Способ прокладки трубопровода в многолетнемерзлых грунтах

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в районах распространения многолетнемерзлых пород. Целью изобретения является повышение надежности закрепления трубопроводов за счет создания разрежения в опоре при оттаивании многолетнемерзлых грунтов, а также сокогщение материалоемкости Для этого трубопровод до оттаивания мчоголетнемерзлогс грунта закрепляют с помощью специальных приспособлений, имеющих герметичный корпус, с заглублением анкерующкх их частей в массиве водонепроницаемых во время эксплуатации трубопровода грунтоь, для чего эти анкерующне части размещают в многолетнемерзлых грунтах за пределами ореола их оттаивания или в слое глинистых пород, находящихся в пределах этого ореола. Мерзлый грунт, охватываемый корпусом приспособления для закреплении трубопровода, герметизируют в объеме этого корпуса. В период эксплуатации трубопровода вокруг него образуется ореол оттакзсния При этом загерметизированный в корпусе приспособления для закрепления трубопровода мерзлый грунт оттаивает, объем его уменьшается, в результате чего в полости корпуса создается разрежение, препятствующее извлечению из грунта упомянутого приспособления под воздействием выдерживающей нагрузки. 2 з. п. ф-лы, 3 и. lC lara,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1651005 (51)5 : 16 L 3/04

ОПИСАНИЕ HSOBPETEiHNFI

И A BTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4017468/63 (22) 31.01.86 (46) 23.05.91. Бюл. ¹ 19 (71) Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов (72) А. M. Культиков (53) 621.643(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1079938, кл. F 16 1 1/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 250626, кл. F 16 1 3/04, 1966. (54) СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУ1-1ТАХ (57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано llpH сооружении трубопроводов в районах распространения м ноголетнемерзл ых пород. Целью изобретения является повышение надежности закрепления трубопроводов за счет создания разрежения в опоре при оттаивании многолетнемерзлых грунтов, а также

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в районах распространения многолетнемерзлых пород.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления трубопровода за счет создания разрежения в опоре при оттаивании многолетнемерзлых грунтов, а также сокращение материалоемкости.

На фиг. 1 изображен уложенный трубопровод с заглублением опоры в многолетнемерзлый грунт за пределами ореола его оттаивания во время эксплуатации, поперечное сечение; на фиг. 2 — то же, с заглублением опоры в глинистый пласт, располосоков щение материалоемкостH. ç,ëя этого трубопровод до оттаивания многолетнемерзлого грунта закрепляют с помощью специальных приспособлений, имеющих герметичнын коргус, с заглублением анкерующих нх частей в массиве водонепроницаемы", во время эксплуатации трубопровода грунтов, для чего эти гнкерующие части размещают в многолетнемерзлых грунтах за пределами ореола их оттаивания или в слое глинистыХ пород, находящихся в пределах этого ореола. Мерзлый грунт, охватываемый корпусом приспособления для закреплен:ÿ трубопровода, герметизируют в объеме этого корпуса. В период эксплуатации трубопровода вокруг него образуется ореол оттаивания. При этом загерметизированный в корпусе приспособления для закрепления труаопрсвода мерзлый грунт оттаивает, объем его уменьшается, в результате чего в полости корпуса создается ра-реже" èå, препятствующее извлечению из грунта упомянутого приспособления под воздействием выдерживающей на рузки. 2 3. fl. ф-лы, 3 и.". женный в пределах ореола оттаивания; на фиг. 3 — опора с размещенной внутри ее теплоизолирующей пневматической камерой.

Способ реализуют следующим образом.

Перед укладкой трубопровода 1 в траншее, пройденной в многолетнемерзлых грунтах 2, s ней устанавливают специальные приспособления 3 для его закрепления (опоры, анкера) таким образом, что их герметично выполненный корпус герметизирует часть многолетнемерзлого грунта 4 от притока грунтовых вод и воздуха. Для этого анкерующие замковые части 5 корпуса приспособления 8 заглубляют в предваритель1651005 но нарезанные щели и заливают грунтовым раствором для естественного замораживания за счет низкой температуры мерзлых грунтов. Щели нарезают дискофрезерными или буровыми машинами или бурением скважины с кольцевым (щелевым) забоем. Если корпус выполнен >; " ".им (из металла), то возможно вдавливание с вибрацией его в подстилающий глинистый грунт, а если из низкотеплопроводного материала, то погружение или вдавливание осуществляют с помощью лидера.

Глубину щели определяют из расчета заглубления анкерующих замковых частей 5 корпуса вне ореола 6 оттаивания многолетнемерзлых грунтов 2 во время эксплуатации трубопровода . Несущую часть 7 приспособления 3, соединяющую анкерующую замковую часть 5 с трубопроводом

1, с загерметизированным в ней многолетнемерзлым грунтом 4 размещают в зоне ореола

6 оттаивания многолетнемерзлого грунта 2.

Внутри анкерующей замковой части 5 приспособления 3 может быть размещена теплоизолирующая пневматическая камера 8, которая по мере оттаивания грунта 4 внутри герметичного корпуса приспособления 3 расширяется с уплотнением оттаявшего грунта с увеличением своей теплоизолирующей способности при пуске трубопровода в эксплуатацию. Пневматические камеры 8 выполняются из упругих водонепроницаемых материалов. Начальное давление воздуха или газа в камерах создают в пределах О,! ...0,3 МПа. При таком давлении обеспечивается оттаивание пород в начальный период эксплуатации трубопровода.

При пуске трубопровода 1 в эксплуатацию происходит оттаивание грунта 4 в изолированном объеме анкерующей части 5 приспособления 3. 3а счет уменьшения объема льда при фазовом переходе в воду в оттаивающем грунте понижается поровое давление относительно атмосферного. Избыток атмосферного давления над паровым прижимает корпус герметизирующего приспособления 3 к оттаивающему грунту и, соответственно, трубопровод 1. По мере увеличения ореола 6 оттаивания в герметизированном объеме грунта перепад атмосферного давления увеличивается и удерживающая способность корпуса или анкерующей замковой части 5 увеличивается. Анкерующая замковая часть 5 постоянно поджимается к оттаивающему грунту избытком атмосферного давления над поровым. Тем самым повышается надежность закрепления анкерующей замковой части 5 приспособления по мере увеличения ореола оттаивания.

При наличии пневматических камер 8 при пуске трубопровода в эксплуатацию происходит оттаивание загерметизированного многолетнемерзлого грунта 4. В результате поровое давление понижается. В этом случае также появляется перепад атмосферного давления и давления внутри пневматической камеры 8 над поровым. Пневматическая камера 8 расширяется с уплотнением оттаивающего грунта и возникает перепад атмосферного давления над давлением в пневматических камерах 8 и над поровым давлением в оттаивающем грунте.

Такой перепад атмосферного давления прижимает герметизирующее приспособление

10 3 к оттаивающему грунту и камере 8. По мере увеличения ореола оттаивания в герметизированном объеме грунта 4 перепад атмосферного давления над поровым и внутри пневматических камер 8 увеличивается и удерживающая способность приспособления 3 возрастает. Одновременно с расширением пневматической камеры 8 ее тепловое сопротивление увеличивается, тепловой поток от трубопровода 1 в герметизированный объем грунта 4 падает и темпы оттаи2О вания грунта замедляются до стабилизации ореола 6 оттаивания. В состоянии равновесия устанавливается определенный перепад атмосферного давления над давлением в пневматических камерах 8 и поровым

25 давлением. К такому состоянию приходит система автоматически каждый раз и после изменения температуры трубопровода 1.

В случае залегания в пределах ореола

6 оттаивания грунта слоя 9 водонепроницаемых глинистых пород расположение анкерующих замковых частей 5 корпуса осуществляют в данных породах, что позволяет сократить длину несущего приспособления 3.

Несущая часть 7 приспособления 3 может быть выполнена в виде гибкой эластичной оболочки.

Формула изобретения

1. Способ прокладки трубопровода в многолетнемерзлых грунтах, предусматривающий закрепление его при помощи приспособлений, замковые части которых заглублены в массиве водонепроницаемых во время эксплуатации трубопровода грунтов, 45 а несущие части этих приспособлений, соединяющие замковые части с трубопроводом, расположены в ореоле оттаивания многолетнемерзлых грунтов в результате эксплуатации трубопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности

5О закрепления трубопровода за счет создания разрежения в опоре при оттаивании многолетнемерзлого грунта, до оттаивания грунта герметизируют его часть, охватываемую упомянутым приспособлением, для чего последнее выполняют в виде герметичной оболочки.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что оболочку выполняют из гибкого эластичного материала.

2651005

3. Способ по пп. 2 и 2, отличающийся тем, что, с целью сокращения материалоемкости, замковую часть приспособления

6 размещают в массиве глинистых пород, расположенных в ореоле оттаивания многолетнемерзлых грунтов.

Фиг.3

Составитель Н. Борщ-Компанеец

Редактор О. Юрковецкая Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 1597 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101