Проблемы при строительстве и эксплуатации нефтепроводов в многолетнемерзлых грунтах

Статья посвящена исследованию проблем обеспечения устойчивого положения нефтепроводов в сложных природно-климатических условиях. Цель – проанализировать существующие проблемы многолетнемерзлых грунтов, влияющие на вид, метод, технологию строительства нефтепровода и его последующую эксплуатацию до предельного состояния. Задачи: определить причины возникновения деформаций нефтепровода в криолитозоне; рассмотреть защитные мероприятия, сохраняющие устойчивое положение нефтепровода в криогенных условиях; описать физический процесс сезонно-действующих охлаждающих устройств по сохранности стабильно-отрицательной температуры талого грунта в летний период. В ходе исследования применялся системный инженерно-геокриологический подход, интегрирующий анализ криогенного строения грунтового массива, его термического режима и фильтрационно-миграционных процессов фазовых переходов влаги. Установлено, что ключевыми проблемами при строительстве и эксплуатации нефтепроводов в криолитозоне являются деградация многолетнемерзлых грунтов (протаивание), пучение грунтов и развитие склоновых процессов, приводящие к неравномерным осадкам опор и возникновению критических напряжений в стенке трубы. В рамках защитных мероприятий, обеспечивающих устойчивое проектное положение, предлагается: применение теплоизоляции из пенополиуретанового покрытия для стабилизации температурного режима; использование сезонно-действующих охлаждающих устройств в летний период; устройство подвижных опор из хладостойких сталей с узлами крепления на основе фторопластовых композитов для компенсации температурных перемещений трубопровода. На основе анализа эксплуатационных данных можно заключить, что подземный способ прокладки с глубиной заложения 2,5–3 м – технически и экономически обоснованное решение для многолетнемерзлых грунтов, способное обеспечить безопасную эксплуатацию в течение 30 лет. В то же время надземный способ остается актуальным для арктических регионов с высокой льдистостью, где глубина оттаивания может вызывать деформации свыше 500 мм. В статье достигнута цель выявления существующих проблем многолетнемерзлых грунтов, влияющих на вид, метод, технологию строительства нефтепровода и его последующую эксплуатацию.

многолетнемерзлые грунты, криолитозона, термостабилизация, тепловая изоляция, термостабилизирующие экраны, сезонно-действующие охлаждающие устройства, устойчивость, проектное положение, просадка, пучение