повыШение надеЖноСти экСплуатации...

7
126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение УДК622.692.23.072 повыШение надеЖноСти экСплуатации резервуаров путем внедрения новых конСтруктивных реШений в оСнования Фундаментов Reliability enhancement of reservoirs maintenance by implementation of new design solutions for foundation beds В.М. Куприянов Уфимский государственный нефтяной технический университет The classification of foundation and basements for the RVS type reservoirs has been developed by us, its main constructing principle is the constructive peculiari- ties which depend on engineering-geological conditions of construction sites. The presented classification provides the possibility of the prediction for perspective research streamlines for upgrading of storage plant constructions and basements. The proposed reservoir foundation structure allows to reduce local uneven precipi- tation under the reservoir wall and to strengthen stiffness of junction of reservoir wall and bottom. Предложена классификация оснований и фун- даментов под резервуары типа РВС, в основе кото- рой лежит принцип учета конструктивных особен- ностей в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки. Представленная классификация обеспечивает возможность про- гнозирования перспективных направлений иссле- дований по совершенствованию конструкций и методик расчета оснований и фундаментов под вертикальные стальные резервуары. Предложена конструкция основания резервуа- ра, позволяющая снизить местные неравномерные осадки под стенкой резервуара, а также повысить жесткость узла сопряжения стенки и днища резер- вуара. Стальные резервуары различной вместимос- ти, предназначенные для сбора и оперативного хранения нефти, являются важным элементом в технологическом процессе ее добычи, подготов- ки и транспорта. Кроме того, они используются для предварительного обезвоживания нефти на промыслах или как буферные емкости при магис- тральном транспорте нефти, или на нефтебазах для сбора, хранения и распределения различных нефтепродуктов. В настоящее время на предприятиях топлив- но-энергитического комплекса (ТЭК) России экс- плуатируется резервуарный парк общим объемом более 50 млн. м 3 [3]. Наиболее распространен- ным типом резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов являются стальные вертикальные цилиндрические резервуары, которые представ- ляют особый класс сооружений, по существу не имеющих аналогов в промышленном и гражданс- ком строительстве. Практически каждый из резервуаров, запол- ненный нефтью или нефтепродуктом, это объ- ект повышенной опасности для персонала пред- приятий и окружающей среды. Аварии крупных стальных резервуаров, сопровождающиеся раз- ливом огромных масс жидкости, могут привести и приводили к катастрофическим последствиям с человеческими жертвами, нарушениям штатных режимов эксплуатации объектов транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов, а также к зна- чительному загрязнению окружающей среды. От надежной работы резервуаров и резерву- арных парков зависит не только нормальная и безаварийная эксплуатация вышеназванного ком- плекса народного хозяйства, но и уровень его про- мышленной и экологической безопасности. Резервуары относятся к промышлен- ным конструкциям, которые, даже в штат- ном режиме эксплуатации, находятся в слож- ном напряженно-деформированном состоянии. Напряженно-деформированное состояние конс- труктивных элементов стальных вертикальных резервуаров возникает уже на стадии изготовле- ния, производства строительно-монтажных работ. Дальнейшее увеличение напряжений в элемен- тах конструкции резервуара является следствием действия как эксплуатационных нагрузок (гидро- статическая нагрузка, избыточное давление, ваку- ум, снеговая, ветровая и температурные нагрузки), так и результатом неравномерной осадки его осно- вания, как по площади, так и / или по периметру. С учетом климатических и геологических усло- вий для обеспечения устойчивости резервуары строят на свайных фундаментах. Опыт строитель- ства на свайных фундаментах других промыш- ленных и гражданских сооружений показывает, что во многих случаях с помощью свай удается обеспечить необходимые требования по допус- каемым осадкам сооружений. Данный способ, используемый в резервуаростроении, обеспечи- вает более надежную эксплуатацию резервуаров,

Transcript of повыШение надеЖноСти экСплуатации...

Page 1: повыШение надеЖноСти экСплуатации ...ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2007/1/126-132.pdf · 2015-06-09 · 126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение

1262007 том 5, №1

Т р а н с п о р т и х р а н е н и е

УДК622.692.23.072повыШение надеЖноСти экСплуатации резервуаров путем внедрения новых конСтруктивных реШений в оСнования Фундаментов

Reliability enhancement of reservoirs maintenance by implementation of new design solutions for foundation beds

В.М. КуприяновУфимский государственный

нефтяной технический университет

The classification of foundation and basements for the RVS type reservoirs has been developed by us, its main constructing principle is the constructive peculiari-ties which depend on engineering-geological conditions of construction sites. The presented classification provides the possibility of the prediction for perspective research streamlines for upgrading of storage plant constructions and basements.The proposed reservoir foundation structure allows to reduce local uneven precipi-tation under the reservoir wall and to strengthen stiffness of junction of reservoir wall and bottom.

Предложена классификация оснований и фун-даментов под резервуары типа РВС, в основе кото-рой лежит принцип учета конструктивных особен-ностей в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки. Представленная классификация обеспечивает возможность про-гнозирования перспективных направлений иссле-дований по совершенствованию конструкций и методик расчета оснований и фундаментов под вертикальные стальные резервуары.

Предложена конструкция основания резервуа-ра, позволяющая снизить местные неравномерные осадки под стенкой резервуара, а также повысить жесткость узла сопряжения стенки и днища резер-вуара.

Стальные резервуары различной вместимос-ти, предназначенные для сбора и оперативного хранения нефти, являются важным элементом в технологическом процессе ее добычи, подготов-ки и транспорта. Кроме того, они используются для предварительного обезвоживания нефти на промыслах или как буферные емкости при магис-тральном транспорте нефти, или на нефтебазах для сбора, хранения и распределения различных нефтепродуктов.

В настоящее время на предприятиях топлив-но-энергитического комплекса (ТЭК) России экс-плуатируется резервуарный парк общим объемом более 50 млн. м3 [3]. Наиболее распространен-ным типом резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов являются стальные вертикальные цилиндрические резервуары, которые представ-ляют особый класс сооружений, по существу не имеющих аналогов в промышленном и гражданс-ком строительстве.

Практически каждый из резервуаров, запол-ненный нефтью или нефтепродуктом, это объ-ект повышенной опасности для персонала пред-

приятий и окружающей среды. Аварии крупных стальных резервуаров, сопровождающиеся раз-ливом огромных масс жидкости, могут привести и приводили к катастрофическим последствиям с человеческими жертвами, нарушениям штатных режимов эксплуатации объектов транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов, а также к зна-чительному загрязнению окружающей среды.

От надежной работы резервуаров и резерву-арных парков зависит не только нормальная и безаварийная эксплуатация вышеназванного ком-плекса народного хозяйства, но и уровень его про-мышленной и экологической безопасности.

Резервуары относятся к промышлен-ным конструкциям, которые, даже в штат-ном режиме эксплуатации, находятся в слож-ном напряженно-деформированном состоянии. Напряженно-деформированное состояние конс-труктивных элементов стальных вертикальных резервуаров возникает уже на стадии изготовле-ния, производства строительно-монтажных работ. Дальнейшее увеличение напряжений в элемен-тах конструкции резервуара является следствием действия как эксплуатационных нагрузок (гидро-статическая нагрузка, избыточное давление, ваку-ум, снеговая, ветровая и температурные нагрузки), так и результатом неравномерной осадки его осно-вания, как по площади, так и / или по периметру.

С учетом климатических и геологических усло-вий для обеспечения устойчивости резервуары строят на свайных фундаментах. Опыт строитель-ства на свайных фундаментах других промыш-ленных и гражданских сооружений показывает, что во многих случаях с помощью свай удается обеспечить необходимые требования по допус-каемым осадкам сооружений. Данный способ, используемый в резервуаростроении, обеспечи-вает более надежную эксплуатацию резервуаров,

Page 2: повыШение надеЖноСти экСплуатации ...ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2007/1/126-132.pdf · 2015-06-09 · 126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение

1272007 том 5, №1

Т р а н с п о р т и х р а н е н и е

чем способ сооружения с применением грунтовых оснований.

Строительство резервуаров на свайном основа-нии, с одной стороны, решает проблемы обеспече-ния более надежной эксплуатации, с другой — создает новые проблемы. В первую очередь это связано с затратами, поскольку стоимость таких оснований в 1,5-2 раза превышает стоимость грун-товых, кроме того, значительно увеличивается расход сборного и монолитного железобетона, повышается материалоемкость. В результате повышения несущей способности свай уменьша-ется их число и возрастает расстояние между ними. Однако это ведет к увеличению сечения монолитного ростверка и расхода арматуры, сле-довательно, нивелируется эффект, полученный при применении свай повышенной несущей спо-собности.

Таким образом, использование свайных фунда-ментов при строительстве резервуаров не всегда приводит к желаемым результатам. Надежды на то, что при использовании свайных фундамен-тов осадки резервуаров будут не значительными, также не оправдываются [1]. Кроме того серьез-ные проблемы возникают и при сооружении свай-ных оснований в районах вечной мерзлоты.

Поэтому вопрос поиска новых конструктивных решений при строительстве оснований резервуа-ров, которые позволят уменьшить затраты и уве-личить несущую способность оснований резерву-аров, остается наиболее актуальным.

Для сооружения стальных резервуаров наибо-лее пригодны площадки, сложенные скальными, полускальными, крупнообломочными, глинисты-ми, суглинистыми малоувлажненными и среднев-лажными грунтами.

На таких площадках металлические резерву-ары возводятся в основном на песчаных подуш-ках. В последнее время положение существенно осложнилось, поскольку добыча и переработка нефти развиваются в районах Западной Сибири, Крайнего Севера, Дальнего Востока, где благо-приятные условия для строительства практически отсутствуют, а потребность в резервуарах настоль-ко велика, что ее удовлетворение потребовало увеличения их единичной вместимости до 50 тыс. м3 и более. Строительство в таких сложных кли-матических и инженерно-геологических условиях требует разработки новых конструктивных реше-ний, позволяющих приспособить земли, ранее считающиеся непригодными для застройки.

Под большие резервуары требуется меньшая площадь застройки, при их сооружении умень-шаются затраты на устройство основных и вспо-могательных коммуникаций, внутрипарковых проездов и т. д. Кроме того, большие резервуары имеют меньшую площадь зеркала нефтепродукта

по сравнению с площадью зеркала в группе резер-вуаров такого же объема и, следовательно, для них снижаются потери нефти от естественной убыли.

Но увеличение геометрических размеров резер-вуаров резко повысило требования к подготовке

Рисунок 1. Классификация оснований и фундаментов под резервуары типа РВС

Рисунок 1- Классификация оснований и фундаментов под резервуары типа РВС

Фундаменты и основания под резервуары типа РВС

На естественном основании

Свайные фундаменты

Насыпные Насыпные с допусилением

Насыпные с спецусилением

По конструктив-

ным решениям

С г

рунт

овой

под

гото

вкой

С п

есча

но-щ

ебен

очно

й по

дгот

овко

й

Основной несущий элемент

основания

С ж

елез

обет

онно

й пл

итой

С ж

елез

обет

онно

й пл

итой

+«не

явна

я ба

лка»

С ж

елез

обет

онно

й пл

итой

+спи

рале

видн

ые

усил

ения

С щ

ебен

очно

й по

дгот

овко

й

С м

етал

личе

ским

рос

твер

ком

С ж

елез

обет

онны

м р

оств

ерко

м

С к

омби

ниро

ванн

ым

рост

верк

ом

С ж

елез

обет

онно

й пл

итой

Со сплошным свайным полем

С кольцевым свайным фундаментом

Надежные V ≤ 5000 м3

Слабонесущие (заторфованные до

4-х метров) V ≤ 10000 м3

Всех видов V ≥ 10000 м3

Слабонесущие (заторфованные до

4-х метров) V ≥ 5000 м3

В зависимости от инженерно-

геологических условий и от объёма резервуара

Page 3: повыШение надеЖноСти экСплуатации ...ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2007/1/126-132.pdf · 2015-06-09 · 126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение

1282007 том 5, №1

Т р а н с п о р т и х р а н е н и е

их оснований, а накопленный ранее опыт строи-тельства не может быть использован без соответс-твующих корректировок и требует поиск новых конструктивных решений.

В резервуаростроении официально принятой классификации оснований и фундаментов нет. Поэтому нами разработана и предложена класси-фикация оснований и фундаментов под вертикаль-ные стальные резервуары, критериями построения которой является учет конструктивных особен-ностей в зависимости от инженерно-геологичес-ких условий строительной площадки, с учетом вместимости резервуара.

В соответствии с этим основания и фундаменты резервуаров делятся: 1) фундаменты на естественном основании; 2) свайные фундаменты (рисунок 1).

В зависимости от конструктивных решений фундаменты резервуаров на естественном осно-вании делятся на насыпные основания, насып-ные основания с дополнительным усилением, насыпные основания со специальным усилением. Свайные фундаменты делятся на свайные фунда-менты со сплошным свайным полем и на свайные фундаменты с кольцевым свайным фундаментом.

Разработана и предложена классификация свай используемых при сооружении фундаментов (рисунок 2).

Сваи, используемые при сооружении фунда-ментов резервуаров можно разбить по классам в зависимости от формы ствола, в зависимости от способа образования лидерной скважины.

Предложенные классификации обеспечивают возможность прогнозирования перспективных направлений исследований по совершенствова-нию конструктивных решений и методик расче-та оснований и фундаментов под вертикальные стальные резервуары.

Рассмотрим проблему повышения надежнос-ти вертикальных стальных резервуаров, которая является одной из актуальных проблем в настоя-щее время в нефтегазовой промышленности.

Надежность резервуара — свойство его конс-трукции выполнять функции приема, хранения и отбора из него нефти и нефтепродуктов при задан-ных параметрах (уровень наполнения, плотность и вязкость, температура, скорость закачки и отбора продукта, оборачиваемость резервуара, а также масса снегового покрова, сила ветра, расчетная температура, величина сейсмического воздейс-твия и т. д.).

Критериями, характеризующими эксплуатаци-онную надежность резервуара, являются рабо-тоспособность, безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Рисунок 2. Классификация свай используемых при сооружении фундаментов

Сваи, используемые в строительстве резервуаров

По форме стволаПо способу

образования лидерной скважины

По материалу

в по

пере

чном

сеч

ении

в пр

одол

ьном

сеч

ении

дере

вянн

ые

стал

ьны

е

комб

инир

ован

ные

в пр

остр

анст

ве

круг

лые

ж/б

бето

нны

е

наби

вны

е

винт

овы

е

вдав

лива

емы

е

заби

вны

е

буро

вые

квад

ратн

ые

цили

ндр

приз

ма

верт

икал

ьны

е

гори

зонт

альн

ые

накл

онны

е

кону

с

ступ

ень

Сва

и -об

олоч

ки

Page 4: повыШение надеЖноСти экСплуатации ...ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2007/1/126-132.pdf · 2015-06-09 · 126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение

1292007 том 5, №1

Т р а н с п о р т и х р а н е н и е

Работоспособность резервуара — состояние резервуара, при котором он способен выполнять свои функции без отклонения от параметров, установленных требованиями технической доку-ментации. Технической документацией предус-матривается уровень внешних воздействий, мето-ды сооружения, эксплуатации, нормы и допусти-мые отклонения от установленных параметров. Событие, заключающееся в нарушении рабо-тоспособности резервуара, называется отказом. Под отказом будем понимать параметрический отказ, приводящий к выходу параметров (харак-теристик) за допустимые пределы, установленные требованиями технических нормативов.

Безотказность работы резервуара — свойство резервуара и его элементов сохранять работос-пособность без вынужденных перерывов работе. Основным показателем безотказности конструк-ции является вероятность безотказной работы P (t) (коэффициент надежности) — вероятность того, что в заданном интервале времени t=Т не возникнет отказа конструкции. P (t) (коэффици-ент надежности) — количественный показатель надежности (критерий прочности, устойчивости, выносливости). Вероятность безотказной работы P (t) и вероятность отказа F (t) образуют полную группу событий, поэтому P (t)+ F (t)=1.

Вертикальные стальные резервуары являются сложной технической системой, а решение задачи по повышению или оценке ее надежности вклю-чает рассмотрение ее элементов, отдельных ее узлов.

Каждый элемент сложной системы характе-ризуется определенными выходными параметра-ми — величинами, определяющими показатели качества данного изделия.

Значение каждого выходного параметра всей конструкции зависит от выходных параметров отдельных частей и узлов данного изделия. При анализе надежности сложной системы все ее элементы и узлы целесообразно разделять на группы.

элементы, отказ которых практически не • влияет на работоспособность конструкции (разрушение отмостки, изменение цвета и качества нанесенных лакокрасочных мате-риалов на поверхность и т. п.);элементы, работоспособность которых за • рассматриваемый период времени практи-чески не изменяется (лестница, ограждение, замерный люк и т. п.);элементы, монтаж (демонтаж) или регули-• ровка которых возможна при работе конс-трукций, не оказывая влияния на эффектив-ность процесса (дренажная система, дыха-тельные клапана и т. п.);

элементы, отказ которых приводит к отказу • конструкции (основание резервуара, днище, окрайка, стенка и т. п.)

Таким образом, рассмотрению подлежат лишь элементы последней группы. К тому же надо учесть, что не все выходные параметры элементов этой группы определяют надежность конструкции и слу-жат объектом рассмотрения, так как не у всех выход за допустимые пределы ведет к работе на понижен-ных режимах, прекращению эксплуатации, аварии.

Характерными особенностями резервуаров являются большие площади передачи нагрузок на основания. Наибольшую опасность для основания резервуара представляет узел сопряжения стенки и днища, так как именно здесь происходит кон-центрация напряжений, вызванная совместным действием веса конструкций и полезной нагрузки от нефти или нефтепродуктов.

Как показывает опыт эксплуатации стальных вертикальных цилиндрических резервуаров, осо-бенно резервуаров большой вместимости, прак-тически сразу после гидравлического испыта-ния возникает неравномерная осадка между его центральной частью и стенкой из-за различного удельного давления на грунт от массы стенки и от гидростатической нагрузки.

Осадка оснований резервуаров, вызываемая деформацией грунта является неизбежным явле-нием в практике эксплуатации резервуаров. Осадка основания возникает в результате сжатия грунта под нагрузкой, вызванной массой конс-трукции резервуара и хранимой в нем жидкости.

Неравномерная осадка и местные просадки по периметру днища резервуара также являются неизбежными вследствие невозможности дости-жения одинаковой степени уплотнения грунтов искусственного основания.

Неравномерные осадки резервуаров обуслов-лены многими причинами, основными из которых являются следующие:

необоснованный или неправильный выбор • строительной площадки при расположении большинства резервуарных парков на мно-гометровой толще слабонесущих грунтов (как правило «бросовые», малопригодные земли);влияния горизонтальных перемещений грун-• та под днищем резервуара;водонасыщенность и пылеватость грун-• тов основания резервуара, что вызывает их морозное вспучивание (особенно в районах Западной Сибири), и как следствие, нерав-номерные поднятия и осадки резервуаров, особенно в межсезонье.

Нами предложена конструкция основания резервуара с опорами, имеющими в сечении кону-

Page 5: повыШение надеЖноСти экСплуатации ...ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2007/1/126-132.pdf · 2015-06-09 · 126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение

1302007 том 5, №1

Т р а н с п о р т и х р а н е н и е

сообразную форму. Опоры расположены по пери-метру максимальной окружности, образующие конуса имеют угол наклона равный углу естест-венного откоса грунта в отсыпке опоры βе. Технический результат особенности конструкции заключается в том, что опоры, имеющие в сечении вид конуса, увеличивают площадь опирания на грунт, тем самым повышают сопротивление вне-шним нагрузкам.

Основание резервуара с использованием конус-ных опор позволяет:

снизить местные неравномерные осадки под • стенкой резервуара;существенно повысить жесткость узла • сопряжения стенки и днища.

Для вероятного прогноза надежности требует-ся обработка большого количества статистических данных о влиянии различных независимых факто-ров, поэтому разработка моделей в проектно-вы-числительных комплексах, автоматизирующих и ускоряющих процесс расчетов при моделировании поведения основания резервуара и конструкции в целом, является актуальной задачей.

Нами была поставлена задача исследования НДС (напряжено-деформированного состояния) узла сопряжения стенки и днища резервуара (на примере РВС-20000) с основанием, состоящим из конусообразных опор и сравнения с НДС узла сопряжения стенки и днища резервуара располо-женном на типовом ленточном кольцевом фунда-менте.

Для оценки напряженно деформированного состояния резервуара типа РВС-20000 при уста-новке на ленточный фундамент, и фундамент с применением конических опор, было проведе-но численное моделирование соответствующих статических состояний резервуара под наливом. Расчет состояний для двух вариантов фундамен-тного основания проводился методом конечных элементов с применением программного комп-лекса ANSYS v 10. Учитывая специфику геомет-рической модели, для нанесения сетки конечных

элементов из библиотеки программного комплек-са были выбраны их следующие типы:

стенка, днище резервуара разбивались на • изопараметрические четырехузловые обо-лочковые конечные элементы типа shell 181 с шестью степенями свободы в каждом узле.основание резервуара, включающее в себя • грунт, опорное бетонное кольцо, щебневую подсыпку, конические опоры с песчаной подушкой моделировались трехмерными изопараметрическими восьмиузловыми конечными элементами solid45, имеющими по три степени свободы в каждом узле.

Для адекватного поведения конструкции при приложении нагрузки, составным частям модели были присвоены следующие свойства материа-лов:

стенка, крыша и днище резервуара — линей-• но-упругая изотропная модель материала с заданием плотности, модуля упругости, коэффициента Пуассона.бетонные плиты, ленточный фундамент, опор-• ное бетонное кольцо — линейно упругий материал с заданием плотности, модуля упру-гости, коэффициента Пуассона для бетона.грунт (суглинок тугопластичный), песчаная • и щебневая подсыпки — упругопластичес-кая дилатансионная модель Друкера-Прагера, включающая в себя плотность, модуль дефор-мации, коэффициент Пуассона, коэффициент удельного сцепления, угол внутреннего тре-ния, угол дилатации.

Для моделирования контактных взаимодейс-твий на соответствующих контактирующих повер-хностях были созданы группы контактных элемен-тов типа targe170, conta 174 с заданием соответс-твующих коэффициентов контактной жесткости и трения.

В качестве нагрузки при моделировании состо-яния резервуара использовалось давление, при-ложенное к узлам конечно-элементной модели, сформированное в виде гидростатической нагруз-ки. Граничные условия модели задавались в виде ограничений перемещений и поворотов выбранных узлов с учетом симметрии.

Решение системы из 120000 алгебраических уравнений, сконструированной средствами про-цессора ANSYS, находилось с помощью прямого решателя для разреженных матриц, методом пос-ледовательных приближений Ньютона-Рафсона, с включением опции нелинейного геометрического анализа.

В результате решения получены напряжен-но-деформированные состояния системы для раз-личных вариантов опорной конструкции, вклю-

Рисунок 3. Основание резервуара с конусообразными опорами

резервуарпесчаная подушка

кольцевая щебеночная

подсыпкаопора

грунт основания

Page 6: повыШение надеЖноСти экСплуатации ...ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2007/1/126-132.pdf · 2015-06-09 · 126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение

1312007 том 5, №1

Т р а н с п о р т и х р а н е н и е

чающей в себя как ленточный фундамент, так и конические опоры.

Неоднородность полей напряжений в модели вызвана приложением граничных условий, не пол-ностью отражающих условия циклической сим-метрии. Таким образом, для анализа результатов было выбрано сечение по биссектрисе прямого угла, наиболее удаленное от зон действия эффекта граничных условий.

График распределения эквивалентных напря-жений Мизеса по радиусу днища резервуара пока-зан на рисунке 4.

График распределения прогибов по радиусу днища резервуара показан на рисунке 5.

Исходя из результатов численного моделирова-ния статического состояния резервуара типа РВС-20000, можно сделать следующие выводы:

Полученные результаты соответствуют тео-• рии балок на упругом основании.Максимальные эквивалентные напряжения • в теле резервуара образуются в районе вто-рого пояса, и составляют 233 МПа при уста-новке резервуара на ленточный фундамент и 210 МПа при установке резервуара на конические опоры.Максимальные эквивалентные напряжения • в днище резервуара составляют 29 МПа для резервуара с установкой на ленточный фун-дамент, 53 МПа для резервуара с установкой на конические опоры.Эквивалентные напряжения, возникающие • в окрайке днища резервуара, составляют 28 МПА для резервуара с установкой на лен-точный фундамент, 8 МПа для резервуара с установкой на конические опоры.

Величина максимальной осадки грунта • составила 72 мм для резервуара с установкой на ленточный фундамент, 41 мм — для резер-вуара с установкой на конические опоры.

Таким образом, численное моделирование ста-тического состояния резервуара типа РВС-20000 под наливом показало снижение эквивалентных напряжений в узле сопряжения «стенка — днище», а также снижение величины усадки грунта при использовании конических фундаментных опор по сравнению с ленточным фундаментом.

1 — конический фундамент; 2 — ленточный фундамент

Рисунок 4. Распределение эквивалентных (по Мизесу) напряжений по радиусу днища резервуара в зависимости от типа применяемой опоры.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00

Расстояние по радиусу резервуара, м

Экви

вале

нтны

е нап

ряже

ния в

дни

ще

резе

рвуа

ра, М

Па

1

2

1 — конический фундамент; 2 — ленточный фундамент

Рисунок 5. Распределение эквивалентных (по Мизесу) напряжений по стенке резервуара в зависи-мости от типа применяемой опоры

0

50

100

150

200

250

0 2 4 6 8 10 12

Экви

вале

нтны

е нап

ряж

ения

, МП

а

конические опоры ленточный фундаментРасстояние по высоте стенки резервуара, м

2

1

1 — конический фундамент; 2 — ленточный фундамент

Рисунок 6. Распределение прогибов по радиусу днища резервуара в зависимости от типа применяе-мой опоры.

-0,0800

-0,0700

-0,0600

-0,0500

-0,0400

-0,0300

-0,0200

-0,0100

0,0000

0,0100

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00

Расстояние по радиусу резервуара, м

Оса

дка,

м 1

2

Page 7: повыШение надеЖноСти экСплуатации ...ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2007/1/126-132.pdf · 2015-06-09 · 126 2007 том 5, №1 Транспорт и хранение

1322007 том 5, №1

Т р а н с п о р т и х р а н е н и е

ЛИТЕРАТУРА1. Барская Г. Б. Анализ

причин неравномерных оса-док резервуаров в Западной Сибири / / Нефть и газ — 2004. -№3. — с. 36-38

2. Галеев В. Б. Эксплуатация стальных вертикальных резер-вуаров в сложных условиях. — М.: Недра, 1991.149 с.

3. Галеев В. Б., Закиров О. А., Фролов Ю. А. и др. Аварии резервуаров и способы их предупреждения / Под ред . Галеева В. Б., Шарафеева Р. Г. — Уфа: ГУП «Уфимский поли-графкомбинат», 2004. — 164 с.

4. Иванов Ю. К. и др. Основания и фундамен-ты резервуаров / Под ред. К о н о в а л о в а П . А . / М . : Стройиздат, 1989.- 223 с.

5. Кац А. М. Теория упругос-ти. 2-е изд., стер. — СПб.: Изд. «Лань», 2002. — 208с.

w w w . а р х и в . r u

24.04.07, Колосов Д.С.М Е Т О Д И Ч Е С К И Е ПОДХОДЫ И РЕШЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ БОРЬБЫ С ПОГЛОЩЕНИЯМИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИНhttp://www.ogbus.ru/authors/Kolosov/Kolosov_1.pdfАвтореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 25.00.15 - «Технология бурения и освоения сква-жин».Цель работы - повышение качества и эффективности изоляционных работ при строительстве нефтяных и газовых сква-жин в сложных и изменяющихся геоло-го-промысловых условиях разработкой и реализацией модернизированного ком-плекса по борьбе с поглощениями.

13.04.07, Гречин Е.Г., Овчинников В.П.У С Т О Й Ч И В О С Т Ь Н Е О Р И Е Н Т И Р У Е М Ы Х КОМПОНОВОК НИЗА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

http://www.ogbus.ru/authors/Grechin/Grechin_1.pdfВыполнен анализ устойчивости неори-ентируемых компоновок низа бурильной колонны с одним и двумя центраторами. Компоновки с оптимальными геометри-ческими параметрами имеют хорошую характеристику в отношении устойчи-вости, но требуют центраторов с уве-личенным диаметром. Показаны пути создания достаточно устойчивых компо-новок с более приемлемыми геометри-ческими параметрами.

05.04.07, Стадухин А.В.ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ СМАЗОЧНЫХ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ОКОНЧАНИЕМhttp://www.ogbus.ru/authors/Staduhin/Staduhin_1.pdfАвтореферат диссертации на соискание уче-ной степени кандидата технических наук по специальности 25.00.15 - «Технология бурения и освоения скважин».Цель работы - повышение эффектив-ности бурения наклонно направленных скважин с горизонтальным окончанием путем разработки и применения соста-вов смазочных реагентов при бурении и спуске обсадных колонн.

03.01.07, Петров Н.А., Кореняко А.В., Давыдова И.Н., Комлева С.Ф.ОБРАБОТКА БУРОВОГО РАСТВОРА ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ОКОНЧАНИЕМhttp://www.ogbus.ru/authors/PetrovNA/PetrovNA_6.pdfВ процессе бурения опытно-технологи-ческой скважины 1557/22 Сугмутского месторождения в горизонтальном учас-тке скважины был применен в качестве основы полимерглинистый нарабатыва-емый буровой раствор, который приме-нялся в обычных наклонных скважинах (Ноябрьского региона).Химобработка раствора включала мате-риалы и реагенты: бентопорошок ПБМА, СМС, Сайпан, Поликем-Д, ЛУБ-167.

Модификация раствора заключалась в дополнительной обработке раствора полимерами и смазочными добавками (ЛУБ-167 и графит), а также комплекс-ным ПАВ - СНПХ-ПКД-515. Последний придавал раствору ингибирующие (гид-ратацию глин) и поверхностно-актив-ные свойства. Для повышения плотнос-ти раствора использовали карбонатный утяжелитель. В запасе имелась противо-прихватная добавка Пайп-Лакс.В горизонтальном участке предусмат-ривалось установление фильтра ФСГ-146. Перед герметизацией пространства выше фильтра с помощью пакера ПДМ-146, промывочный раствор, находящей-ся в горизонтальном стволе, замещается на слабоконцентрированную соляную кислоту с добавкой катионного ПАВ - 0,5-1,5% гидрофобизатора ИВВ-1.

27.02.07, Петров Н.А., Алексеев Л.А.КОНЦЕПЦИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЗАКАНЧИВАНИЯ И КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИНhttp://www.ogbus.ru/authors/PetrovNA/PetrovNA_11.pdfДля повышения эффективности техноло-гий по ограничению водопритоков необ-ходимо всестороннее рассматривать и распознавать в каждом конкретном слу-чае механизм возникновения перетоков пластовых флюидов. Стендовые и про-мысловые исследования показали, что помимо известных путей происхожде-ния перетоков через цементный камень и зазоры в контактных зонах «обсадная колонна - цементное кольцо - глинис-тая корка - горная порода» возможны еще пути: через вновь образовавшиеся в процессе обработок призабойных зон трещины и промытые каналы (возник-шие еще при гидроразрыве пластов) в горной породе и негерметичные резьбо-вые соединения обсадной колонны.В технологии ремонтно-изоляционных работ целесообразно предусмотреть комплекс подготовительных работ по очистке: призабойной зоны от осадков и поверхности каналов от углеводородов.

w w w . o g b u s . r u