Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56

Отдел: Овъежг.

Выходная информация

Заказ: Вариант: Дата:

Расчет прочности разветвленных подземных трубопроводов {«Узлы-7в»)

Исходные данные: Количество узлов

Коэффициент линейного расширения Коэффициент Пуассона металла

КоэЧкрицисн! перегрузки ipyirru

15 Коэффициент перегрузки давления

•000012 Модуль упругости металла, МПа

0.3 Объемный вес металла, кН/м»

о.85 Высота засыпки, см

Узел i

2 3 4

7 8 9 10 11 12 13 14 15

Примыкающие узлы

О О 2 3 11 5 5 4 3 6 4 8

6 3 9 8 7 10 12 О 13 15 О 7 14 О О

О О 4 И

О 12 О О 5 О О О О

0.0 0.0 270.0 180.0 180.0 180.0 270.0 270 0 270,0 270.0 180.0 1Ш.0 270.0 270.0 270.0

90.0 90.0 S00 90.0 90.0 90.0 180.0 0.0 90.0 90.0 0.0 0.0 90.0 0.0 0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 270,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.1Е20 0.1Е20 0,0 0,0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0,0 0,0 0.0 0.0 0.0

0.1Е20 0.1Е20 0.0 0,0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.IE20 0.1Е20 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

210 ООО 78.5

шнфр

участка

1-6 2-3 3-9 3-4 4-8 4-11 5-U 5-7 5-6 6-10 7-12 8-12 9-13 10-15 3-14

Шифр участка

2-3 3-9 3-4 4-8 4-11 5-11 5-7 5-6 6-10 7-12 8-12 9-13 10-15 3-14

I. см

в, см

р, МПа

13 000. 5 000. 10 000. 1 220,

200.

380.

380.

200. 1 220. 10 000.

380.

380. 10 000. 10 000. 10 000.

142.0 142.0 142.0 102.0

32.0 102.0 102.0

32.0 102.0 142,0

32,0

32.0 142,0 142.0 142,0

1.90 1.90 1,90 1.60 I 40 1.60 1,60 1.40 1,60 1.90 I 40 1.40 1.90 1.90 1.90

43.0 43.0 43,0 43.0 43.0 43.0 43,0 43.0 43.0 43.0 43.0 43.0 43.0 43.0 43.0

5,4 5.4 5,4 5,4 5,4 5.4 5,4 5,4 5.4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4 5,4

0.30 0.30 0,30 0,30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30

0,20

0,20

0,20

0.20

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

0.20

0.20

2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2,60 2.60 2,60 2,60

е., МПа/см

О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-30 О.ЮЕ-ЗО 0.10Е-30 О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-30 О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-30 О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-30 О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-30

£,р. МПа

Фгр. градусы

Сд, МПа/см

0.10Е-30 О.ЮЕ-ЗО 0,10Е-30 О.ЮЕ-ЗО 0,10Е-30 О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-30 О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО О.ЮЕ-ЗО

0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 О 50 0.50 0.90 0.50 0.38 0.90 0.90 0.38 0.38 0.38

0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72

Результаты расчета

П р о Д о .4 ж с и Н 0.

Шифр участка

7-12 7-12 8-12 8-12 8-12 9-13 9-13

oi Я •

5 = -§-,-.10-15

111:-

Я j: д Л С g, я S Е 9

9-13

К00РДН1!<1ТЫ

0.5 0.0 1.0 0.5 0.0 1.0 0.5 0.0 1.0 0.5 0.0 1.0 0.5 0.0

Продолвное перемещение, см

- ,100Е 00

- .208Е 00 -.810Е-02 -.116Е 00 -.225Е 00

0.442Е-00 0.122Е 00 0.338Е-01 0.284Е 01 0.122Е 01 0.442Е 00 0.284E-0I

0.122Е 01 0.442Е 00

ГЛАВА 9

РАСЧЕТ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, ПРОКЛАДЫВАЕМЫХ НА ОБВОДНЕННЫХ УЧАСТКАХ ТРАССЫ

Иа подземные трубопроводы, прокладываемые на обводненных участках трассы, дополнительно действует нагрузка от выталкивающей силы воды, н сопротивление обводненного грунта поперечным и продольным перемещениям трубы уменьшается. В связи с этим даже трубопроводы, прокладываемые в минеральных грунтах, необходимо дополнительно закреплять] против потери устойчивости. Опыт эксплуатации показал, что расчет таких! трубопроводов с учетом действите.чьных условий их работы прнобретае важнейшее значение.

Учитывая возможно большие перемещения трубопровода прн малом сопротивлении грунта его перемещеииям, для всех участков таких трубо-11Р0В0Д0В обязательна проверка деформаций трубы при действии всех нагрузок и воздействий. Это особенно относится к участкам трубопровода, имеющим начальный изгиб в вертикальной плоскости нли относительно большие углы поворота в горизонтальной плоскости.

Для оценки напряженно деформированного состояния подземных трубопроводов, прокладываемых на обводненных участках, разработан комплекс программ, алгоритмы которых позволяют учесть характер взаимодей- ствия трубопровода с грунтом, балластировку трубопровода и особенно сти, связанные с геометрической и физической нелинейностью.

§ 1. Определение нагрузки от выталкивающей силы воды

Поперечная нагрузка иа трубопровод от выталкивающей силы воды зависит от уровня воды относительно трубы. Если пренебречь кривизной трубопровода, то выталкивающая сила, действующая на единицу длины трубопровода, определяется по формуле

<?в = Ув/о6в; обв= -- (С£ - sin а),

(9.1)

где Yb -удельный вес воды с учетом растворенных и взвешенных в ней веществ; Dn-наружный диаметр трубы с учетом изоляционного покрытия и футеровки; а -угол, характеризующий уровень воды относительно оси трубы.

если hh;

2n -accos---1 если ft<hB<fto;

2 (Лв fto)

2 arccos-~-> есл и h„<.hBM;

(9.2)

если

Нв>Н,

J.J.-esP" верха засыпки до уровня воды; h, he, И соответ-черха засыпки до верхней образующей, оси и ниж-•с»

При формула (9.1) записывается в виде

§ 2. Сопротивление грунта перемещениям трубы

Рис. 46. Принятые обозначения подземного трубопровода при обводнении

При расчетах подземных трубопроводов, прокладываемых иа обводненных участках, как показали проведенные во ВНИИСТе эксперименты, можно пользоваться теми же моделями грунта, что и для трубопроводов в обычных условиях. При этом изменяются только количественные параметры модели. На оствант провсдсннш эиспери.ментов установлены эмпирические формулы для определения предельной удерживающей способности грунта. В зависимости от уровня воды предельное сопротивление грунта поперечным вертикальным вверх перемещеииям трубы определяется по формулам: Прн Лвй

flnp.rp -

УгрЛв + Увзв 1 - Ао--1- н

[Угрйв (2Ао + Ав) + Ybsb (Ло Лв)1 tg 0.7фгр +

0.7Угр

ЛвОн-

.гр - Yrp

+ Fo6b]+ Y

COS 0,7фгр

(9.4)

{,ho-hB)D„ + ---Jo6b

- Лв) tg 0,7 Фгр + Yb3b do - Лв) tg 0.7 Фгр +

0.7Й0С,

np.rp Yl

r,pft2tg0.7<p,p-f

cos 0,7фгр.

cos 0,7фгр

(9.5) (9.6)

где Db - наружный диаметр трубы; угг - объемный вес грунта в естественном (необводненном) состоянии; у«зв объемный вес грунта во взвешенном состоянии; й - коэффициент, характеризующий призму выпора, принимаемый равным единице для трубопроводов условным диаметром от 100 см н бо.чее н меньше единицы-для трубопроводов мепыпих диаметров {к Вн/100); фгр угол внутреннего трення грунта; сгр - сцепление грунта: foCB -площадь сечения трубы, находящейся в обводненном состоянии. Объемный вес грунта во взвешенном состоянии

Ybsb-

1-fe

(9.7)

где Yy-удельный вес грунта (скелета); у»-УДельный вес воды; е - коэффициент пористости

Прн назначении уровня обводнения рассчитываемого участка трубопровода следует исходить не только нз данных непосредственных изыска-нпй трассы трубопровода, но и учитывать прогиозируе.мы11 уровень воды, связанный с гидрогеологическими условиями и их изменениями во времени При назначении объемного веса необводнепного грунта необходимо учитывать изменение его влажности за счет капиллярного подсоса из нижней