МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩИХ ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЙ НА СОСТОЯНИЕ УЧАСТКА НЕФТЕГАЗОСБОРНОГО ТРУБОПРОВОДА

В работе выполнено исследование напряженно-деформированного состояния трубопровода, подверженного ручейковой коррозии. Моделирование трубопровода и расчет напряженно-деформированного состояния выполнялись с помощью программной системы конечно-элементного анализа. Выбранная программная система конечно-эле­ментного анализа ANSYS позволит выполнять численные эксперименты с достаточной точностью, а полученные результаты будут обладать высокой степенью достоверности. Исходные данные для ряда численных экспериментов взяты из реальных условий эксплуатации трубопровода и интерпретированы в данные для расчета в системе ANSYS.

Численный эксперимент состоит из стадий создания конечно-элементной модели трубопровода, подвергшегося воздействию ручейковой коррозии, создания сетки конечных элементов на модели трубопровода, приложения действующих на трубопровод нагрузок и задания граничных условий. Ряд численных экспериментов проведен при изменении параметра глубины ручейковой коррозии. Результатами численных экспериментов являются полученные эпюры, демонстрирующие распределение эквивалентных напряжений (напряжений по Мизесу) по конечно-элементной модели трубопровода. Получены значения максимального и минимального смещения и напряжения по Мизесу. Данная зависимость позволяет определить критическое значение глубины износа от ручейковой коррозии для рассматриваемого трубопровода. 

Исследование напряженно-деформированного состояния таких участков является важной и актуальной задачей, решение которой определяет безопасную эксплуатацию данного промыслового трубопровода. Это влияет на его надежность в условиях напряженного состояния, обусловленного давлением среды внутри трубопровода и внешними сжимающими или растягивающими напряжениями. Оценка свойств металла трубопроводов необходима как одна из составляющих превентивных мер по борьбе с аварийными разрушениями.

1. Добыча нефтяного сырья. Основные показатели // Министерство энергетики Российской Федерации [официальный сайт]. Условия доступа: http: //minenergo.gov.ru/ (дата обращения: 18.12.2016).

2. Шевчук В.В., Иваник Е.М., Лавренюк В.И., Лавренюк Н.В. Напряженно-деформирован­ное состояние системы геологическая среда – трубопровод в условиях криолитозоны // Геофизический журнал. 2008. № 1. С. 74–80.

3. Бурков П.В., Буркова С.П. Исследование напряженно-деформированного состояния участка проектируемого нефтесборного трубопровода Угутского месторождения // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 7. Ч. 1. Условия доступа: http://web.snauka. ru/issues/2015/07/56231

4. Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Булатов А.И. Теория и практика предупреждения осложнений и ремонта скважин при их строительстве и эксплуатации: в 6 т. Т. 6. М.: Недра-Бизнесцентр, 2004. 399 с.

5. Кузбожев А.С. Материаловедческие критерии оценки надежности металла, методы прогнозирования ресурса газотранспортных систем // Российская государственная библиотека [официальный сайт]. Условия доступа: https://dlib.rsl.ru/01004388036

6. Рило И.П., Желудкова К.А., Клещин Д.А. // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2015. № 4. С. 10–17.

7. Голубин С.И., Баясан Р.М., Лобанов А.Д., Баясан Т.В. Сравнительная оценка эффективности работы двухфазных термосифонов для термостабилизации грунтов в криолитозоне // Инженерные изыскания. 2012. № 8. С. 71–76.

8. Burkov P.V., Burkova S.P., Samigullin V.D. Computer simulation of series-strain state of oil gathering pipeline designed for Ugut field // IOP Conf. Mat. Sci. and Eng. 2016. 125, 012037. 7 p.

9. Antropova N.A., Krets V.G., Luk'yanov V.G., Baranova A.V. Reliability assessment of tunneling flow charts // Series: Earth and Environmental Science, IOP Conference Proceedings. IOP Publishing Ltd, Bristol, 2015. 24. 012019 p.

10. Butov G., Nikulchikov V.K., Nikulchikov A.V., Yashchuk A.A. Study of the stress-strain behavior and strength characteristics of sealer devices for oil-trunk pipelines // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 91 (1). № 012052.

11. Burkov P.V, Chernyavsky D.Y, Burkova S.P., Konan A. // Proc. IOP Conf. Bristol: IOP Publishing Ltd, Series: Earth and Environmental Science, 2014. V. 21. P. 1–5.

12. Чигарев M.A. ANSYS для инженеров. М.: Машиностроение-1, 2003. 320 с.

13. Nahal M., et al. Pipelines Reliability Analysis Under Corrosion Effect and Residual Stress // Arabian Journal for Science and Engineering. 2015. V. 40. № 11. P. 3273–3283.