3-Бондаренко О.А.. Проектирование резервуара горизонтального и магистрального нефтепровода по дисциплине Сооружения в нефтегазовом комплексе

• Название: Проектирование резервуара горизонтального и магистрального нефтепровода по дисциплине Сооружения в нефтегазовом комплексе
• Дата: 15.05.2023
• Размер: 1.57 Mb.
• Имя файла: 3-Бондаренко О.А..docx
• Тип: Документы; #1130413
• страница: 16 из 17

10.7Проверка общей устойчивости подземного трубопровода

, (83)

где S – эквивалентное продольное осевое усилие сжатия в прямолинейном или упруго изогнутом трубопроводе, возникающие от действия двух расчетных нагрузок и воздействий: внутреннего давления и положительного перепадатемператур;

m – коэффициент условий работы.

𝑁_кр– продольное критическое усилие, при котором наступает потеря

продольной устойчивости трубопровода.

(84)

Продольное критическое усилие для прямолинейного участка подземного трубопровода, при котором происходит потеря устойчивости, определяется выражением:

, (85)

где – сопротивление грунта продольным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины;

– сопротивление поперечным вертикальным перемещениям отрезка трубопровода, обусловленное весом грунтовой засыпки и собственным весом трубопровода, отнесенное к единице длины.

Найдем площадь поперечного сечения металла трубы:





Эквивалентное продольное усилие находим по формуле (84):



Величину - определяем по формуле:

, (87)

где – предельные касательные напряжения по контакту трубопровода с грунтом.

, (88)

где – среднее удельное давление на единицу поверхности контакта трубопровода с грунтом;

– угол внутреннего трения грунта;

– сцепление грунта.

, (89)

где – коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта;

– высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до дневной поверхности;

– нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом.

(90)

Сопротивление вертикальным перемещениям:

(91)

где – коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта;

– высота слоя засыпки от верхней образующей трубопровода до дневной поверхности;

– нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом;

– номинальный диаметр трубопровода.

Нагрузка от собственного веса трубопровода:

• 
  нормативная:
  

(92)

γ_м= 78,5 кН/м³;

• 
  расчетная:
  

(93)


Нагрузка от веса изоляционного покрытия:

• 
  нормативная:
  

(94)

• 
  расчетная:
  

(95)



Нагрузка от веса транспортируемого продукта:

• 
  нормативная:
  

(96)

• 
  расчетная:
  

(97)



Нагрузка от собственного веса заизолированного трубопровода с перекачиваемым продуктом по формуле (90):



Сопротивление вертикальным перемещениям согласно формуле (91):



Среднее удельное давление на трубопровод (87):



Предельные касательные напряжения вычислим по формуле (88):



Сопротивление грунта продольным перемещениям трубопровода согласно формуле (87):



Осевой момент инерции поперечного сечения трубы определим по формуле (98):

(98)



Критическое усилие для прямолинейного участка трубопровода в случае жесткопластичной связи его с грунтом по формуле (85):



Проверяем выполнение условия (83):





Т.е. условие выполняется, следовательно, устойчивость трубопровода при заданных параметрах обеспечивается.

Для криволинейных (выпуклых участков трубопровода, выполненных упругим изгибом, в случае пластичной связи трубы с грунтом критическое усилие подсчитывается как:

(99)

где - сопротивление вертикальным перемещениям,

–радиус кривизны, м.

или

(100)

где – коэффициент, который находится по номограмме в зависимости от параметров :

(101)

(102)

где E – модуль продольной упругости стали,

–сопротивление грунта продольным перемещениям.

Для оценки устойчивости упругоизогнутого участка трубопровода определим параметры θ и z по формулам (101-102):





Затем используя номограмму (рисунок 6), найдем β=14,5.



Рисунок 8 – Номограмма для определения коэффициента  .

Найдем критическое усилие по формуле (97):

МН

Проверяем выполнение условия:





Т.е. условие выполняется.

Найдем еще раз критическое усилие по формуле (99):



Проверяем выполнение условия еще раз по формуле (84):





Условие устойчивости выполняется.

Трубопровод проходит проверку.