ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДНОГО ПОТОКА И ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ГИДРАВЛИКА. ГЕОТЕХНИКА. ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / RESEARCH PAPER УДК 532.5

DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3.447-454

Взаимодействие водного потока и подводных трубопроводных переходов

Дмитрий Юрьевич Шерстнёв1, Илья Артемьевич Брянский2, Юлия Вадимовна Брянская1

1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия; 2 Ленгипроречтранс; г. Санкт-Петербург, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. На сегодняшний день трубопроводный транспорт является важным, высокоэффективным и перспективным видом транспорта для доставки воды, газа, нефти и др. При прокладке трубопроводов зачастую возникает необходимость в преодолении водных преград. Это производится методами наклонного бурения, сооружения траншейного или поверхностного перехода, прокладкой по дну водотока. Прокладка трубопроводов по дну русла не закреплена нормативно, однако на практике достаточно часто используется. Основную опасность при взаимодействии потока и русла представляют размывы дна вблизи сооружения. При проектировании решение многих инженерных задач связано с расчетом распределения скоростей и оценкой создаваемых гидравлических сопротивлений. Величина гидравлических сопротивлений зависит от положения трубопроводного перехода к набегающему потоку. Материалы и методы. Для определения величины коэффициентов гидродинамического сопротивления и подъем- < п ной силы выполнялись экспериментальные исследования моделей трубопроводных переходов в аэродинамической $ £ трубе.

Features of laying underwater pipeline crossings

t о i н

Результаты. В ходе экспериментов измерялись тензометрическими весами составляющие силы воздействия по- к * тока на трубопроводный переход при различных числах Рейнольдса, с использованием которых были рассчитаны

значения коэффициентов гидродинамического сопротивления и подъемной силы для трубопровода, лежащего на О Г

экране под различными углами к набегающему потоку, заглубленного в дно на 1/2 и 1/3 диаметра, а также защищен- и °

ного гибкими бетонными матами. . ^

Выводы. Наименьшие значения коэффициентов гидродинамического сопротивления и подъемной силы получены м

для трубопровода с заглублением на половину диаметра, проложенного перпендикулярно по отношению к направ- § —

лению потока. При прокладке трубопроводов без заглубления оптимальной является пригрузка бетонными матами. 1 с

у ->■

о 9

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: трубопроводный переход, коэффициент гидродинамического сопротивления, коэффици- о 7

ент подъемной силы, обтекание трубопровода, турбулентный поток, защитные покрытия, гидравлические сопро- § о

тивления С 3

о сс с (

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Шерстнёв Д.Ю., Брянский И.А., Брянская Ю.В. Взаимодействие водного потока и подводных с 5 трубопроводных переходов // Вестник МГСУ 2023. Т. 18. Вып. 3. С. 447-454. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3.447-454 § Я

Л

Автор, ответственный за переписку: Юлия Вадимовна Брянская, mgso-hydraolic@yandex.ro. С —

П м

n 0

a ®

r 6 о о

а -

a =

r =s

CD CD

Dmitry Yu. Sherstnev1, Ilya A. Bryansky2, Yuliya V. Bryanskaya1 C o

1 Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);

Moscow, Russian Federation;

2 Lengiprorechtrans; St. Petersburg, Russian Federation < T

--I

ABSTRACT 3 ^

<D

00

Introduction. To date, pipeline transport is an important, highly efficient and promising method of transporting water, gas, oil,

etc. It is often necessary to overcome water barriers in the course of laying pipelines. At the design stage, many engineering P И

problems can be solved by analyzing the velocity distribution and evaluating hydraulic resistances. The value of hydraulic s □

resistances depends on the position of the pipeline crossing relative to the incoming flow. u С

Materials and methods. Experimental studies of models of pipeline crossings in a wind tunnel were conducted to determine ф к

the values of coefficients of hydrodynamic resistance and the lifting force. W W

Results. During the experiments, components of the flow force, acting on the pipeline crossing, were measured us- 2 2

ing the strain gauge balance at different Reynolds numbers applied to find values of coefficients of hydrodynamic resis- 2 2

tance and the lifting force for a pipeline lying on a screen at different angles to the incoming flow. 1/2 and 1/3 of the pipeline 3 3 diameter was buried in the riverbed and safeguarded by flexible concrete mats.

© Д.Ю. Шерстнёв, И.А. Брянский, Ю.В. Брянская, 2023 447

Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

Conclusions. The lowest values of coefficients of hydrodynamic resistance and the lifting force were obtained for a pipeline with 1/2 of the pipeline diameter buried in the riverbed and laid perpendicularly to the flow direction. Concrete mats are the optimal loading for non-buried pipelines.

KEYWORDS: pipeline crossing, coefficient of hydrodynamic resistance, coefficient of the lifting force, pipeline flow, turbulent flow, protective coatings, hydraulic resistances

FOR CITATION: Sherstnev D.Yu., Bryansky I.A., Bryanskaya Yu.V. Features of laying underwater pipeline crossings. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2023; 18(3):447-454. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3. 447-454 (rus.).

Corresponding author: Yuliya V. Bryanskaya, mgsu-hydraulic@yandex.ru.

W (0 N N О О

сч сч

СО (О К (V U 3 > (Л

с и

(0 00 . г

e (U j

ф ф

о ё

---' "t^

о

О <£

8 «

Z ■ ^ от

от Е

— -ь^

Е ¡5

^ с

ю о

S «

о Е

СП ^ т- ^

ВВЕДЕНИЕ

Магистральные трубопроводы (МТ) являются одним из наиболее эффективных видов транспорта для доставки нефти, газа, воды, серы, угля и других продуктов на большие расстояния. Ввиду своей эффективности МТ очень важны для экономики Российской Федерации. За 2021 г., по данным Федеральной таможенной службы России, экспорт сырой нефти составил 267,467 млн т на 121,444 млрд долл. США и нефтепродуктов 142,802 млн т на 66,887 млрд долл. США. Большая часть объемов экспортируемых за рубеж углеводородов поставляется именно по трубопроводам (табл. 1).

На текущий момент строительство и эксплуатацию МТ регулируют следующие государственные нормативные документы:

Табл. 1. Крупнейшие трубопроводы России Table 1. The largest pipelines in Russia

• СТО ГУ ГГИ 08.29-2009 «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки»1;

• СП 47.13330.2011 «Инженерные изыскания для строительства магистральных трубопроводов»;

• СП 36.13330.2012 «Магистральные трубопроводы».

Трубопроводы на своем пути пересекают различные водные преграды, в подавляющем большинстве случаев с турбулентным водным потоком. Подобные преграды преодолеваются различными способами, такими как — сооружение поверхностного перехода, переход методом наклонного бурения, траншейный переход и подводный пере-

1 СТО ГУ ГГИ 08.29-2009. Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки. СПб. : Нестор-История, 2009. 184 с.

Крупнейшие трубопроводы России Russia's largest pipelines Диаметр, мм Diameter, mm Длина, км Length, km Год постройки Year of construction

Туймазы - Омск - Красноясрк - Иркутск Tuimazy - Omsk - Krasnoyarsk - Irkutsk 720 3662 1964

Дружба / Friendship 529-1020 8900 1981

Усть-Балык - Омск / Ust-Balyk - Omsk 1020 964 1967

Узень - Атырау - Самара / Uzen - Atyrau - Samara 1020 1750 1971

Усть-Балык - Курган - Уфа - Альметьевск Ust-Balyk - Kurgan - Ufa - Almetyevsk 1220 2119 1973

Уса - Ухта - Ярославль - Москва Usa - Ukhta - Yaroslavl - Moscow 720 1853 1975

Нижневартовск - Курган - Самара Nizhnevartovsk - Kurgan - Samara 1220 2150 1976

Самара - Тихорец - Новороссийск Samara - Tikhorets - Novorossiysk 1220 1522 1979

Сургут - Нижний Новгород - Полоцк Surgut - Nizhny Novgorod-Polotsk 1020 3250 1981

Ямал - Европа / Yamal - Europe 1420 2000 1999

Тенгиз - Новороссийск / Tengiz - Novorossiysk 720 1580 2001

Балтийская трубопроводная система / Baltic Pipeline System 1067 1300 2012

Северный поток / Nord Stream 1220 1224 2012

Северный поток - 2 / Nord Stream - 2 1220 1200 2021

от от

"8

il

О (0

ход по дну водотока [1]. Последний способ прокладки не закреплен государственными нормами. К примеру, в руководстве Государственного гидрологического института «Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки»1 не рассматривается прокладка по дну русла. Однако такие переходы прокладываются достаточно часто и имеют особенности, которые стоит учитывать ввиду важности магистрального трубопроводного транспорта и его высокой опасности в случае аварий для экологии, дороговизны и сложности ремонта. Согласно данным статистики, аварии в зоне прокладки подводных переходов происходят более чем в пять раз чаще по сравнению с сухопутными участками вблизи переходов [2, 3]. Случаются подобные аварии во многом из-за несовершенных методик расчета турбулентного потока и выбора неоптимальной схемы прокладки трубопровода [4].

Особенности взаимодействия трубопроводных переходов с водной средой исследовались как отечественными [5-9], так и зарубежными авторами [10-20]. Чаще всего предметом изучения становятся трубопроводные переходы, проложенные по дну морей. Таким образом, основным фактором, воздействующим на трубопровод, являются волны. Главная опасность при взаимодействии потока и трубопроводного перехода — размывы дна основания вблизи сооружения, что может привести к аварии.

Многие трубопроводы прокладываются в несколько ниток — одна, две, три, четыре и т.д. Например, газопровод «Северный поток - 1» (две нитки) имеет протяженность 1224 км, газопровод «Запад - Восток» (четыре нитки) — 733 км, газо-

провод «Теннеси» (пять ниток) — 3300 км2, 3 4. При параллельной прокладке нескольких трубопроводов в едином техническом коридоре между нитками выдерживается безопасное расстояние от 5 до 100 м. Подобная прокладка при подводном переходе через водоток вносит значительные изменения в характеристики потока и отличается от однониточной.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Турбулентный водный поток при взаимодействии с трубопроводом, проложенным по дну, может привести к размыву дна основания трубопровода, воздействию на трубопровод подъемной силы, что способствует всплытию и разрыву трубопровода, значительному экологическому и экономическому ущербу. Хотя в некоторых статьях рассматривается процесс самозакапывания трубопровода после размыва [21], размыва основания под трубопроводным переходом желательно избегать.

В соответствии со статистическими данными, наиболее частыми причинами аварий являются воздействие внешней среды и ошибки монтажа (рис. 1) [22]. Также стоит отметить, что прокладка в траншее не дает гарантии отсутствия аварий на переходе через реки. За последнее время во мно-

2 Газпром. URL: https://www.gazprom.ru/projects/nord-stream/

3 Шевченко А. Китай строит новый участок 3-й нитки газопровода Запад - Восток // Neftegaz.RU. URL: https:// neftegaz.ru/news/transport-and-storage/698251-kitay-nachal-stroitelstvo-novogo-uchastka-gazoprovoda-zapad-vostok/

4 Трофименко А. Самые длинные газопроводы в мире // БКС Экспресс. URL: https://bcs-express.ru/novosti-i-analitika/samye-dlinnye-gazoprovody-v-mire?ysclid=lbe02 rfy4o280267357

Рис. 1. Распределение причин, обуславливающих возникающие на магистральных газопроводах аварийные ситуации (согласно информации Ростехнадзора, 2005-2013 гг.)

Fig. 1. Breakdown of causes of emergency situations arising at the gas mains (according to the information provided by Rostechnadzor, 2005-2013)

< П

i H

k к

G Г

S 2

0 со § СО

1 О y 1

J CD

u-

^ I

n °

О 3 o

=s (

О i о §

§ 2 n g

О 6

Г œ t ( an

0 )

iï

® 00

СО В ■ £

s У с о

1 к

M 2

о о 10 10 u w

от

ОТ

5 О

О (О О щ

гих предгорных и горных районах участки труб, проложенных в траншеях, оголились вследствие общей и боковой эрозии [23].

В качестве примера подобных аварий можно привести прорыв подводного трубопровода компании ExxonMobil в Нигерии в дельте р. Нигер. В результате аварии в Атлантический океан попало 14 тыс. т нефти, вода покрылась черной нефтяной пленкой на 200 км вдоль берегов штата Аква-Ибом (рис. 2). Недавно в марте 2021 г. произошла авария на подводном участке трубопровода компании «Сибур» на р. Обь, неподалеку от г. Нижневартовска с пропуском широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ или пропан-бутана, который используется в быту и как газомоторное топливо) с последующим кратковременным возгоранием (рис. 3).

(О (О

N N

О О

СЧ СЧ

СО СО

К (V

U 3 > (Л

с и

m оо

. г

« (U j

ф ф

о ё

---' "t^

о

о у

s с 8 «

z ■ i от « от Е

Е О ^ с

ю о

S ц

о Е с5 °

СП ^ т- ^

Рис. 2. Авария на подводном трубопроводе компании ExxonMobil, Нигерия. Прорыв трубопровода в дельте р. Нигер (1998 г.)

Fig. 2. An accident at the underwater pipeline operated by ExxonMobil. Nigeria. Pipeline breakthrough in the estuary of the Niger River (1998)

Методы снижения аварийности МТ

Ввиду высокой аварийности подводных переходов применяются различные методы по защите трубопроводов от воздействия турбулентного потока. К подобным методам относятся заглубление трубопровода в грунтовое основание водотока, защита гибкими бетонными матами и т.д. [24, 25]. В каждом случае есть свои особенности взаимодействия потока и трубопровода. Например, при защите универсальными гибкими защитными бетонными матами (УГЗБМ) есть вероятность подъема потоком первых рядов мата и последующего заворачивания защитного покрытия (рис. 4), что приводит к изменению гидравлических характеристик потока в зоне перехода и может способствовать аварийной ситуации [26]. Также использование защитных покрытий в виде матов и габионов создает искусственный перекат на реке, который способствует размыву дна на прилегающих участках.

Рис. 4. Схема заворачивания мата водным потоком Fig. 4. Mat wrapping by the water flow.

Для того чтобы расчетными методами прогнозировать поведение того или иного вида компоновки подводного перехода через водоток, необходимо знать коэффициенты гидродинамического сопротивления CD и подъемной силы C, распределение скоростей вдоль трубопровода, значения размывающих скоростей для грунтов основания. Коэффициенты гидродинамического сопротивления и подъемной силы можно определить по следующим зависимостям:

2F

(1)

CD =

CL =-

Р^ 2 2F,

(2)

Рис. 3. Авария на трубопроводе компании «Сибур», р. Обь, неподалеку от г. Нижневартовска (6 марта 2021 г.) U :> Fig. 3. An accident at the Sibur pipeline. The Ob River, near Nizhnevartovsk. March 6, 2021

ю2рУ2 '

где . — продольная составляющая силы давления; ю — площадь миделевого сечения; р — плотность жидкости; V — скорость потока на подходе к препятствию; . — вертикальная составляющая силы давления.

Наиболее надежным методом определения коэффициентов сопротивлений является эмпирический. Подобные исследования проводились Д.В. Штеренлихтом [27], В.С. Боровковым [28] и другими авторами [29]. Однако для каждой компоновки трубопроводного перехода подобные значения будут уникальными. На текущий момент не суще-

Табл. 2. Значения коэффициентов гидродинамического сопротивления и подъемной силы при различных числах Re Table 2. Values of hydrodynamic resistance and lifting force coefficients at different Re numbers

Способ прокладки трубопровода Pipeline laying method Re = 1,4 • 105 Re = 2,2 • 105 Re = 3,2 • 105 Re = 4,0 • 105

CD Cx CD Cx CD Cx CD Cx

90° 1,180 -1,100 1,290 0,200 1,130 0,900 1,000 1,650

30° - - 0,560 1,180 0,245 0,590 0,220 0,390

45° - - 0,810 0,300 0,345 0,160 0,260 0,110

1/2 0,150 0,004 0,080 0,004 0,055 0,003 0,048 0,002

1/3 - - 0,620 0,910 0,330 0,660 0,190 0,470

Маты / Mats 0,200 0,700 0,250 0,600 0,240 0,165 0,270 0,010

ствует комплексных эмпирических исследовании для участков подводных переходов через водотоки многониточных МТ и их еще требуется провести.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате экспериментов на дозвуковой аэродинамической трубе установлены значения коэффициентов гидродинамического сопротивления и подъемной силы при различных числах Рейноль-дса для одиночного трубопровода, проложенного под различными углами по отношению к набегающему потоку, заглубленному на половину и треть диаметра в дно основания русла, а также защищенному гибкими бетонными матами типа УГЗБМ. При проведении исследований измерялись значения составляющих силы воздействия потока на модель трубопроводного перехода с помощью тензометри-ческих весов. Затем по формулам (1) и (2) рассчитывались коэффициенты гидродинамического сопротивления и подъемной силы. Значения полученных коэффициентов приведены в табл. 2.

Как видно из полученных результатов, наибольшей устойчивостью к всплыванию и наименьшим сопротивлением обладают трубопроводы, заглубленные на половину диаметра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты выполненных экспериментальных исследований показали, что наименьшие значения коэффициента гидродинамического сопротивления и подъемной силы получены для трубопровода с заглублением на половину диаметра. Из способов прокладки трубопроводных переходов без заглубления наиболее оптимальной является пригрузка трубопровода бетонными матами. При отсутствии возможности использования матов прокладка трубопровода под углом 45° по отношению к направлению движения воды также уменьшит степень воздействия потока на подводный переход на 65 %. При прокладке трубопровода под углом к набегающему потоку возникают вихревые течения вдоль трубы, которые также могут способствовать размывам и требуют более пристального изучения. Остаются открытыми и вопросы по изменению коэффициентов гидродинамического сопротивления и подъемной силы при прокладке двух и более ниток трубопровода, и воздействию потока на русло с трубопроводным переходом, т.е. устойчивости сооружения к размывам.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Ryltseva Yu. Design and construction of underwater pipelines crossings // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 263. P. 04006. DOI: 10.1051/e3s-conf/202126304006

2. Брянский И.А., Боровков В.С. Гидравлические характеристики турбулентного потока при обтекании препятствий // Гидротехническое строительство. 2020. № 2. С. 37-41.

3. Дейнеко С.В. Обеспечение надежности систем трубопроводного транспорта нефти и газа. М. : Техника, 2011. 176 с.

4. Дебольский В.К. Аварии подводных нефте-и газопроводов, и их последствия для водных объектов // Защита населения и территорий при чрезвы-

чайных ситуациях в мирное и военное время как составная часть национальной безопасности России : Вторая всерос. науч.-практ. конф. 1997. С. 234-235.

5. Эван Эхов Б.Г. К вопросу обеспечения надежности трубопроводов при строительстве переходов методом наклонно-направленного бурения // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. № 4 (138). С. 113-122. DOI: 10.17122/^-0^-2022-4-113-122

6. Шарнина Г.С., Абкадыров И.А. Строительство магистральных трубопроводов в российских болотах // Деловой журнал Neftegaz.RU. 2019. № 12 (96). С. 98-100.

< п

iH

k К

G Г

0 со

n СО

1 2 У 1

J со

u-

^ I

n ° o

з (

о i

о n

CO CO

n M n 0

о 6

r 6 t (

о )

i!

® 00

oe в

■ T

s У с о <D К WW

2 2

О О

2 2

W W

(О (О

N N

О О

СЧ СЧ

(О СО К (V U 3 > (Л С И

U оо

. г

« (U

ц

ф ф

О ё —■

о

о У

8 «

Z ■ ^ от

от IE

Е о ^ с

ю о

S «

о Е

СП ^

т- ^

от от

N

О tn

7. Шарнина Г.С., Абкадыров И.А. Адаптирование технологии сооружения магистральных трубопроводов Pipe Express к условиям болотистой местности России // Современные технологии в нефтегазовом деле — 2019 : сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. в 2 т. 2019. С. 389-392.

8. Дегтярев В.В., Шлычков В.А. Лабораторное и теоретическое исследование динамики размыва речного дна вблизи подводного перехода // Гидротехническое строительство. 2013. № 8. С. 21-27.

9. Рыльцева Ю.А. Современные способы и средства диагностики и ремонта подводных переходов трубопроводов // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. № 9. С. 1236-1263. DOI: 10.22227/19970935.2021.9.1236-1263

10. Azamathulla H.Md., Zakaria N.A. Prediction of scour below submerged pipeline crossing a river using ANN // Water Science and Technology. 2011. Vol. 63. Issue 10. Pp. 2225-2230. DOI: 10.2166/wst.2011.459

11. Azamathulla H.Md., Yusoff M.A.M., Hasan Z.A. Scour below submerged skewed pipeline // Journal of Hydrology. 2014. Vol. 509. Pp. 615-620. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2013.11.058

12. Parsaie A., Haghiabi A.H., MoradinejadA. Prediction of scour depth below river pipeline using support vector machine // KSCE Journal of Civil Engineering. 2019. Vol. 23. Issue 6. Pp. 2503-2513. DOI: 10.1007/s12205-019-1327-0

13. Myrhaug D., Ong M.C., F0ien H., Gjen-gedal C., Leira B.J. Scour below pipelines and around vertical piles due to second-order random waves plus a current // Ocean Engineering. 2009. Vol. 36. Issue 8. Pp. 605-616. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2009.02.007

14. Sumer B.M., Jensen H.R., Mao Y., Freds0e J. Effect of lee-wake on scour below pipelines in current // Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering. 1988. Vol. 114. Issue 5. Pp. 599-614. DOI: 10.1061/(asce)0733-950x(1988)114:5(599)

15. Dey S., Singh N.P. Clear-water scour depth below underwater pipelines // Journal of Hydro-Environment Research. 2007. Vol. 1. Issue 2. Pp. 157-162. DOI: 10.1016/j.jher.2007.07.001

16. Myrhaug D., Ong M.C., Gjengedal C. Scour below marine pipelines in shoaling conditions for random waves // Coastal Engineering. 2008. Vol. 55. Issue 12. Pp. 1219-1223. DOI: 10.1016/j.coasta-leng.2008.03.006

17. Zhang Q., Draper S., Cheng L., An H. Effect of limited sediment supply on sedimentation and the onset of tunnel scour below subsea pipelines // Coastal Engineering. 2016. Vol. 116. Pp. 103-117. DOI: 10.1016/j. coastaleng.2016.05.010

Поступила в редакцию 13 декабря 2022 г. Принята в доработанном виде 6 февраля 2023 г. Одобрена для публикации 9 марта 2023 г.

18. Dong H., Huang P., Sun Z., Li Z., Chong L. Numerical simulation of local scour and flow field around pipelines // Journal of Coastal Research. 2020. Vol. 111. Issue sp1. DOI: 10.2112/JCR-SI111-049.1

19. Damroudi M., Esmaili K., Rajaei S.H. Effect of pipeline external geometry on local scour and self-burial time scales in current // Journal of Applied Fluid Mechanics. 2021. Vol. 14. Issue 01. DOI: 10.47176/ jafm.14.01.31399

20. Zhu Y., Xie L., Su T.C. Scour protection effects of a geotextile mattress with floating plate on a pipeline // Sustainability. 2020. Vol. 12. Issue 8. P. 3482. DOI: 10.3390/su12083482

21. Sumer B.M., Fredsoe J. Scour below pipelines in waves // Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering. 1990. Vol. 116. Issue 3. Pp. 307323. DOI: 10.1061/(asce)0733-950x(1990)116:3(307)

22. Лисанов М.В., Савина А.В., Дегтярев Д.В., Самусева Е.А. Анализ российских и зарубежных данных по аварийности на объектах трубопроводного транспорта // Безопасность труда в промышленности. 2010. № 7. С. 16-22.

23. Габибов И.А., Джамалов А. Т., Алиев Э.Г. Оценка риска выхода из строя газопроводов на подводных переходах // Инновационные технологии в науке и образовании : VI Междунар. науч.-практ. конф. в 2 ч. Ч. 1. 2017. С. 27-32.

24. Медведев С.С., Мартынова Н.Б., Иванов И.А., Ермолаев А.С. Применение габионных конструкций для защиты подводных переходов трубопроводов // Наука и техника в газовой промышленности. 2007. № 3 (30). С. 90-93.

25. Зыков М.А., Иванов В.А. Методы защиты и берегоукрепления подводных переходов магистральных трубопроводов // Современные наукоемкие технологии. 2015. № 12-1. С. 29-33.

26. Bryansky I.A., Bryanskaya Yu.V., Yumasheva M.A. Hydraulic characteristics of the water flow under the conditions of stationary inward flow over pipelines with protection coating // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. Vol. 1030. Issue 1. P. 012128. DOI: 10.1088/1757-899X/1030/1/012128

27. Штеренлихт Д.В. Взаимодействие набегающего потока и трубопроводов на переходах через реки : дис. ... д-ра тех. наук. М., 1970. 459 с.

28. Богомолов А.И., Боровков В. С., Майранов-ский Ф.Г. Высокоскоростные потоки со свободной поверхностью : учеб. пособие. М. : Стройиздат, 1979. 344 с.

29. Боровков В.С., Брянский И.А., Юмашева М.А. Особенности поперечного обтекания водным потоком тел различной формы при наличии экрана // Научное обозрение. 2017. № 6. С. 27-32.

Об авторах: Дмитрий Юрьевич Шерстнёв — аспирант кафедры гидравлики и гидротехнического строительства; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ID: 1036902; sherstnevdmitrii@yandex.ru;

Илья Артемьевич Брянский — кандидат технических наук, ведущий инженер; Ленгипроречтранс; 198095, г. Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, д. 29, литер А; РИНЦ ID: 981795, Scopus: 57204360762; bryansky. ilya@gmail.com;

Юлия Вадимовна Брянская — доктор технических наук, доцент, профессор кафедры гидравлики и гидротехнического строительства; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ID: 280769, Scopus: 6505953432, ResearcherlD: AAE-7741-2020, ORCID: 0000-0002-6233-3690; mgsu-hydraulic@yandex.ru.

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

REFERENCES

1. Ryltseva Yu. Design and construction of underwater pipelines crossings. E3S Web of Conferences. 2021; 263:04006. DOI: 10.1051/e3sconf/202126304006

2. Bryansky I.A., Borovkov V.S. Hydraulic characteristics of the turbulence flow in the pipe crossings. Gidrotehniceskoe Stroitel'stvo. 2020; 2:37-41. (rus.).

3. Dejneko S.V. Ensuring the reliability of oil and gas pipeline transport systems. Moscow, Tekhnika, 2011; 176. (rus.).

4. Debol'skij V.K. Accidents of underwater oil and gas pipelines and their consequences for water bodies. Protection of the population and territories in emergency situations in peacetime and wartime as an integral part of the national security of Russia : the second All-Russian scientific and practical conference. 1997; 234-235. (rus.).

5. Evan Ekhov B.G. On the issue of ensuring the reliability of pipelines during the construction of crossings by directional drilling. Problems of collection, preparation and transportation of oil and petroleum products. 2022; 4(138):113-122. DOI: 10.17122/ ntj-oil-2022-4-113-122 (rus.).

6. Sharnina G.S., Abkadyrov I.A. Construction of trunk pipelines in Russian marshes. Business magazine Neftegaz.RU. 2019; 12(96):98-100. (rus.).

7. Sharnina G.S., Abkadyrov I.A. Adapting the technology of the structure of Pipe Express main pipelines to the conditions of Russia's bottom areas. Modern technologies in the oil and gas business — 2019 : a collection of proceedings of the international scientific and technical conference in 2 volumes. 2019; 389-392. (rus.).

8. Degtyarev V.V., Shlychkov V.A. Laboratory and theoretical study of the dynamics of erosion of the river bottom near the underwater crossing. Gidrotehniceskoe Stroitel'stvo. 2013; 8:21-27. (rus.).

9. Ryltseva Yu.A. The modern methods and means of diagnostics and repair of underwater crossings of the pipelines. Vestnik MGSU [Monthly Journal on

Construction and Architecture]. 2021; 16(9):1236-1263. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.9.1236-1263 (rus.).

10. Azamathulla H.Md., Zakaria N.A. Prediction of scour below submerged pipeline crossing a river using ANN. Water Science and Technology. 2011; 63(10):2225-2230. DOI: 10.2166/wst.2011.459

11. Azamathulla H.Md., Yusoff M.A.M., Hasan Z.A. Scour below submerged skewed pipeline. Journal of Hydrology. 2014; 509:615-620. DOI: 10.1016/ j.jhydrol.2013.11.058

12. Parsaie A., Haghiabi A.H., Moradinejad A. Prediction of scour depth below river pipeline using support vector machine. KSCE Journal of Civil Engineering. 2019; 23(6):2503-2513. DOI: 10.1007/s12205-019-1327-0

13. Myrhaug D., Ong M.C., F0ien H., Gjen-gedal C., Leira B.J. Scour below pipelines and around vertical piles due to second-order random waves plus a current. Ocean Engineering. 2009; 36(8):605-616. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2009.02.007

14. Sumer B.M., Jensen H.R., Mao Y., Freds0e J. Effect of lee-wake on scour below pipelines in current. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering. 1988; 114(5):599-614. DOI: 10.1061/ (asce)0733-950x(1988)114:5(599)

15. Dey S., Singh N.P. Clear-water scour depth below underwater pipelines. Journal of Hydro-Envi-ronmentResearch. 2007; 1(2):157-162. DOI: 10.1016/j. jher.2007.07.001

16. Myrhaug D., Ong M.C., Gjengedal C. Scour below marine pipelines in shoaling conditions for random waves. Coastal Engineering. 2008; 55(12):1219-1223. DOI: 10.1016/j.coastaleng.2008.03.006

17. Zhang Q., Draper S., Cheng L., An H. Effect of limited sediment supply on sedimentation and the onset of tunnel scour below subsea pipelines. Coastal Engineering. 2016; 116:103-117. DOI: 10.1016/j.coasta-leng.2016.05.010

18. Dong H., Huang P., Sun Z., Li Z., Chong L. Numerical simulation of local scour and flow field

< П

iH

k к

G Г

0 CO § CO

1 О

У 1

J to

^ I

n °

О 3 o

zs (

О i

о §

E w

§ 2

n 0

О 6

r 6

t (

Cc §

О )

Г!

® ю

Ю В ■ T

s У с о Г к WW

2 2

О О

2 2

W W

fl.fà. WepcmHëB, M.A. BpnHCKUû, fô.B. SpnHCHan

M M N N

o o

tv N

ci fi

* (V

U 3 > in

E M

m «o

. r

« q

H

<D <u

O S —■ "t^ o

o <£

S c

3 «

Z ■ ^

w is

en E

around pipelines. Journal of Coastal Research. 2020; 111(sp1). DOI: 10.2112/JCR-SI111-049.1

19. Damroudi M., Esmaili K., Rajaei S.H. Effect of pipeline external geometry on local scour and self-burial time scales in current. Journal of Applied Fluid Mechanics. 2021; 14(01). DOI: 10.47176/jafm.14.01.31399

20. Zhu Y., Xie L., Su T.C. Scour protection effects of a geotextile mattress with floating plate on a pipeline. Sustainability. 2020; 12(8):3482. DOI: 10.3390/su12083482

21. Sumer B.M., Fredsoe J. Scour below pipelines in waves. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering. 1990; 116(3):307-323. DOI: 10.1061/(asce)0733-950x(1990)116:3(307)

22. Lisanov M.V., Savina A.V., Degtyarev D.V., Samuseva E.A. Analysis of Russian and foreign data on accidents at pipeline transport facilities. Occupational Safety in Industry. 2010; 7:16-22. (rus.).

23. Gabibov I.A., Dzhamalov A.T., Aliev E.G. Assessment of the risk of failure of gas pipelines at underwater crossings. Innovative technologies in science and education : VI international scientific and practical conference in 2 hours. Part 1. 2017; 27-32. (rus.).

Received December 13, 2022.

Adopted in revised form on February 6, 2023.

Approved for publication on March 9, 2023.

Bionotes: Dmitry Yu. Sherstnev — postgraduate student of the Department of Hydraulics and Hydraulic Engineering; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RSCI: 1036902; sherstnevdmitrii@yandex.ru;

Ilya A. Bryansky — Candidate of Technical Sciences, lead engineer; Lengiprorechtrans; letter A, 29 Ivan Chernykh st., St. Petersburg, 198095, Russian Federation; ID RSCI: 981795, Scopus: 57204360762; bryansky.ilya@ gmail.com;

Yuliya V. Bryanskaya — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Hydraulics and Hydraulic Engineering; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RSCI: 280769, Scopus: 6505953432, ResearcherID: AAE-7741-2020, ORCID: 0000-0002-6233-3690; mgsu-hydraulic@yandex.ru.

Contribution of the authors: all of the authors made equivalent contributions to the publication. The authors declare that there is no conflict of interest.

24. Medvedev S.S., Martynova N.B., Ivanov I.A., Ermolaev A.S. Application of gabion structures for protection of underwater pipeline crossings. Science and Technology in the Gas Industry. 2007; 3(30):90-93. (rus.).

25. Zykov M.A., Ivanov V.A. Methods of protection and bank revetment of trunk pipeline's underwater lines. Modern High Technologies. 2015; 12-1:29-33. (rus.).

26. Bryansky I.A., Bryanskaya Yu.V., Yumashe-va M.A. Hydraulic characteristics of the water flow under the conditions of stationary inward flow over pipelines with protection coating. IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. 2021; 1030(1):012128. DOI: 10.1088/1757-899X/1030/1/012128

27. Shterenlicht D.V. Interaction of the oncoming flow and pipelines at river crossings : dis. ... dr. tech. sciences. Moscow, 1970; 459. (rus.).

28. Bogomolov A.I., Borovkov V.S., Maira-novsky F.G. High-speedflows with a free surface : textbook. Moscow, Stroyizdat, 1979; 344. (rus.).

29. Borovkov V.S., Bryansky I.A., Yumashe-va M.A. Features of water cross-flow of different shaped bodies in presence of a screen. Scientific Review. 2017; 6:27-32. (rus.).

E o

CL° c

LT> O

s «

o E

CD ^

en in

N

ïl

O in