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 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172

ны при ремонте нефтепровода для конкретного участка определяются по приведенной ниже методике расчета на прочность и устойчивость ремонтируемого участка нефтепровода.

4.4. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ

Выполнение технологических операций ремонта связано с возникновением в ремонтируемом нефтепроводе значительных напряжений, поэтому одним из важнейших факторов, в значительной степени определяющих возможность применения тех или иных способов ремонта нефтепровода, является величина возникающих напряжений.

Расчет ремонтируемого нефтепровода на прочность и устойчивость производится в целях определения и назначения технологических параметров ремонтных колонн, исключающих возникновение опасных напряжений, способных привести к появлению остаточных деформаций, образованию трещин и разрушению труб.

Расчет включает определение нагрузок и воздействий, возникающих при ремонте нефтепровода, выбор и определение предельных значений усилий, напряжений и деформаций, а также выбор основных технологических параметров капитального ремонта магистрального нефтепровода.

Проверка прочности ремонтируемого нефтепровода заключается в сравнении расчетного сопротивления металла труб с фактическими напряжениями, возникающими при ремонте.

4.4.1. НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА НЕФТЕПРОВОД ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ

При расчете нефтепроводов на прочность и устойчивость следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие при их сооружении, испытании, эксплуатации и ремонте. При производстве ремонтных работ нефтепровод находится под воздействием поперечных нагрузок от собственного веса, ремонтных машин, а также подвергается осевым усилиям от внутреннего давления, температурного перепада, изменения высотного положения, предварительного изгиба (полученного в процессе строительства) и т.д.

Коэффициенты надежности по нагрузке и воздействию на нефтепровод, учитывающие возможные изменения (превышения) этих нагрузок и воздействий по сравнению с нормативным, паспортным, расчетным и т.д., следует принимать по табл. 4.1 [36].

Собственный вес ремонтируемого нефтепровода длиной 1 м, включая вес перекачиваемой нефти и изоляционного покрытия, является основной нагрузкой, вызывающей изгиб ремонтируемого участка нефтепровода и определяется по формуле

?тр = Пб(Он - б)Уст + п5из(Он + биз)Уиз +

+ 0,785 Дв2у н, кН/м, (4.1)

где 5 - толщина стенки трубы, м; Он - наружный диаметр трубы, м; Yст - удельный вес металла трубы (для стали уст = 78,5 кН/м3); Ов - внутренний диаметр трубы, м; у н - удельный вес перекачиваемой нефти, кН/м3; у из - удельный вес изоляции, кН/м3; 5из - толщина изоляционного покрытия, м.

Расчетный вес нефтепровода, дтр = 1,1 дн, кН/м, (4.2)

где 1 , 1 - коэффициент надежности по нагрузке, учитывающий возможное превышение веса по сравнению с нормативным значением по формуле.

Нормативный вес грунта на 1 м трубопровода составляет:

<

25и

Таблица 4.1

Коэффициент надежности по нагрузке и воздействию на нефтепроводе

Нагрузка, воздействие

Собственный вес нефтепровода Вес изоляционного покрытия Воздействие предварительного напряжения нефтепровода (упругий изгиб и т.д.) Внутреннее давление для нефтепроводов:

диаметром 700- 1200 мм

диаметром менее 700 мм Вес перекачиваемого продукта Вес ремонтных машин и механизмов Вес грунта

Осадка грунта и вертикальные перемещения опорных устройств Температурные воздействия

Коэффициент надежности по нагрузке

1,1 1,1 1,0

1,15

1,0 1,0 1,2 1,2 1,5

1 - iVl - sin2 а I h -н-и

>

(4.3)

h (D + 25 )

гр низ

n(D + 25 )

(4.4)

где sina

2hгр

удельный вес грунта;

высота слоя грунта от оси трубопровода;

а = arсsin

& 2h

D + 25

низ *

(4.5)

При расчете трубопровода на продольную устойчивость необходимо определить сопротивление грунта продольным и поперечным перемещениям трубопровода. Значения этих сопротивлений можно определить согласно [9].

Предельное значение сопротивления грунта поперечным вертикальным перемещениям трубопровода

кр. верт = У грDн(hгр - 0,39Dн) + У грhг2рtg(0,7фгр)

0,7С h

гр гр

cos(0,7фгр)

(4.6)

сцепление

где фгр - угол внутреннего трения грунта; Сгр г унта.

Сопротивление грунта поперечным перемещениям трубо-п овода в го изонтальной плоскости

P = У h D

к . го г г н

tg2f 45o + фгр1 & tg45o + фгр 11

2 * Y грhгр Г 2 1

(4.7)

Сопротивление грунта продольным перемещениям трубопровода определяется по формуле

tgфгр + 2угр • DH • tgфгр + 0,6пDнCгр,

(4.8)