vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-6-71-81FKJQMKvestniktgasu-1918Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONВлияние динамических процессов на техническое состояние строительных конструкций компрессорной станцииDynamic Processes Affecting Structural Integrity of Compressor PlantКурасовО. А.KurasovO. A.

Курасов Олег Александрович, аспирант

г. Томск, пр. Ленина, 30

Oleg A. Kurasov, Research Assistant

30, Lenin Ave., 634050, Tomsk

oak18@tpu.ruШредерА. С.ShrederA. S.

Шредер Александр Сергеевич, аспирант

г. Томск, пр. Ленина, 30

Aleksandr S. Shreder, Research Assistant

30, Lenin Ave., 634050, Tomsk

ass106@tpu.ruБурковП. В.BurkovP. V.

Бурков Петр Владимирович, докт. техн. наук, ст. научный сотрудник

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2;

Профессор

634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Petr V. Burkov, DSc, Professor

30, Lenin Ave., 634050, Tomsk

burkovpv@mail.ruНациональный исследовательский Томский политехнический университетРоссияNational Research Tomsk Polytechnic UniversityRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университет; Национальный исследовательский Томский политехнический университетРоссияNational Research Tomsk Polytechnic University; Tomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation2024020120252667181Copyright © Курасов О.А., Шредер А.С., Бурков П.В., 20252025Курасов О.А., Шредер А.С., Бурков П.В.Kurasov O.A., Shreder A.S., Burkov P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1918

Актуальность. Обеспечение производственной безопасности и повышение надежности газопроводных систем, в частности компрессорных станций, с помощью применения комплексного диагностирования, математического моделирования и комбинированного анализа данных позволяет своевременно определять и прогнозировать изменения в состоянии опасных производственных объектов, предотвращать отказы и деформации промышленной инфраструктуры, а также снижать риски разрушения инженерных конструкций и появления дефектов при транспортировке углеводородов.Цель. Изучение влияния внешних нагрузок, вызванных сезонными изменениями грунта и низкочастотной вибрацией, на напряженно-деформированное состояние трубопроводной обвязки электрических газоперекачивающих агрегатов. Методы исследования. Проведение комплексного диагностирования с использованием продуктов инженерного анализа и программных средств для исследования напряженно-деформированного состояния технологической обвязки компрессорной станции.Результаты. Приведен анализ влияния низкочастотных вибраций на техническое состояние трубопроводной обвязки компрессорной станции. Произведены геодезические измерения и оценка перемещений трубопроводов компрессорной станции вследствие воздействия на них элементов опорной системы и грунтов. Для рассмотрения нагружения трубопроводной обвязки за счет изменения высотных отметок создана численная модель в программном комплексе ANSYS Workbench для выявления потенциально опасных участков.

Integrated diagnostics, mathematical simulation and combined data analysis provide an industrial safety and improve the reliability of pipeline systems, in particular compressor plants. It allows to timely determine and predict changes in pipeline connections to prevent failures and deformations of the industrial infrastructure and reduce the risk of its destruction and defect formation during hydrocarbon transportation.Purpose: The aim of the work is to study the influence of external loads caused by seasonal soil changes and low-frequency vibration on the stress-strain state of pipelines of electric gascompression units.Methodology: Complex diagnostics using engineering analysis and software for the stressstrain state of the connection integrity. Geodetic measurements of pipeline displacements.Research findings: It is shown how low-frequency vibrations affect the integrity of compressor plant connections. Pipeline displacements due to the influence support system elements and soils are determined. Pipeline connection loading due to changes in elevation points is considered in the proposed numerical model created in the ANSYS finite element program to identify potentially hazardous areas.

технологический трубопроводвысотные отметкинапряженно-деформированное состояниетемпературный перепадпродольные напряженияпрограммное обеспечениевибродиагностикаpipelineelevation pointsstress-strain statetemperature differencelongitudinal stressfinite element programvibrodiagnosticsReferencesKurasov O.A., Burkov P.V. Substantiation of methods of improving safety of pipeline gas transportation // E3S Web of Conferences : 2021 Topical Issues of Rational Use of Natural Resources, TI 2021, Saint Petersburg, 31 мая – 06 июня 2021 г. V. 266. EDP Sciences : EDP Sciences, 2021. DOI: 10.1051/e3sconf/202126601012. EDN: VJQECFKurasov O.A., Burkov P.V. Substantiation of Methods of Improving Safety of Pipeline Gas Transportation. In: Proc. E3S Web of Conferences ‘2021 Topical Issues of Rational Use of Natural Resources’, Saint-Petersburg, 2021. V. 266. DOI:10.1051/e3sconf/202126601012. EDN: VJQECFКоршак А.А., Коробков Г.Е., Душин В.А., Набиев Р.Р. Обеспечение надежности магистральных трубопроводов. Уфа : ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2000. 170 с.Korshak A.A., Korobkov G.E., Dushin V.A., Nabiev R.R. Reliability of Main Pipelines. Ufa: OOO “DizainPoligrafServis”, 2000. 170 p. (In Russian)Burkov P.V., Burkova S.P., Knaub S.A. Stress and Strain State Analysis of Defective Pipeline Portion // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Yurga, 21–23 мая 2015 г. V. 91. Yurga : Institute of Physics Publishing, 2015. P. 012055. DOI: 10.1088/1757-899X/91/1/012055. EDN: VALAENBurkov P.V., Burkova S.P., Knaub S.A. Stress and Strain State Analysis of Defective Pipeline Portion. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2015; 91: 012055. DOI: 10.1088/1757-899X/91/1/012055. EDN: VALAENАнтропов П.Г., Долинина О.Н., Кузьмин А.К., Шварц А.Ю. Использование интеллектуальных систем для диагностики неисправностей газоперекачивающих агрегатов // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 6. С. 115. EDN: RVCPLDAntropov P.G., Dolinina O.N., Kuz'min A.K., Shvarts A.Yu. Intelligent Systems for Diagnostics of Gas Compressor Faults. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2013; (6): 115. EDN: RVCPLD (In Russian)Жданова Ю.Ю. Повышение надежноcти работы компрессорной станции путем стабилизации пространственного положения трубопроводной обвязки электроприводных газоперекачивающих агрегатов // Проблемы геологии и освоения недр : труды XXV Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных, посвященного 120-летию горно-геологического образования в Сибири, 125-летию со дня основания Томского политехнического университета, Томск, 5–9 апреля 2021 г. Т. 2. Томск, 2021. С. 404–406.Zhdanova Yu.Yu. Reliability Improvement of Compressor Station by Stabilizing Spatial Position of Pipeline Connections of Electric-Driven Gas Pumping Units. In: Proc. 25th Int. Sci. Symp. ‘Problems of Geology and Subsoil Development’, vol. 2. Tomsk, 2021. Pp. 404–406. (In Russian)Рамазанов Р.М., Рамазанов М.И., Губайдуллин К.Ж. Диагностирование состояния трубопроводных обвязок компрессорных станций // Достижения науки и образования. 2020. № 2 (56). С. 5–10.Ramazanov R.M., Ramazanov M.I., Gubaidullin K.Zh. Diagnostics of Compressor Station Pipelines. Dostizheniya nauki i obrazovaniya. 2020; 2 (56): 5–10. (In Russian)Короленок А.М., Левитский Д.Н., Лопатин А.С. и др. Совершенствование технического обслуживания и ремонта оборудования компрессорных станций // Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация и ремонт. Том 1. Москва : Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, 2005. С. 6–21. EDN: XCBIDRKorolenok A.M., Levitskii D.N., Lopatin A.S., et al. Maintenance and Repair Improvement of Compressor Station Equipment. In: Main and Field Pipelines: Design, Construction, Operation and Repair, V. 1. Moscow, 2005. Pp. 6–21. EDN: XCBIDR (In Russian)Курасов О.А. Совершенствование методов оценки технического состояния магистральных газопроводов на основе физико-математического моделирования // Инновационные процессы в науке и технике XXI века. Том 2. Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2023. С. 248–250. EDN: VFUIMVKurasov O.A., Burkov P.V. Evaluation Improvement of Technical Condition of Main Gas Pipelines Using Physical and Mathematical Modeling. Innovatsionnye protsessy v nauke i tekhnike XXI veka. 2023; (2): 248–250. EDN: VFUIMV (In Russian)Kurasov O.A., Burkov P.V. Risk assessment and ranking after design improvement of the gas transmission system // Topical Issues of Rational Use of Natural Resources : Scientific conference abstracts, St Petersburg, 17–19 июня 2020 г. V. 1. Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский горный университет, 2020. С. 111–112. EDN: PKXKIPKurasov O.A., Burkov P.V. Risk assessment and ranking after design improvement of the gas transmission system. In: Proc. Int. Sci. Conf. ‘Topical Issues of Rational Use of Natural Resources’, Saint-Petersburg, 17–19 June 2020. vol. 1. 2020. Pp. 111–112. EDN: PKXKIPКотов С.С., Воронин К.С. Анализ факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние технологических трубопроводов на компрессорной станции // Тюменский научный журнал. 2024. №. 2. С. 18–24. DOI: 10.24412/3034-154X-2024-2-18-24Kotov S.S., Voronin K.S. Analysis of Factors Influencing Stress-Strain State of Compressor Station Pipelines. Tyumenskii nauchnyi zhurnal. 2024; (2): 18–24. DOI: 10.24412/3034-154X2024-2-18-24 (In Russian)Семушкин А.В., Подлозный А.О., Черникова Е.А., Щуровский В.А. Методические принципы параметрической диагностики технического состояния газотурбинных газоперекачивающих агрегатов // Вести газовой науки. 2017. № 1 (29). С. 22–31. EDN: ZHROJRSemushkin A.V., Podloznyi A.O., Chernikova E.A., Shchurovskii V.A. Methodology of Parametric Diagnostics of Technical Condition of Gas Turbine Gas Pumping Units. Vesti gazovoi nauki. 2017; 1 (29): 22–31. EDN: ZHROJR (In Russian)Микаэлян Э.А. Особенности применения вибродиагностики газоперекачивающих агрегатов при эксплуатации // Газовая промышленность. 2011. № 2 (656). С. 68–72. EDN: NCJQRHMikaelyan E.A. Vibration Diagnostics of Gas Pumping Units During Operation. Gazovaya promyshlennost'. 2011; 2 (656): 68–72. EDN: NCJQRH (In Russian)Ванчин А.Г. Выбор оптимальной последовательности диагностирования центробежного нагнетателя в условиях компрессорной станции магистрального газопровода // Нефтегазовое дело. 2012. Т. 10. № 1. С. 31–35. EDN: PATHUNVanchin A.G. Selection of Best Diagnostics of Centrifugal Blower of Compressor Station of Main Gas Pipeline. Neftegazovoe delo. 2012; 10 (1): 31–35. EDN: PATHUN (In Russian)Паранук А.А., Бунякин А.В., Румянцев С.В., Субочев О.Г. Разработка методики диагностирования узлов газоперекачивающего агрегата по данным вибродиагностики // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 6-2. С. 270–276. DOI 10.17513/snt.38733. EDN: FDQWNXParanuk A.A., Bunyakin A.V., Rumyantsev S.V., Subochev O.G. Methodology Development of Diagnostics of Gas Pumping Unit Components Based on Vibrodiagnostic Data. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2021; (6-2): 270–276. – DOI: 10.17513/snt.38733. EDN: FDQWNX (In Russian)Хайруллина Р.Р., Валеев А.Р. Оценка негативного воздействия низкочастотных вибраций на технологические трубопроводы компрессорных станций // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2020. № 5–6. С. 23–28. DOI:10.24411/0131-4270-2020-6-23-28Khairullina R.R., Valeev A.R. Negative Impact from Low-Frequency Vibrations on Process Pipelines of Compressor Stations. Transport i khranenie nefteproduktov i uglevodorodnogo syr'ya. 2020; (5–6): 23–28. DOI:10.24411/0131-4270-2020-6-23-28 (In Russian)Решетов А.А. Моделирование как средство повышения эффективности вибродиагностического контроля газоперекачивающих агрегатов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2013. № 8. С. 40–51. EDN: SQKXJDReshetov A.A. Modeling as a Means of Increasing the Efficiency of Vibration Diagnostic Control of Gas Pumping Units. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika. 2013; (8): 40–51. EDN: SQKXJD (In Russian)Устюжанин А.В., Свердлик Ю.М., Репин Д.Г. Применение акустического анализа для исследования возбудимости тупиковых ответвлений в обвязках компрессорных станций // Газовая промышленность. 2018. № 11. С. 42–49.Ustyuzhanin A.V., Sverdlik Yu.M., Repin D.G. Acoustic Analysis in Investigation of Excitability of Compressor Plant Connections. Gazovaya promyshlennost'. 2018; (1): 42–49. (In Russian)Ковязин А.В. Оценка напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки центробежного нагнетателя // Вестник науки и образования. 2020. № 25-1 (103). С. 15–19.Kovyazin A.V. Stress-Strain State of Pipeline Connections of Centrifugal Blower. Vestnik nauki i obrazovaniya. 2020; 103 (25-1); 15–19. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.