, возникающих на линейной части трубопровода, и может быть использован при сооружении трубопроводов.

Дугообразный компенсатор для трубопровода представляет собой уложенный в траншею по упругоискривленному контуру, изолированный от стенки траншеи упругодеформируемым материалом участок трубопровода, по всей длине которого уложен прокладочный материал. При этом используют упругоискривленные трубы, трубы холодного гнутья или отводы заводского изготовления с радиусом изгиба более 5·Dн для возможного прохождения очистных и диагностических устройств, где Dн – наружный диаметр трубопровода [1].

На рис. 1 представлена схема сооружения для компенсации трубопровода, состоящего из основного трубопровода 1, дугообразного компенсатора 2, упругодеформируемого грунта 3 или упругодеформируемых элементов 4, минерального грунта засыпки 5, прокладочного материала

6.

Принцип работы дугообразного компенсатора для трубопровода заключается в следующем. Продольные силы, возникающие от действия перепада температур и внутреннего давления, вызывают продольное перемещение основного трубопровода 1, что может привести к его разрушению. Вследствие засыпки дугообразного компенсатора 2 упругодеформируемым грунтом 3 или установки упругодеформируемых элементов 4 происходит свободное перемещение трубопроводов в траншее и естественная компенсация напряжений. Для исключения попадания минерального грунта засыпки 5 между упругодеформируемыми элементами 4 или смешивания

131

VII Международная научно-практическая конференция молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники-2014»

минерального грунта засыпки 5 и упругодеформируемого грунта 3 по всей длине дугообразного компенсатора 2 укладывают прокладочный материал 6, представляющий собой полимерную ленту (полиэтиленовую, поливинилхлоридную, полипропиленовую, резинотканевую), утилизированную металлокордовую транспортную ленту. Оставшийся объем траншеи засыпается естественным минеральным грунтом засыпки 5.

Рис. 1. Схема дугообразного компенсатора для трубопровода

Величины L и B на рис. 1 находятся в пределах L=50…150 и более метров, B=20…50 и более метров и определяются в зависимости от геометрических и прочностных характеристик трубопроводов, конкретных условий прокладки и, как следствие, возможной расчетной величины деформации уложенных и засыпанных трубопроводов.

На основании изученной нормативно-технической литературы были проведены эксперименты, доказывающие, что использование дугообразного компенсатора способствует снижению продольных напряжений, возникающих в результате температурного перепада. Эксперименты были смоделированы с использованием пакета программ APM WinMachine 9.5, а в частности в APM Studio и APM Structure 3D, ANSYS версии 13, а в частности в ANSYS Mechanical. Результаты расчета моделей методом конечных элементов показывают эффективность использование дугообразного компенсатора для снижения продольных напряжений.

Литература

1. Патент №141422 РФ. Мустафин Ф.М., Куценко К.В. и др. Дугообразный компенсатор для трубопровода. Опубл. 10.06.14 // БИ. – 2014, №16.

УДК 622.25 (075.8)

А. Г. Губайдуллин

СМЕЩЕНИЕ СТЕНКИ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ В ПЛАСТЕ УПРУГО-ПЛАСТИЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ

Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

Строительство нефтяных и газовых скважин сопровождается нарушением естественного напряженно-деформированного состояния массива горных пород, формированием локального поля напряжений вблизи ствола скважины, отличного от гидростатического [1].

132

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

В результате действия горного давления горные породы, обладающие недостаточной несущей способностью, претерпевают пластические деформации, и образуется предельная зона вблизи ствола скважины [1,2]. Пластические деформации горной породы вызывают перемещение ее в ствол скважины, т.е. сужение ствола.

Рассмотрено напряженно-деформированное состояние упруго-пластичной горной породы в околоскважинной зоне наклонно-направленной скважины непосредственно после образования ее ствола долотом. Расчет напряжений, деформаций и перемещений в околоскважинной зоне скважины выполнен методом конечных элементов в программном комплексе Ansys. В результате расчета установлено, что наибольшие пластические деформации горной породы характерны для боковых стенок наклонно-направленной скважины (рисунок 1). С увеличением коэффициента бокового распора максимальные значения полной деформации, нормальных напряжений, интенсивности напряжений уменьшаются.

Смещение стенок наклонно-направленной скважины показано на рисунке 2. В результате расчета сужения ствола при пластической деформации горной породы определены значения смещения стенок наклонно-направленной скважины. Сечение скважины наклоннонаправленной скважины приобретает эллиптическую форму, что подтверждается данными кавернометрии.

133

VII Международная научно-практическая конференция молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники-2014»

Рис. 2. Смещение стенки наклонно-направленной скважины

Целью дальнейших исследований является численное моделирование напряженнодеформированного состояния околоскважинной зоны наклонно-направленной скважины в вязкопластичных горных породах.

Литература

1.Басарыгин, Ю.М., Булатов, А.И., Проселков, Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2001. – 632 с.

2.Попов, А.Н., Могучев, А.И., Попов, М.А. Деформирование стенок наклонной скважины и его влияние на работу и изнашивание буровых долот. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море: научно-технический журнал. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ»,

2008. - №3. - С. 6-12.

УДК 691

К. Ю. Коськов

ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРИУСТЬЕВОЙ ПЛОЩАДКИ ПРИ ОБУСТРОЙСТВЕ СКВАЖИНЫ ПЦ 60

ОАО «Татнефть, НГДУ «Ямашнефть», г. Альметьевск

Сокращение затрат это одна из важнейших задач при комплексной добыче нефти. Поэтому необходимо учитывать как сокращение крупных затрат, так и малых. Если есть возможность

134

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

усовершенствовать систему, технологию или конструкцию без существенных изменений, то это дает значительную выгоду в материальном плане и снижение трудоемкости процесса.

После вывода скважины из бурения выполняется обустройство скважины в частности монтаж приустьевой площадки с применением железобетонных дорожных и фундаментных плит под станок ПЦ. В процессе строительства и при эксплуатации возникает ряд проблем, решение которых может дать существенную экономию.

Внедрение на добывающих скважинах месторождений ОАО «Татнефть» цепных приводов значительно снижает эксплуатационные затраты. Так как нефть на месторождениях НГДУ «Ямашнефть» высоковязкая и высокосернистая то данный метод добычи нефти является наиболее оптимальным. По этой причине в настоящее время активно вводятся в эксплуатацию цепные приводы, соответственно и увеличивается доля мероприятий связанных с их монтажом, в частности монтаж фундаментов.

При монтаже данного привода используется ж/б фундаментные плиты (Ф-1). Данные плиты изготавливается в заводских условиях и имеет стандартные размеры длиной 5,2м, шириной 1,8м и толщиной 0,3м, а так же фундамент имеет армированный каркас и закладные детали под установку привода. После монтажа фундамента на подготовленное основание, приустьевая площадка обрамляется бордюрами, устанавливается трап и заливается бетоном с разуклонкой в сторону трапа.

Это отработанная технология и конструкция фундамента и приустьевой площадки, но она имеет ряд недостатков. Во первых, применение товарного бетона при установке монолитных участков и для установки бордюров из-за малого объема доставка на объект не целесообразна, во вторых, выполнение работ в зимнее время связанных с «мокрыми» процессами влечет за собой дополнительные затраты связанные с прогревом бетона.

И в третьих, при проведение ремонтных работ на скважину устанавливается ремонтный агрегат, при этом под опору подъемной машины попадает край площадки с бордюром. Не всегда есть возможность аккуратно, заранее убрать бордюрный камень и в определенном количестве случаев бордюр разрушают или демонтируют без возможности повторного его применения и своевременного восстановления в зимний период.

Для решения данной проблемы мною было разработано изменение конструкции приустьевой площадки под ПЦ с учетом размеров и конструкции ремонтного агрегата. На данный момент была согласованна экспериментальная модель данной площадки совместно со специалистами АРСУ и изготовлена на заводе ж/б изделий ООО «АРСУ».

Предлагаемое решение предусматривает конструкцию фундамента, состоящую из двух сборных элементов. Первый элемент предусматривает собой стандартную фундаментную плиту с вырезом под устье скважины, размерами 5,2м*1,8м*0,3м и закладными деталями для крепления ПЦ. Второй элемент представляет собой плиту размерами 0,65м*1,8*0,1м с отверстием под трап и утолщением по периметру на 15см.

Эти два элемента устанавливаются в проектное положение, на подготовленное основание и крепятся друг к другу с помощью закладных деталей. В новой конструкции фундамента предусмотрена сборочная технология монтажа, что исключает «мокрые» процессы, тем самым дает возможность круглогодичного монтажа, без необходимости перерыва в строительстве при обустройстве скважины и исключает разрушение бордюрного камня при проведении ПРС.

При этом мы добиваемся как экономического так и эксплуатационного эффекта: сокращение транспортных расходов, сокращение затрат, связанных с восстановлением бордюрного камня после ПРС, снижение трудоемкости процесса, сокращение сроков на обустройство сква-

135

VII Международная научно-практическая конференция молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники-2014»

жин, сокращение сроков ввода скважин в эксплуатацию после ремонта, улучшение качества конструкции, унифицированность изделия.

С учетом вышеизложенных преимуществ, экономический эффект от изменения конструкции приустьевой площадки составит более 206,4 тыс. рубля/год. Если рассматривать данный вариант в промышленных масштабах, то это даст еще более значительную выгоду.

На данное изменение конструкции было разработано рационализаторское предложение №272 от 30 апреля 2014г., а так же сейчас готовим соответствующие документы для подачи заявки на патент.

Новая конструкция приустьевой площадки выполнена в соответствии со всеми требованиями и нормами по монтажу и эксплуатации скважины [1]. Данную конструкцию фундамента и приустьевой площадки при обустройстве устья скважин приводом цепным ПЦ 60 и при капитальном ремонте можно применять как на объектах ОАО «Татнефть», НГДУ «Ямашнефть», так и на всех объектах предприятий нефтегазовой отрасли.

Литература

1. ВНТП 3-85. Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений. Миннефтепром СССР – М., 1986.

136

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

8. Гуманитарные науки

УДК 378.147:7.01(574)

Л. Н. Акбаева, А. Н. Акбаева

ЭСТЕТИЧЕСКИЕ ВЗГЛЯДЫ АБАЯ КУНАНБАЕВА

Казахская Головная архитектурно-строительная академия; Казахский университет международных отношений и мировых языков им. Абылай хана, г. Алматы

Наиболее значительное место в развитии казахской эстетической мысли принадлежит Абаю Кунанбаеву (1845-1904 гг.), «эстетические возрения которого являются вершиной эстетической мысли казахского народа, несмотря на их развитие на эмпирическом уровне – в его литературном творчестве и отсутствием специальных трактатов по эстетике и видам искусства» [1, с.3]. Эстетические исследования Абая делятся на две части: 1) эстетические воззрения, основанные на «эстетике критицизма» и воплощённые в трёх объектах этноэстетики

– в национальной природе, человеке, искусстве, а также отражающие ряд эстетических категорий, из которых наибольшее развитие получают «трагическое» и «комическое»; 2) музыкальная эстетика.

Если М.Ауэзов в статье «Традиции русского реализма и казахская дореволюционная литература» считает, что «эстетические взгляды Абая обнаруживают глубокое родство с идейно-эстетическими взглядами Белинского,.. понимавшего искусство, как одну из форм борьбы за демократические права народа. То К.Бейсембиев в работе «Мировоззрение Абая Кунанбаева» считает, что: «Взгляды Абая на искусство, в частности на поэзию, соответствуют эстетическим взглядам... – В.Белинского, Н.Чернышевского, Н.Добролюбова». Отсюда и «эстетика критицизма, так свойственная просветительской платформе Абая...» (К.Нурланова) [2, с.196].

По мнению Б.Казыхановой «...философские, эстетические взгляды Абая формировались в процессе его художественного творчества и потому не представляли стройного и законченного целого» [3, с.97]. Однако в отличие от его социально-политических воззрений, менявшихся с течением времени, эстетические воззрения Абая, в понимании сущности и роли прекрасного и искусства в жизни общества, отличаются устойчивостью. Ж.Абдильдин в статье «Абай как великий мыслитель и гуманист» специфику эстетического у Абая видит в том, что он «не рассуждает о красоте вообще, а рассматривает прекрасное в контексте национального бытия» [4, с.362]. «...Прекрасное в понимании мыслителя – это прежде всего гармония человека, человеческой жизни»... Принципиально новое в понимании Абая состоит в том, что он прекрасное в природе не рассматривает вне человека, человеческих отношений, чувства радости и переживания. В свою очередь, красота, гармония человеческого тела, лица, фигуры понимается им в нераздельном единстве с нравственной красотой, с красотой человеческого поступка. Следовательно поэта интересует не отдельно взятая красота природы, красота человеческого тела, а единство, синтез природы и человека, тела и духа» [4, с.361-362].

137

VII Международная научно-практическая конференция молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники-2014»

Эстетика природы Абая связывается с пониманием природы как: 1) тождества «прекрасного» и «гармонии»; 2) источника материальных благ; 3) источника человеческих эмоций.

«прекрасно то, что гармонично и полезно». Поэтому в понимании природы Абай диалектически соединяет категории «гармония» и «прекрасное». Например, в 38-м слове назидания прекрасная природа имеет божественное предопределение: «Всевышний создал мир по законам прекрасного, а людей – с благородным стремлением к совершенству и продолжению рода» [5, с.101]. «Он (Бог – Л.А.) сотворил мир удивительно упорядоченным, где любое живое или неживое тело связано с другим, одно движение вызывает ответное» [5, с.85]. Абаем подчёркивается причинная детерминация процесса природной взаимосвязи: «Солнце нагревает землю, заставляет испаряться реки, моря и океаны: испарения образуют тучи и возвращаются на землю благодатным дождём... Вода утоляет жажду всего живого, в глубинах её размножается рыба. Солнце греет землю...» [5, с.88].

выявлены эстетические достоинства времён года – весны и лета с чувством вдохновенного пристрастия к миру сквозь призму натурфилософского отношения к природе. Поэтому в описаниях явлений природы Абаем всегда наличествует фактор реакции человека на те или иные природные явления.

Как не верить нам в милость природы-творца, Если в мире весеннем щедрот без конца, Если тучен наш скот, если вдоволь еды,

Если радостно бьются людские сердца? («Весна») [6, с.133] У Абая эстетические чувства людей, получаемые от окружающей природы постепенно

перерастают в качественно определённую духовную потребность – эстетическую, в основе которой лежит стремление человека воспринимать природные явления с учетом их способности доставлять эстетическое наслаждение, когда с наступлением весны пробуждается все живое, природа ликует и с ней радуется человек. Человек и природа как бы сливаются в гармонии и

человека в целом и женщины. Красивые люди в понимании Абая – это люди избранные, отмеченные Всевышним, так как красота, давая пищу уму и радость сердцу, имеет божественное

тетики (от греч. callos – красота, agathos – добрый), подразумевающей гармоничное соответствие в человеке духовного и физического начал. Такое соотношение характерно при рассмотрении прекрасного в человеке в целом, меняющееся при рассмотрении прекрасного в женщине. Абаю принадлежит приоритет в изображении образа идеальной возлюбленной... Абай создаёт не отвлечённый образ идеальной красавицы, а вполне конкретный, содержательно соответствующий национальному типу портрет девушки-казашки.

138

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Квинтэссенцией эстетически идеального в человеке у Абая, являющегося «не только сыном своего народа, но и сыном человечества», выступает гуманистический принцип «Адам бол!» («Стань человеком!»), синтезирующий в себе пять добродетелей: разум, доброту (или милосердие), упорство, скромность (или чувство меры), труд, а также чувство стыда, совести и чести.

Считая одежду одним из атрибутов формирования прекрасной внешности, Абай придерживался одной из пяти добродетелей – чувства меры, критикуя щёгольство как крайнюю форму стремления наряжаться. «Человеку к лицу справная, чистая и ладная одежда. Плохо, когда он не следит за собой и одежда его грязна и помята, но ещё хуже, когда человеком владеет страсть одеваться не по средствам и он кичится своим нарядом» (18-е слово назидания) [5, с.36]. Поэтому уметь распознавать людей необходимо по их духовным качествам, а не по

(«Джигиты, дорог смех, не шутовство…») [6, с.53] Несмотря на непоследовательность материалистического понимания Абаем сущности ис-

кусства, его эстетическое кредо сформулировано в эстетике искусства, обнаруживающей глубокое родство с мировоззрением В.Белинского, считавшего саму жизнь во всех её проявлениях источником рождения песен и поэзии.

Эстетика искусства Абая связана с: 1) эстетикой поэзии и песни; 2) музыкальной эстетикой.

Самым универсальным жанром искусства наиболее характерным для бытия казахского народа, по мнению Абая, является песня, что явствует из его стихотворения «Если умер близкий – скорбен человек»:

Двери в мир открыла песня для тебя. Песня провожает в землю прах, скорбя, Песня – вечный спутник радостей земли. Так внимай ей чутко и цени, любя! [6, с.80]

Песня – это не только «средство эстетического развития человека», как «одно из самых распространённых видов художественного творчества в казахской степи» [3, с.112], но и самый основной вид реализации эмоционально-образного строя казахского народа через выразительные возможности голоса и «мелодизированную речь». Эстетическое наслаждение, доставляемое песней, зависит как от художественного выражения – формы, так и от раскрытия на должном уровне содержания произведения:

Песня умная нежно ласкает, как пух. Есть мелодии, что, как слова мудреца, Песня глупая режет мучительно слух. Пробуждают и лечат возвышенный дух.

(«Птицы-песни… во всех направленьях летят») [6, с.188] Поэтому эстетическая сущность поэтического произведения, прежде всего

связанная с доставлением эстетического наслаждения слушателям, также как и в песне предполагает единство формы и содержания произведения:

(«Поэзия – властитель языка...») [6, с.77] По Абаю, форма – «серебряная оправа» является вторичной, а содержание – «золотая

мысль» является первичной. Форма служит для выражения содержания, она «работает» на его

139

VII Международная научно-практическая конференция молодых учёных «Актуальные проблемы науки и техники-2014»

раскрытие, «подчиняется содержанию, гармонирует с ним, служит ему» [2, с.157-158]. Поэтому требование Абая к «поэтическому слову как к художественному, эстетически значимому феномену» связывается с совершенством формы, которое должно «легко произноситься, до сердца чутко доноситься» и одухотворённым содержанием. Решая просветительско-эвристическую задачу, поэзия, по мнению Абая, призвана духовно обогатить невежественных и равнодушных к истинному искусству людей эстетическим опытом: «Слово не взволнует сытого глупца. Видят мудрость только зрячие сердца» [6, с.77]. Поэтому Абай, «первым утвердил в казахской поэзии высокое общественное признание поэта» (М.Ауэзов) «как выразителя дум и чаяний народа, как борца за его идеалы», видящего назначение поэзии, призванной, «не только слух ласкать, но и открывать глаза на мир, на горькую истину, на правду» (М.Базарбаев):

Мастерство и правда – в этом цель певца, Чтоб раскрыть не только очи, но сердца, Дать примеры юным, просветить невежд, Даже нет и в мыслях забавлять глупца!

(«Если умер близкий – скорбен человек») [6, с.81] Поэтому создателей поэзии и песен Абай считает бессмертными: «Но можно ли того

назвать умершим, кто миру дал бессмертные слова?» (стих. «Природа смертна, вечен человек») [6, с.173], ассоциируя поэтическое слово с инструментом в руках гениального архитектора, высекающего статую из глыбы мрамора:

Музыкальная эстетика Абая нашла воплощение в его песенном творчестве, ставшего классикой национального песенного фонда (например, песни «Всем пресытиться может душа», «Красивою песней под струнный звон», «Ты зрачок глаз моих», «Письмо Татьяны» (из «Евгения Онегина» А.С.Пушкина), «Горные вершины» М.Ю.Лермонтова и др. В исследованиях искусствоведов музыкально-песенного творчества Абая намечены различные позиции. Если филологи акцентируют внимание на усилении речевой выразительности стиха, способствующего единству поэтических и музыкальных средств, то искусствоведы оценивают песенное творчество Абая как новое жанрово-стилевое явление, именуемое «казахская городская демократическая песня», впервые соединившая казахские интонации с русским мелосом (мелодией). Гармоничные по композиции его песни «подчинены немыслимому закону прекрасного» (27-е слово назидания) [5, с.54].

Г. Бисенова в работе «Песенное творчество Абая Кунанбаева» отмечает, что Абай, как создатель нового песенного стиля органично синтезирует три аспекта: акынскую декламацию, распевную лирико-повествовательную казахскую народную песню, русский городской романс.

Новаторство Абая в музыкальной архитектонике традиционной народной песни заключается в следующем: 1) отсутствием традиционного призывного возгласа в начале песни; 2) началом песни с тонического устоя; 3) использованием в некоторых песнях зачинов; 4) соответствием формы и метроритмики поэтическому тексту; 5) использованием различных видов куплетных форм; 6) сочетанием мелодики со свободной метрикой; 7) отсутствием традиционных распевов.

Новая песенная модель Абая связана с созданием филигранно отделанной в деталях, внешне простой, но глубокой по сути содержательной песни. В равноправном союзе поэзии и музыки поэзия выступает смыслообразующим началом.

140