YER OSTI QUVUR OʼTKАZGICHLАRINI LOYIHАLАSHDА SEYSMIK TА’SIRLАR Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

DOI: 10.24412/2181 -144X-2024-1-39-44 N.R.Kulmuratov, Z.T.Ismoilova

YER OSTI QUVUR O'TKAZGICHLARINI LOYIHALASHDA

SEYSMIK TA'SIRLAR

N.R.KulmuratoV 1[0009-0000-1500-3421], Z.T.ISmoilova 2[0009-0005-3757-1522]

1PhD, Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti dotsenti 2Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti katta o'qituvchisi

Annotatsiya: Bu ishda elastik muhitda joylashgan seysmik hududlardagi quvurlarni loyihalashning asosiy maqsadizilzila zo'riqishlariga bardosh beradigan, xavfsiz va tejamkorbo'lgan va shu bilan birga boshqa tabiiy va texnogen xavf-xatarlarga qarshi kurashda qo'llaniladigan yechimlarga mos keladigan konstruktsion yechimlarni ishlab chiqishdir. Muammoning dolzarbligi yer qimirlashlari 8 balldan ortiq bo'lgan hududlarda quvurlarni loyihalash va qurish masalalarini aniq tartibga soluvchi hech qanday me'yoriy hujjatlarning yo'qligidadir Seysmik hududlarda magistral quvurlarning ishlashidagi jiddiy buzilishlar zilzilalar va kuchli portlashlar paytida dinamik ta'sirlardan kelib chiqadigan tuproqning tebranishlari va harakatlari natijasida yuzaga keladigan holatlar tahlil qilinadi

Kalit so'zlar: seysmik hudud, zilzila, magistral quvur, loyihalash, dinamik ta'sirlar, standart, kuchlanish, to'lqin, neft-gaz, oqim, muhit, grunt, tebranish, baholash, kuchli deformatsiya.

Аннотация: На данном работе основной задачей проектирования трубопроводов в сейсмических регионах, расположенных в упругих средах, является разработка конструктивных решений, выдерживающих сейсмические нагрузки, безопасных и экономичных и в то же время совместимых с решениями, применяемыми для борьбы с другими природными и техногенными воздействиями. -созданные опасности. Актуальность проблемы заключается в отсутствии каких-либо нормативных документов, четко регламентирующих проектирование и строительство трубопроводов в районах с землетрясениями силой более 8 баллов. В сейсмических регионах анализируются серьезные нарушения в работе магистральных трубопроводов в результате вибрации и движения грунта, вызванные динамическими воздействиями при землетрясениях и сильных взрывах.

Ключевые слова: сейсмический регион, землетрясение, трубопровод, проектирование, динамические воздействия, норма, напряжение, волна, нефть и газ, поток, окружающая среда, грунт, вибрация, оценка, сильная деформация.

Abstract: In this work, the main task of designing pipelines in seismic regions located in elastic environments is to develop design solutions that can withstand seismic loads, are safe and economical, and at the same time compatible with solutions used to combat other natural and man-made impacts. - created dangers. The urgency of the problem lies in the absence of any regulatory documents clearly regulating the design and construction of pipelines in areas with earthquakes with a magnitude of more than 8 points. In seismic regions, serious disruptions in the operation of main pipelines are analyzed as a result of vibration and ground movement caused by dynamic effects during earthquakes and strong explosions.

Key words: seismic region, earthquake, pipeline, design, dynamic impacts, norm, stress, wave, oil and gas, flow, environment, soil, vibration, assessment, severe deformation.

Kirish

Quvur o'tkazgichlarning mexanik yaxlitligiga ta'sir ko'rsatadigan eng muhim omillar quydagilardan iborat: oqim harakati, suyuq tuproq, yon bag'ir beqarorligi (ko'chkilar), seysmik to'lqinlarning tarqalishi va silkingan tuproq. Ular orasida dastlabki uchta xavf ko'milgan payvandlangan po'lat quvur o'tkazgichlar uchun eng jiddiy hisoblanadi. Quvu r o'tkazgichlarning tuproq bilan o'zaro ta'sir mexanizmi uchastkalarning faol xavfli geologik jarayonlari mavjud bo'lgan shuningdek, trassalarning sovuq shamol esadigan va tuprog'i o'piriladigan, qullaydigan o'tish joylaridan paydo bo'ladi.

Yer osti quvurlari uchun yer silkinishi odatda muhim omil emas. Seysmik to'lqinlarning tarqalishi er osti quvur liniyasida kuchlanishlarni keltirib chiqaradi, ammo amaldagi standartlarda ularning kattaligini (miqdorini) baholash metodologiyasi mavjud emas [1].

Google

1 COPERNICUS

ь LIBRARV-RU

39

Ushbu tadqiqot "Dinamik yuklar ta'sirida oqib turgan suyuqlik bilan yupqa devorli yer osti quvurlarining egri chiziqli uchastkalarning dinamik kuchlanish-deformatsiya holatini o'rganish nazariyasini rivojlantirish va tadqiq etish uslublarini ishlab chiqish" ma'ruzasiga ilova hisoblanadi. Quvur tizimlari neft-gaz va neft-kimyo sanoatining asosiy tarkibiy qismini tashkil etadi, shuning uchun ularning xavfsizligi ko'p jihatdan quvur o'tkazgichlarining texnik holatiga bog'liq bo'ladi.

Nasos va kompressor quvur o'tkazgichlarining tizilmalarini ishlatish jarayonida noqulayliklar mavjud, chunki ular mashinalar tomonidan, uzatadigan muhitga bog'liq holda sezilarli tebranish ta'sirida bo'ladi. Ushbu ta'sirlar murakkab tabiatga ega va kuchlanishlarning o'zgarishi, oqimning uzilishi, uning yo'nalishi va tezligining o'zgarishi, akustik rezonanslar, quvur o'tkazgichlarining bog'lanma joylarida oqimlarning o'zaro ta'siri va boshqa omillar bilan bog'liq. Ba'zi hollarda tebranishlar ta'siri tuproq orqali quvur o'tkazgichlarning tayanchlariga uzatiladi.

Quvur o'tkazgichlar tizimlarini loyihalashda yuqoridagi omillarning o'zaro ta'sirini hisobga olish, quvur tizimida tebranish ta'sirining darajasi va parametrlarini baholash va quvurning xavfsiz ishlash muddatini aniqlash deyyarli mumkin emas. Quvur o'tkazgichlarning resursi, tebranishlar ta'siridagi, siklli o'zgaruvchan kuchlanishlar miqdori (darajasi) bilan aniqlanadi, bu esa eng ko'p yuklangan uchastkalarda shikastlanishlar va keyinchalik charchashlarga yoki bo'g'inlarning germetik buzilishiga olib keladi. Shuning uchun quvur tuzilmalari resurslarini oldindan aytib berish uchun kuchlanish-deformatsiya holatini to'g'ri baholash kerak. Ya'na bir xavf omili bu yoriq joyni kesib o'tishdir. Yoriq joy orqali o'tuvchi po'lat quvur o'tkazgichlarni loyihalash, po'lat quvur o'tkazgichning elastik bo'lmagan muhitda harakatlanayotgan tuproqqa bog'liq holda deformatsiyalanish xususiyatdan foydalanishga asoslangan.

Materiallar va usullar

Loyihalashda quvur o'tkazgichning buzilish zonasini kesib o'tish joyi, bo'ylama kuchlanish ta'sirida bo'ladi, chunki siqilishda yuk ko'tarish qobiliyatining chegaraviy (mahalliy egilish yoki bo'ylama ustivorlikni yo'qotish) holatlari, odatda uzilishga olib keladigan kuchlanish miqdoridan ancha past bo'ladi. Odatda hamma vaqt bunday bo'lmaydi. Shuning bilan birga, KMK 2.02.01-98 [1] ga muvofiq ob'ekt asosidagi (poydevoridagi) quvur o'tkazgich butun xizmat muddatida maksimal ruxsat etilgan deformatsiyalar nisbiy gorizontal cho'zilish yoki siqilish uchun 1 mm / m dan oshmasligi; egrilik radusi 20 km dan kam bo'lmasligi; qiyalik 3 mm/m; KMK 3.06.08-97 [2] ga ko'ra, to'siq 1 sm va poydevor og'ishi 0,005 da bo'lishi kerak. Belgilangan siljish qiymatlari oshib ketgan bo'lsa, ular xavfli hisoblanadi.

Bunday hududlarda quvurlarni loyihalash, amaliyotida ishlatish jarayonida ishonchliligini ta'minlashda qabul qilingan elementlardan biri devor qalinligi oshirish, ya'ni quvur o'tkazgichining mustahkamlik xususiyatlarining oshirish hisoblanadi. Biroq 2000 yilda Yaponiya gaz assotsiatsiyasi tomonidan ishlab chiqilgan magistral quvurlarni seysmik loyihalash metodologiyasida [3] taqdim etilgan yana bir yondoshuv mavjud.

Ushbu tavsiyalarga muvofiq algoritm ishlab chiqilgan bo'lib, u quydagilarni o'z ichiga

oladi:

1. Quvur o'tkazgich parametrlarini aniqlash;

2. Seysmik ta'sirli hududlarni aniqlash;

3. Mumkin bo'lgan yuklarni va ta'sirlarni baholash;

4. Quvurning tuproq bilan o'zaro ta'sirini modellashtirish;

5.Quvur o'tkazgichning mumkin bo'lgan deformatsiyalarini tahlil qilish;

6. Quvur o'tkazgich parametrlarini hisoblash.

Magistral quvurlarni seysmik loyihalash bo'yicha tavsiya etilgan metodologiyada [3] loyihalash jarayonida seysmik ta'sirni o'rganishning ikki ehtimoliy darajasini ko'rib chiqishni

taklif qiladi. (1-jadval).

1-jadval

_Quvur o'tkazgichlarni loyihalashda seysmik ta'sirlarni o'rganish sxemalari

Sxemalar Yer qimirlash ehtimoli Quvur o'tkazgichga qo'yiladigan talab Qaror qilish

1-daraja Kuchsiz seysmik ta'sirda bo'lgan quvur o'tkazgichning ishlash muddati davomida yuzaga kelish ehtimoli yuqori Kuchli deformatsiyaga yo'l qo'yilmaydi (shartli deformatsiya 1% dan ko'p emas). To'lqin tezlanish-lari spektri orqali tezliklar-ning solishtirma spektrini aniqlash

2-daraja Ishlatish muddati davomida yuzaga kelish ehtimoli past bo'lgan kuchli seysmik ta'sir Yaxliklikni (butunlikni) yo'qotmaslik 3% gacha deformatsiyaga ruxsat beriladi 1.Qit'a yer qimirlash-lari uchun gupomarkazdagi tezlik spektrini o'rganish 2.TeKtonik yoriqlar tahlili

Quvur o'tkazgichdagi seysik ta'sir potentsialilarning yuqori darajasini va shu bilan birga namoyon bo'lish ehtimolining nisbatan pastligini hisobga olgan holda, biz tadqiqotning ikkinchi (stsenariysini) holatini ko'rib chiqamiz. Seysmik ta'sirlar seysmik buzilishlar degan narsaga olib keladi. Bunday holda, tuproqning siljishi gorizontal yo'nalishda sodir (1 -rasm) bo'ladi.

1-rasm. Quvur-grunt o'zaro ta'sir modeli

Eng yuqori ishchi yukini hisoblash uchun po'lat quvurning mustahkamlanganligini hisobga olgan holda quyidagi formuladan foydalanamiz:

nN

o

J

1

2 a

1

4 E t

1 + N) 3a4N a0 D

mexanik

(1)

bu yerda acr0 - ichki bosimni hisobga olmaganda eng yuqori yuklanish; 00 -po'latning oquvchanlik chegarasi; a va N - Ramberg-Osgud parametrlari a=1,2 deb qabul qilamiz; E -elastiklik moduli; t - devor qalinligi; D - diametr. N- Ramberg - Osgud parametri kuchlanish diagrammasi bo'yicha 19,9; 52,17; 65; 72 ga teng deb qabul qilinadi. Hisoblash to'rt turdagi po'latlar uchun amalga oshirildi Y/T nisbat 0,82; 0,78; 0,75; 0,72 ga teng bo'ladi. Bundan

0

keyin quvur o'tkazgichning geometriyasini, materialning chiziqli bo'lmagan xususiyatlarini va ichki bosimini hisobga olgan holda kuchlanishni hisoblaymiz [3]:

( ~ \

V У

(1 + f гаг)-2 = 1 - 2.1f exp(-0.92f)

(2)

bu f -- konstruktiv parametr, 0; 0,4; 0,6; 0,8 ga teng deb qabul qilingan; or - kuchlanishlar

nisbati, deformatsiyaga mos ravishda 1,5 va 0,5 % bo'lganda Ramberg-Osguda diagrammasidan olingan:

<Jr

1,5

0,5

bu yerda or -1,08; 1,03; 0,97; 0,95 qiymatlarga teng. Eng yuqori deformatsiyalarni quyidagi ifodadan aniqlash mumkin:

E

(3)

bu yerda

ka =Go +a&o

N

Сс - egriliklarni umumlashtirilgan egri chiziqqa aylantirish imkonini beruvchi omil:

Cc = (1 + )2

f

I D

Nihoyat yuqori (cho'qqi) qiymatga ega deformatsiya uchun tenglikni olamiz.

(1 + f )2

f

a

D

= 1 + 3,9 exp(2,0f )

(4)

(5)

eng yuqori (cho'qqi) qiymatga ega eguvchi momentni aniqlash uchun quydagi ko'rinishdagi formuladan foydalanamiz [3]:

(6)

m _

m _

2 4

(1 + far )2 = — 2,4exp(-80f. ), ж

bu yerda Mcr - eng yuqori (cho'qqi) qiymatdagi eguvchi moment; Mcr0 - ichki bosimi hisobga olinmagan holda yuqori qiymatdagi eguvchi moment. Berilgan qiymatlar asosida va nisbatlarni aniqlash uchun f va Y/T har xil qiymatlar uchun egrilikni quramiz. Grunt siljishi paytidagi maksimal deformatsiyalarni topish uchun quydagi ifodaga murojat qilamiz:

qw

'SBM max

3nEDt

(7)

Bu yerda q -tuproqning siljishdagi maksimal qarshiligi,W - seysmik to'lqinlarning ta'sir diapazoni (hisoblashlarda diapazon 0 dan 200 m gacha deb qaralgan). Bu ifoda balkaning elastik nazariyasi bo'yicha quvur o'tkazgichlarining deformatsiyalarini tavsiflaydi. Seysmik to'lqin ta'siri oralig'ining ma'lum bir kritik qiymatiga erishganda, quvur o'tkazgichini sterjen elastik nazariyasiga ko'ra hisoblanishi kerak:

-D ^ (8)

'SBM max

w

Bu yerda 5max - grunt siljishining maksimal qiymati, hisoblashlarda 1, 2, 3 m qiymatlari hisobga olingan. 0 dan 200 m gacha bo'lgan uchastkalardagi deformatsiyalar qiymatlarini

cr

cr 0

=

0

0,5

2

1

0,5

2

t

1

cr 0

ikkita hisoblash formulasi yordamida hisoblab, quvur o'tkazgichining maksimal deformatsiyaning Y/T nisbatiga, grunt siljishining kattaliga va to'lqin ta'sir zonasiga bog'liqligini olamiz (2-jadval).

2-jadval

£cr 0 Cc Cc Cc Cc

0,005705937 1 2,050721 2,716098 3,474827

0,003909856 1 1,990809 2,612904 3,319467

0,00363,16766 1 1,931785 2,511709 3,16766

0,003483918 1 1,902606 2,46186 3,093089

£cr 0 Cc Cc Cc Cc

0,005705937 1 2,050721 2,716098 3,474827

0,003909856 1 1,990809 2,612904 3,319467

0,00363,16766 1 1,931785 2,511709 3,16766

0,003483918 1 1,902606 2,46186 3,093089

Gorizontal chiziqlarni qurish uchun (po'lat quvurlar uchun maksimal deformatsiyalar) yuqorida olingan ma'lumotlarlardan foydalanildi. Quvur o'tkazgich elastik balka nazariyasiga "(grafikning ko'tarilish qismi), shunigdek, elastik sterjen nazariyasiga (grafikning pasayib boradigan qismi) muvofiq hisoblandi. Deformatsiya kesishish nuqtasida maksimal qiymatga erishadi. Deformatsiyaning yuqori nuqtasida, quvur balka kabi ishlashdan to'xtab sterjen kabi deformatsiyalana boshlaydi [5,6].

«00

ICO

0 -I—■—■—'—■- ■ ' - ■ -.)—.-^^-t—■—■—■—■—

0.00 0.02 OuM «LOti 0M 0,11] O.Ii

Slrain, |c]

2-rasm. Ramberg - Osgud kuchlanish diagrammasi

Grafikdan ko'rinib turibdiki, uzilishda vaqtinchalik qarshilikning oquvchanlik chegarasiga nisbatan 0,75 teng bo'lgan tanlangan po'lat seysmik xavfli zonalarda ishlash uchun yaroqsiz, hatto grunt 2 m ga siljishi paytida quvur o'tkazgichni ishlatish mumkin emas (2-rasm). Y/T=0,84 bo'lgan po'lat muqobil po'lat hisoblanadi. Ko'rinib turibdiku, deformatsiyalar cho'qqisi 08XMChA, 13XFA, quvur po'latlari uchun ruxsat etilgan deformatsiyalarga erishmaydi, bunda obp =570MPa; otK = 480 MPa; Y/T < 0.85.

Taklif etilayotgan metodika seysmik xavfli hududlarda (rayonlarda) ishlash uchun yaroqli po'lat markalarini tanlash imkonini beradi. 0 dan 200 m gacha bo'lgan uchastkalardagi deformatsiyalar qiymatlarini ikkita hisoblash formulasi yordamida hisoblab chiqiladi, quvur o'tkazgichning maksimal deformatsiyasi Y/T nisbatiga, grunt siljishining kattaliga va to'lqin ta'sir zonasiga bog'liqligini aniqlaymiz.Gorizontal chiziqlarni qurish uchun (po'lat quvurlar uchun maksimal deformatsiyalar) yuqorida olingan ma'lumotlarlardan foydalanildi. Quvur o'tkazgich elastik balka nazariyasiga (grafikning ko'tarilish qismi),

Google

1 COPERNICUS

fc LIBRARY.RU

43

shunigdek, elastik sterjen nazariyasiga (grafikaning tushuvchi sterjeni) muvofiq hisoblangan. Deformatsiya kesishuv nuqtasida maksimal qiymatga erishadi. Deformatsiyaning yuqori nuqtasida, quvur balka kabi ishlashdan to'xtaydi va sterjen kabi deformatsiyalana boshlaydi. Grafikdan ko'rinib turibdiki, uzilishda vaqtinchalik qarshilikning oquvchanlik chegarasiga nisbatan 0,75 teng bo'lgan tanlangan po'lat seysmik xavfli zonalarda ishlash uchun yaroqsiz, hatto grunt 2 m ga siljishi paytida quvur o'tkazgichni ishlatish mumkin emas. Y/T = 0,84 bo'lgan po'lat muqobil po'lat hisoblanadi.

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

[1.] Murzaxanov G.X., Oleynikov S.S. Seysmik ta'sirida quvur o'tkazgichning qoldiq devorini baholash. // Burenie i neft. 2008. № 4.19-22 betlar.

[2.] May Mente. Tekis garmonik to'lqin tarqalishida silindrsimon yoriqlar yuzasi yaqinidagi dinamik yuklanish va siljishlar. Prikladnaya mexanika, ing. tarjima, 1963, 30-1., №3 soni, 117-126 betlar

[3.] Seleznev V.E., Aleshin V.V., Klishin G.S. Gaz quvurlari tizimlarini raqamli modellashtirish usullari va texnologiyalari. M.: Izd - vo Editorial URSS, 2002. 448 b.

[4.] Sultonov K.S. Yer osti inshootlarining zilzilaga chidamliligi to'lqin nazariyasi. Tashkent: Fan, 2016. -392 b.

[5.] Nazarov Yu. P. Seysmik ta'sirlarning hisoblash modellari. -M.: Nauka, 2012. - 414

b.

[6.] Trzaghi. K. Cruntning nazariy mexanikasi. Wiley, Nyu-York, 1943, t. 66