Šulinių cementavimo būdai ir technologijos: kaip paruošti ir užpilti injektavimo srutą. Sanitarija suvyniojant su užpildu Trisluoksnių vamzdžių įtempiai, kai cemento akmuo suvokia tangentines tempimo jėgas

480 rub. | 150 UAH | 7,5 USD ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC", BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Baigiamasis darbas - 480 rub., siuntimas 10 minučių 24 valandas per parą, septynias dienas per savaitę ir švenčių dienomis

240 rub. | 75 UAH | 3,75 USD ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC", BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Santrauka - 240 rublių, pristatymas 1-3 val., nuo 10-19 (Maskvos laiku), išskyrus sekmadienį

Borcovas Aleksandras Konstantinovičius. Povandeninių vamzdynų įtempių būsenos „vamzdis vamzdyje“ statybos technologija ir metodai: dumblas RSL OD 61:85-5 / 1785

Įvadas

1 pav. Povandeninio vamzdyno "vamzdis vamzdyje" su žiedu, užpildytu cementiniu akmeniu, statyba 7

1.1. Dviejų vamzdžių vamzdynų konstrukcijos 7

1.2. Dujotiekio povandeninio perėjimo „vamzdis į vamzdį“ techninis ir ekonominis įvertinimas 17

1.3. Atliktų darbų analizė ir tyrimo tikslų nustatymas 22

2. Vamzdynų žiedinės erdvės cementavimo technologija „vamzdis vamzdyje“ 25

2.1. Medžiagos žiedo cementavimui 25

2.2. Cemento srutos formulės pasirinkimas 26

2.3. Cementavimo įranga 29

2.4. Žiedo užpildymas 30

2.5. Cementavimo skaičiavimas 32

2.6. Cementavimo technologijos eksperimentinis patikrinimas 36

2.6.1. dviejų vamzdžių galo montavimas ir bandymas 36

2.6.2. žiedinis cementavimas 40

2.6.3. Dujotiekio stiprumo bandymas 45

3. Trijų sluoksnių vamzdžių įtempių ir deformacijų būsena veikiant vidiniam slėgiui 50

3.1. Cementinio akmens stiprumo ir deformacinės savybės 50

3.2. Trisluoksnių vamzdžių įtempiai, kai cemento akmuo suvokia tangentines tempimo jėgas 51

4. Trisluoksnių vamzdžių įtempių ir deformacijų būklės eksperimentiniai tyrimai 66

4.1. Eksperimentinių tyrimų atlikimo metodika 66

4.2. Modelio gamybos technologija 68

4.3. Bandymo stendas 71

4.4. Deformacijų matavimo ir tyrimo metodika 75

4.5. Mek-vamzdinės erdvės cementavimo perteklinio slėgio įtaka įtempių persiskirstymui 79

4.6. Teorinių priklausomybių adekvatumo patikrinimas 85

4.6.1. Eksperimento planavimo technika 85

4.6.2. Statistinis testo rezultatų apdorojimas! . 87

4.7. Natūralių trijų sluoksnių vamzdžių bandymas 93

5. Teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai vamzdynų lenkimo standumas "vamzdis vamzdyje" 100

5.1. Vamzdynų lenkimo standumo skaičiavimas 100

5.2. Eksperimentiniai lenkimo standumo tyrimai 108

Išvados 113

Bendrosios išvados 114

Literatūra 116

Paraiškos 126

Įvadas į darbą

Remiantis TSKP XXII suvažiavimo sprendimais, dabartiniu penkerių metų laikotarpiu naftos ir dujų pramonė vystosi sparčiai, ypač regionuose. Vakarų Sibiras, Kazachstano TSR ir europinės šalies dalies šiaurėje.

Iki penkerių metų plano pabaigos naftos ir dujų gavyba sieks atitinkamai 620-645 mln. tonų ir 600-640 mlrd. kubinių metrų. metrų.

Jų transportavimui būtina statyti galingą magistraliniai vamzdynai su aukštu automatizavimo ir veikimo patikimumu.

Vienas iš pagrindinių KP penkerių metų plano uždavinių bus toliau spartinti naftos ir dujų telkinių plėtrą, naujų statybą ir esamų dujų ir naftos transportavimo sistemų, vykstančių iš Vakarų Sibiro regionų į pagrindinės naftos ir dujų vartojimo vietos – į centrinius ir vakarinius šalies regionus. Nemažo ilgio vamzdynai savo kelyje kirs daugybę skirtingų vandens kliūčių. Sankryžos per vandens užtvaras yra sudėtingiausios ir svarbiausios magistralinių vamzdynų linijinės dalies atkarpos, nuo kurių priklauso jų veikimo patikimumas. Sugedus povandeninėms pervažoms, padaroma didžiulė materialinė žala, kuri apibrėžiama kaip žalos vartotojui, transporto įmonei ir aplinkos taršos suma.

Povandeninių perėjų remontas ir restauravimas yra sudėtingas darbas, reikalaujantis didelių pastangų ir išteklių. Kartais perėjos remonto kaina viršija jos statybos kainą.

Todėl didelis dėmesys skiriamas aukšto perėjimo patikimumo užtikrinimui. Jie turi veikti be gedimų ir remonto per visą numatomą vamzdynų eksploatavimo laiką.

Šiuo metu, siekiant padidinti patikimumą, magistralinių vamzdynų sankryžos per vandens užtvaras yra statomos dvieiliai, t.y. lygiagrečiai pagrindiniam sriegiui iki 50 m atstumu nuo jo klojamas papildomas - atsarginis. Toks atleidimas reikalauja dvigubų investicijų, tačiau, kaip rodo patirtis, tai ne visada užtikrina reikiamą veiklos patikimumą.

Neseniai buvo sukurtos naujos projektavimo schemos, kurios užtikrina didesnį vienos krypties perėjimų patikimumą ir stiprumą.

Vienas iš tokių sprendimų – povandeninio vamzdyno perėjimo „vamzdis vamzdyje“ su žiedine erdve, užpildyta cementiniu akmeniu, projektavimas. SSRS jau buvo pastatyta nemažai perėjų konstruktyvi schema"vamzdis vamzdyje" Sėkminga tokių perėjų projektavimo ir statybos patirtis rodo, kad rūkstantys teoriniai ir Konstruktyvūs sprendimai dėl montavimo ir klojimo technologijos, suvirintų jungčių kokybės kontrolė, dvivamzdžių vamzdynų bandymai yra pakankamai išplėtoti. Bet kadangi nutiestų sankryžų žiedas buvo užpildytas skysčiu ar dujomis, povandeninių vamzdynų „vamzdis vamzdyje“ su žiedine erdve, užpildyta cementiniu akmeniu, statybos ypatumai iš esmės yra nauji ir mažai tyrinėti.

Todėl šio darbo tikslas – povandeninių vamzdynų „vamzdis vamzdyje“ su žiedine erdve, užpildyta cementiniu akmeniu, statybos mokslinis pagrindimas ir technologijos tobulinimas.

Šiam tikslui pasiekti buvo atlikta didelė programa

teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai. Galimybė naudoti užpildant žiedinę erdvę po

vandentiekio vamzdynai „vamzdis vamzdyje“ medžiagos, įranga ir technologiniai metodai, naudojami gręžinių cementavimui. Nutiesta eksperimentinė šio tipo dujotiekio atkarpa. Išvestos trijų sluoksnių vamzdžių įtempių, veikiančių vidinį slėgį, skaičiavimo formulės. Atlikti magistralinių vamzdynų trisluoksnių vamzdžių įtempių ir deformacijų eksperimentiniai tyrimai. Išvesta trijų sluoksnių vamzdžių lenkimo standumo apskaičiavimo formulė. Vamzdis vamzdyje vamzdyno lenkimo standumas buvo nustatytas eksperimentiškai.

Remiantis atliktais tyrimais, „Laikinosios povandeninių dujotiekių, skirtų 10 MPa ir didesniam slėgiui „vamzdis vamzdyje“ tipo su žiediniu tarpo cementavimu, projektavimo ir statybos technologijos instrukcijos“ ir „Instrukcijos buvo parengtas jūrinių povandeninių vamzdynų projektavimas ir statyba pagal konstrukcinę schemą" vamzdis vamzdyje" su žiediniu tarpiniu cementavimu", patvirtintas Mingazprom 1982 ir 1984 m.

Disertacijos rezultatai buvo praktiškai panaudoti projektuojant dujotiekio Urengojus – Užgorodas povandeninę sankryžą per dešinę Khetta upę, projektuojant ir tiesiant naftos produktų vamzdynų Dragobych – Stry ir Kremenchug – Lubny – Kijevas atkarpas. jūrinių dujotiekių Strelka 5 – krantas ir Golitsyno – krantas.

Autorius dėkoja gamybinės asociacijos Mostransgaz Maskvos požeminės dujų saugyklos vadovui, Stiprumo laboratorijos vadovui O.M.Korabelnikovui dujų vamzdžiai VNIIGAZ, dr. tech. Mokslai N.I. Anenkovas, Maskvos srities giluminio gręžimo ekspedicijos gręžinių korpusų komandos vadovas O.G. Drogalinui už pagalbą organizuojant ir vykdant eksperimentinius tyrimus.

Dujotiekio povandeninio kirtimo "vamzdis prie vamzdis" galimybių studija

Vamzdynų sankryžos "vamzdis vamzdyje"Magistrinių vamzdynų sankryžos per vandens užtvaras yra vienos iš svarbiausių ir sunkiausių trasos atkarpų. Dėl tokių perėjimų gedimo gali smarkiai sumažėti produktyvumas arba visiškai nustoti siurbti transportuojamą produktą. Povandeninių vamzdynų remontas ir atnaujinimas yra sudėtingas ir brangus. Dažnai perėjos remonto kaina yra proporcinga naujos perėjos statybos išlaidoms.

Magistralinių vamzdynų povandeninės sankryžos pagal SNiP 11-45-75 [70] reikalavimus klojamos dviem linijomis ne mažesniu kaip 50 m atstumu viena nuo kitos. Esant tokiam pertekliui, padidėja tikimybė, kad perėjimas, kaip visa transporto sistema, veiks be problemų. Rezervinės linijos tiesimo kaštai, kaip taisyklė, atitinka pagrindinės linijos tiesimo išlaidas arba net jas viršija. Todėl galime daryti prielaidą, kad patikimumo padidėjimas dėl atleidimo reikalauja padvigubinti kapitalo investicijas. Tuo tarpu eksploatavimo patirtis rodo, kad toks veikimo patikimumo didinimo būdas ne visada duoda teigiamų rezultatų.

Kanalų procesų deformacijų tyrimo rezultatai parodė, kad latakų deformacijų zonos žymiai viršija atstumus tarp nutiestų sankirtos linijų. Todėl pagrindinių ir atsarginių siūlų erozija vyksta beveik vienu metu. Todėl povandeninių sankryžų patikimumo didinimas turėtų būti atliekamas atidžiai įvertinant rezervuaro hidrologiją ir kuriant didesnio patikimumo pervažos projektus, kuriuose povandeninės perėjos gedimas buvo laikomas įvykiu, lemiančiu. dėl dujotiekio sandarumo pažeidimo. Analizės metu buvo svarstomi šie projektiniai sprendiniai: dvieilis vienvamzdis projektas - vamzdynai klojami lygiagrečiai 20-50 m atstumu vienas nuo kito; povandeninis vamzdynas su kietu betoninė danga; vamzdyno projektavimas „vamzdis vamzdyje“ neužpildant žiedo ir užpiltas cementiniu akmeniu; pervaža, pastatyta pasvirusio gręžimo būdu.

Iš grafikų, parodytų pav. 1.10, iš to išplaukia, kad didžiausia numatoma be gedimų tikimybė yra povandeniniame vamzdyno „vamzdis vamzdyje“ sankirtoje su žiedine erdve, užpildyta cementiniu akmeniu, išskyrus perėjimą, pastatytą pasvirusiu gręžimo būdu.

Šiuo metu atliekami šio metodo eksperimentiniai tyrimai ir jo pagrindinių technologinių sprendimų kūrimas. Dėl pasvirusiam gręžimui skirtų gręžimo įrenginių kūrimo sudėtingumo sunku tikėtis, kad artimiausiu metu šis metodas bus plačiai pritaikytas vamzdynų tiesimo praktikoje. Be to, šis metodas gali būti naudojamas tik nedidelio ilgio perėjimams statyti.

Statant perėjimus pagal konstrukcinę schemą „vamzdis vamzdyje“ su žiedine erdve, užpildyta cementiniu akmeniu, nereikia kurti naujų mašinų ir mechanizmų. Dvivamzdžių vamzdynų montavimo ir tiesimo metu naudojamos tos pačios mašinos ir mechanizmai, kaip ir vienvamzdžių vamzdynų tiesimui, o cemento skiedinio ruošimui ir žiedinės erdvės žiedo užpildymui naudojama cementavimo įranga „naudojama alyvos tvirtinimui ir dujų gręžiniaiŠiuo metu Shngazprom ir Minnefteprom sistemose veikia keli tūkstančiai cementavimo agregatų ir cemento maišymo mašinų.

Pagrindiniai povandeninių vamzdynų sankryžų techniniai ir ekonominiai rodikliai įvairaus dizaino pateiktos 1.1 lentelėje.. Atlikti dujotiekio eksperimentinės atkarpos povandeninio perėjimo prie 10 MPa slėgio skaičiavimai, neatsižvelgiant į uždarymo vožtuvų sąnaudas. Perėjimo ilgis 370 m, atstumas tarp lygiagrečių sriegių 50 m Vamzdžiai pagaminti iš X70 plieno, kurio takumo riba (fl - 470 MPa ir tempimo stipris Є6r = 600 MPa. Vamzdžio sienelių storis ir reikalingas papildomas balastavimas I, P ir Sh variantams apskaičiuojamas pagal SNiP 11-45-75 [70] Korpuso sienelės storis III variante nustatytas 3 kategorijos vamzdynui. Lankų įtempiai vamzdžių sienelėse nuo darbinio slėgio šiems variantams apskaičiuojami pagal plonasienių vamzdžių formulę.

Projektuojant dujotiekį „vamzdis vamzdyje“, kurio žiedas užpildytas cementiniu akmeniu, sienelės storis vidinis vamzdis nustatytas [e] punkte nurodytu metodu, išorinės sienelės storis laikomas 0,75 vidinės storio. Žiedo įtempiai vamzdžiuose apskaičiuojami pagal šio darbo 3.21 formules, cementinio akmens ir vamzdžio metalo fizikinės ir mechaninės charakteristikos laikomos tokiomis pat kaip ir skaičiuojant Lentelėje. 3.1 Palyginimui (100 USD) buvo paimtas labiausiai paplitęs dvigubas vieno vamzdžio perėjimo dizainas su balastavimu su ketaus svarmenimis. Kaip matyti iš lentelės. І.І, metalo sąnaudos "vamzdis vamzdyje" vamzdyno konstrukcijos su žiedu užpildytu cementiniu akmeniu plienui ir ketui yra daugiau nei 4 kartus

Cementavimo įranga

Specifiniai vamzdžių vamzdžių žiedo cementavimo ypatumai lemia reikalavimus cementavimo įrangai. Magistralinių vamzdynų sankryžų per vandens užtvaras tiesimas vykdomas įvairiuose šalies regionuose, įskaitant atokius ir sunkiai pasiekiamus. Atstumai tarp statybviečių siekia šimtus kilometrų, dažnai nesant patikimų transporto ryšių. Todėl cementavimo įranga turi būti labai mobili ir patogi transportuoti dideliais atstumais bekelės sąlygomis.

Cemento srutų kiekis, reikalingas žiedinei erdvei užpildyti, gali siekti šimtus kubinių metrų, o slėgis srutų įpurškimo metu – kelis megapaskalius. Todėl cementavimo įrenginiai turi būti didelio našumo ir galios, kad būtų užtikrintas reikiamo srutų kiekio paruošimas ir įpurškimas į žiedinę erdvę per laiką, neviršijantį jos sutirštėjimo laiko. Tuo pačiu metu įranga turi būti patikima ir turėti pakankamai aukštą efektyvumą.

Šulinių cementavimui skirtos įrangos komplektas geriausiai atitinka nurodytas sąlygas [72]. Kompleksą sudaro: cementavimo įrenginiai, cemento maišymo mašinos, cementvežiai ir autocisternos, cementavimo proceso stebėjimo ir valdymo stotis, pagalbinė įranga ir sandėliai.

Tirpalui paruošti naudojamos maišymo mašinos. Pagrindiniai tokios mašinos komponentai yra bunkeris, du horizontalūs iškrovimo sraigtai ir vienas pasviręs pakrovimo sraigtas bei vakuuminis-hidraulinis maišymo įrenginys. Bunkeris, kaip taisyklė, montuojamas ant visureigio transporto priemonės važiuoklės. Sraigtus varo transporto priemonės traukos variklis.

Tirpalo įpurškimas į žiedinę erdvę atliekamas ant pritvirtinto cementavimo mazgo. galingo sunkvežimio važiuoklė. Įrenginį sudaro aukšto slėgio cementavimo siurblys tirpalui siurbti, siurblys vandeniui tiekti ir variklis į jį, matavimo bakai, siurblio kolektorius ir sulankstomas metalinis vamzdynas.

Cementavimo procesas valdomas naudojant SKTs-2m stotelę, kuri leidžia valdyti slėgį, srautą, įpurškiamo tirpalo tūrį ir tankį.

Esant nedideliam žiedinės erdvės tūriui (iki kelių dešimčių kubinių metrų), cementavimui gali būti naudojami ir skiedinio siurbliai bei skiedinio maišytuvai, naudojami skiediniams ruošti ir siurbti.

Povandeninių vamzdynų žiedinės erdvės cementavimas „vamzdis vamzdyje“ gali būti atliekamas tiek juos paklojus povandeninėje tranšėjoje, tiek prieš tiesiant – krante. Cementavimo vietos pasirinkimas priklauso nuo konkrečių konstrukcijos topografinių sąlygų, sankryžos ilgio ir skersmens, taip pat nuo to, ar yra specialios įrangos cementavimui ir vamzdyno tiesimui. Tačiau geriau cementuoti vamzdynus, nutiestus povandeninėje tranšėjoje.

Vamzdynų, einančių salpoje (krantėje), žiedinės erdvės cementavimas atliekamas juos paklojus tranšėjoje, bet prieš užpilant gruntu.Jei reikia atlikti papildomą balastavimą, prieš cementuojant žiedą galima užpildyti vandeniu . Tirpalo tekėjimas į žiedą prasideda nuo žemiausio dujotiekio sekcijos taško. Oro arba vandens išleidimas atliekamas per specialius atšakos vamzdžius su vožtuvais, sumontuotais ant išorinio vamzdyno viršutiniuose taškuose.

Visiškai užpildžius žiedinę erdvę ir pradėjus išeiti tirpalui, jo padavimo greitis sumažinamas ir siurbimas tęsiamas tol, kol iš išleidimo antgalių pradeda tekėti tirpalas, kurio tankis lygus suleidžiamo tirpalo tankiui. išleidimo antgaliai uždaromi ir žiede susidaro perteklinis slėgis. Anksčiau vidiniame vamzdyne sukuriamas priešslėgis, kuris neleidžia prarasti jo sienelių stabilumo. Pasiekus reikiamą perteklinį slėgį žiedinėje erdvėje, uždarykite vožtuvą ant įleidimo vamzdžio. Žiedinės erdvės sandarumas ir slėgis vidiniame vamzdyne palaikomi tiek laiko, kiek reikia cemento srutos sukietėjimui.

Užpildant gali būti naudojami šie vamzdynų žiedinės erdvės "vamzdis vamzdyje" cementavimo būdai: tiesioginis; naudojant specialius cementuojančius vamzdynus; sekcijinis. cemento skiedinys, kuri išstumia jame esantį orą ar vandenį. Tirpalas tiekiamas ir oras arba vanduo išleidžiami per vamzdžius su vožtuvais, sumontuotais ant išorinio vamzdyno. Visos dujotiekio atkarpos užpildymas atliekamas vienu žingsniu.

Cementavimas specialių cementavimo vamzdynų pagalba Šiuo būdu žiedinėje erdvėje įrengiami mažo skersmens vamzdynai, per kuriuos į ją tiekiama cemento srutos. Cementavimas atliekamas nutiesus dviejų vamzdžių vamzdyną povandeninėje tranšėjoje. Cemento suspensija tiekiama cementavimo vamzdynais į žemiausią nutiesto vamzdyno tašką. Šis cementavimo būdas leidžia kokybiškiausiai užpildyti povandeninėje tranšėjoje nutiesto vamzdyno žiedinę erdvę.

Sekcijinis cementavimas gali būti naudojamas esant cementavimo įrangos trūkumui arba esant dideliam hidrauliniam pasipriešinimui tirpalo įpurškimo metu, dėl kurio negalima sucementuoti visos dujotiekio atkarpos vienu ypu. Šiuo atveju atliekamas žiedinės erdvės cementavimas atskiri skyriai. Cementavimo sekcijų ilgis priklauso nuo specifikacijas cementavimo įranga. Kiekvienai dujotiekio atkarpai įrengiamos atskiros antgalių grupės, skirtos cemento skiedinio siurbimui ir oro ar vandens išleidimui.

Norint užpildyti vamzdžių vamzdynų žiedinę erdvę cemento srutomis, reikia žinoti cementavimui reikalingų medžiagų ir įrangos kiekį bei laiką, kurio reikia Cemento srutos tūris, reikalingas užpildyti tarp

Trijų sluoksnių vamzdžių įtempiai, kai cemento akmuo suvokia tangentines tempimo jėgas

Trisluoksnio vamzdžio, kurio žiedinė erdvė užpildyta cementiniu akmeniu (betonu), įtempių būsena, veikiant vidiniam slėgiui, savo darbuose buvo nagrinėjama P. P. formulėmis, autoriai pritarė hipotezei, kad cementinio akmens žiedas tempimo tangentinį suvokia. jėgų ir netrūkinėja veikiant apkrovai. Cementinis akmuo buvo laikomas izotropine medžiaga, turinti tuos pačius tempimo ir gniuždymo tamprumo modulius, todėl įtempiai cementinio akmens žiede buvo nustatyti pagal Lame formules.

Cementinio akmens stiprumo ir deformacinių savybių analizė parodė, kad jo tempimo ir gniuždymo moduliai nėra lygūs, o tempiamasis stipris yra daug mažesnis už gniuždomąjį stiprumą.

Todėl disertaciniame darbe pateikiamas matematinis trisluoksnio vamzdžio, kurio žiedas užpildytas skirtingo modulio medžiaga, uždavinio teiginys ir magistralinių vamzdynų trisluoksnių vamzdžių įtempių būklės analizė. atliekamas vidinis slėgis.

Nustatydami įtempius trisluoksniame vamzdyje dėl vidinio slėgio poveikio, atsižvelgiame į vienetinio ilgio žiedą, išpjautą iš trijų sluoksnių vamzdžio. Įtempių būsena jame atitinka įtempių būseną vamzdyje, kai žiedinėje erdvėje, laikome jį storasieniu, pagamintu iš skirtingo modulio medžiagos.

Tegul trisluoksnį vamzdį veikia vidinis slėgis PQ (3.1 pav.), tada vidinis slėgis P ir išorinis R-g, kurį sukelia išorinio vamzdžio ir cementinio akmens reakcija į vidinio judėjimą.

Ant išorinis vamzdis yra vidinis slėgis Pg, kurį sukelia cementinio akmens deformacija. Cementinio akmens žiedas yra veikiamas vidinis R-g ir išoriniai 2 slėgiai.

Nustatomi tangentiniai įtempiai vidiniuose ir išoriniuose vamzdžiuose, veikiant slėgiams PQ, Pj ir Pg: čia Ri, &і, l 2, 6Z – vidinio ir išorinio vamzdžių spinduliai ir sienelių storiai. Tangentiniai ir radialiniai įtempiai cementinio akmens žiede nustatomi pagal formules, gautas sprendžiant tuščiavidurio cilindro, pagaminto iš skirtingo modulio medžiagos, veikiančio vidinį ir išorinį slėgį, ašimetrinę problemą [" 6]: cemento akmuo įtempimas ir gniuždymas. Aukščiau pateiktose (3.1) ir (3.2) formulėse slėgio Pj ir P2 reikšmės nežinomos. Jas randame iš cementinio akmens jungiamųjų paviršių radialinių poslinkių lygybės sąlygų. vidinių ir išorinių vamzdžių įtempiai vamzdžiams G 53] nustatoma pagal formulę

Bandymo stendas

Vidinio I ir išorinio 2 vamzdžių išlyginimas (4.2 pav.) ir žiedinės erdvės sandarinimas atliktas naudojant du centravimo žiedus 3, suvirintus tarp vamzdžių. Išoriniame vamzdyje vva-. buvo išgręžtos dvi jungiamosios detalės 9 – viena cemento skiedinio pumpavimui į žiedinę erdvę, kita – oro išėjimui.

Modelių, kurių tūris yra 2G, žiedinis dydis = 18,7 litro. užpildytas tirpalu, paruoštu iš injektavimo portlandcemenčio, skirto Zdolbunovsky gamyklos „šaltiesiems“ šuliniams, kurio vandens ir cemento santykis W / C = 0,40, tankis p = 1,93 t ​​/ m3, paskirstymas palei AzNII kūgį = 16,5 cm, nustatymas pradžia \u003d 6 valandos 10 molio, nustatymo pabaiga t "_ \u003d 8 valandos 50 minučių", dviejų dienų cementinio akmens bandinių tempiamasis stipris lenkimui ir pc \u003d 3,1 Sha. Šios charakteristikos buvo nustatytos standartinių naftos gręžinių portlandcemenčio „šaltiesiems“ gręžiniams bandymų metodu (_31j.

Cementinio akmens bandinių ribinis stipris gniuždant ir tempiant iki bandymų pradžios (30 dienų po žiedinės erdvės užpildymo cemento skiediniu) Puasono koeficientas ft = 0,28. Cementinio akmens suspaudimo bandymas buvo atliktas su kubinės formos pavyzdžiais su 2 cm briaunomis; įtempimui - ant aštuonių formos bandinių, kurių skerspjūvio plotas susiaurėja 5 cm [31]. Kiekvienam bandymui buvo paimti 5 mėginiai. Mėginiai buvo kietinami kameroje su 100 % santykine oro drėgme. Cementinio akmens tamprumo moduliui ir Puasono santykiui nustatyti naudotas soros pasiūlytas metodas. K.V.Ruppeneit [_ 59 J . Bandymai buvo atlikti su cilindriniais 90 mm skersmens ir 135 mm ilgio bandiniais.

Sprendimas buvo tiekiamas į modelių žiedinę erdvę naudojant specialiai suprojektuotą ir pagamintą instaliaciją, kurios schema parodyta fig. 4.3.

Cemento srutos buvo supiltos į konteinerį 8, nuėmus dangtį 7, tada uždėtas dangtelis ir tirpalas suslėgtu oru buvo išstumtas į II modelio žiedą.

Visiškai užpildžius žiedinę erdvę, mėginio išleidimo atšakos vamzdis vožtuvas 13 buvo uždarytas ir žiedinėje erdvėje buvo sukurtas per didelis cementavimo slėgis, kuris buvo valdomas manometru 12. Pasiekus projektinį slėgį, vožtuvas 10 ties buvo uždarytas įvado atšakos vamzdis, tada perteklinis slėgis buvo išleistas ir modelis buvo atjungtas nuo instaliacijos. Tirpalo kietėjimo metu modelis buvo vertikalioje padėtyje.

Trisluoksnių vamzdžių modelių hidrauliniai bandymai buvo atlikti LR Ūkio ministerijos Metalo technologijos departamente ir VĮ pavadintame stende. I.M.ubkina. Stovo schema parodyta fig. 4.4, bendra forma- pav. 4.5.

Vamzdžio modelis II buvo patalpintas į bandymo kamerą 7 per šoninį dangtelį 10. Modelis, sumontuotas šiek tiek pasviręs, buvo užpildytas alyva iš bako 13 išcentrinis siurblys 12, su atidarytais vožtuvais 5 ir 6. Užpildžius modelį alyva, šie vožtuvai buvo uždaryti, atidarytas vožtuvas 4 ir įjungtas aukšto slėgio siurblys I. Perteklinis slėgis buvo išleistas atidarius vožtuvą 6. Slėgis buvo valdomas dviem pavyzdiniais manometrais 2, kurių vardinė vertė 39,24 Mia (400 kgf/slg). Daugiagysliai kabeliai 9 buvo naudojami informacijai iš modelio sumontuotų jutiklių išvesti.

Suoliukas leido atlikti eksperimentus esant slėgiui iki 38 MPa. Aukšto slėgio siurblio VD-400/0,5 Oe debitas buvo mažas – 0,5 l/h, todėl buvo galima sklandžiai pakrauti mėginius.

Modelio vidinio vamzdžio ertmė buvo sandarinama specialiu sandarinimo įtaisu, kuris pašalino ašinių tempimo jėgų įtaką modeliui (4.2 pav.).

Tempimo ašines jėgas, atsirandančias dėl slėgio poveikio stūmokliams 6, beveik visiškai suvokia strypas 10. Kaip parodė tempimo matuokliai, dėl trinties tarp guminių sandarinimo žiedų 4 ir 10 % tempimo jėgų perdavimas yra nedidelis (apie 10 %). vidinis vamzdis 2.

Bandant modelius su skirtingu vidinio vamzdžio skersmeniu, buvo naudojami ir skirtingo skersmens stūmokliai.Kūnų deformuotai būklei matuoti naudojami įvairūs metodai ir priemonės.

čia ς – koeficientas, atsižvelgiant į apkrovos pasiskirstymą ir pamato atramos reakciją, ς = 1,3; Р pr - apskaičiuota išorinė sumažinta apkrova, N/m, nustatyta atitinkamai pagal aukščiau pateiktas formules, įvairioms užpildymo galimybėms, taip pat vandens nebuvimui ar buvimui polietileno vamzdyne; R l - parametras, apibūdinantis dujotiekio standumą, N / m 2:

čia k e – koeficientas, kuriame atsižvelgiama į temperatūros įtaką dujotiekio medžiagos deformacinėms savybėms, k e = 0,8; E 0 – vamzdžio medžiagos tempimo valkšnumo modulis MPa (eksploatuojant 50 metų ir įtempimui vamzdžio sienelėje 5 MPa, E 0 = 100 MPa); θ yra koeficientas, atsižvelgiant į bendrą bazinio slėgio ir vidinio slėgio veikimą:

čia Egr – užpildo (užpildymo) deformacijos modulis, paimtas priklausomai nuo sutankinimo laipsnio (kai CR 0,5 MPa); P yra gabenamos medžiagos vidinis slėgis, P< 0,8 МПа.

Iš eilės pakeitę pradinius duomenis į aukščiau pateiktas pagrindines formules, taip pat į tarpines, gauname tokius skaičiavimo rezultatus:

Analizuojant šio atvejo skaičiavimų rezultatus, galima pastebėti, kad norint sumažinti P pr reikšmę, reikia siekti, kad P "z + P reikšmė būtų sumažinta iki nulio, ty absoliučios reikšmių lygybės. P" z ir P. Tai galima pasiekti pakeitus vandens polietileno vamzdyno užpildymo laipsnį. Pavyzdžiui, kai užpildas lygus 0,95, teigiamas vertikalus vandens slėgio jėgos P komponentas vidiniame cilindriniame paviršiuje bus 694,37 N / m, kai P "z \u003d -690,8 N / m. Taigi, sureguliavus užpildymą, galima pasiekti duomenų lygybės dydžius.

Apibendrinant testo rezultatus laikomoji galia pagal II sąlygą visiems variantams, pažymėtina, kad didžiausios leistinos deformacijos polietileno vamzdyne nebūna.

Laikamosios galios bandymas pagal III sąlygą

Pirmajame skaičiavimo etape nustatoma išorinio vienodo radialinio slėgio Р cr, MPa kritinė vertė, kurią vamzdis gali atlaikyti neprarasdamas stabilios skerspjūvio formos. P kr reikšmei imama mažesnė iš formulių apskaičiuotų verčių:

P cr =2√0,125P l E gr = 0,2104 MPa;

P kr \u003d P l +0,14285 \u003d 0,2485 MPa.

Remiantis skaičiavimais, naudojant aukščiau pateiktas formules, imama mažesnė P cr = 0,2104 MPa reikšmė.

Kitas žingsnis yra patikrinti būklę:

čia k 2 – dujotiekio eksploatavimo sąlygų stabilumo koeficientas, lygus 0,6; P vac - galimo vakuumo vertė dujotiekio remonto atkarpoje, MPa; Р gv – išorinis gruntinio vandens slėgis virš dujotiekio viršaus, pagal problemos būklę Р gv = 0,1 MPa.

Tolesnis skaičiavimas atliekamas pagal analogiją su II sąlyga keliais atvejais:

• tolygiai užpildant žiedinę erdvę, kai polietileno vamzdyne nėra vandens:

taigi sąlyga įvykdyta: 0,2104 MPa>>0,1739 MPa;

• tas pats, kai polietileno vamzdyne yra užpildo (vandens):

taigi sąlyga įvykdyta: 0,2104 MPa >> 0,17 MPa;

• esant netolygiam žiedinės erdvės užpildymui, kai polietileno vamzdyne nėra vandens:

taigi sąlyga įvykdyta: 0,2104 MPa >> 0,1743 MPa;

• tas pats, kai polietileno vamzdyne yra vandens:

taigi sąlyga įvykdyta: 0,2104 MPa >> 0,1733 MPa.

Patikrinus laikomąją galią pagal III sąlygą, paaiškėjo, kad laikomasi polietileno vamzdyno apvalaus skerspjūvio formos stabilumo.

Apibendrinant, pažymėtina, kad žiedinės erdvės užpildymo pagal atitinkamus pradinius projektinius parametrus statybos darbų atlikimas neturės įtakos naujojo polietileno vamzdyno laikomajai galiai. Net esant ekstremalioms sąlygoms (esant netolygiam užpildymui ir aukštam gruntinio vandens lygiui), užpildymas nesukels nepageidaujamų reiškinių, susijusių su dujotiekio deformacija ar kitokiais pažeidimais.

Pralaidos po pylimu remonto būdas

Autorius: Vylegzhanin Andrejus Anatoljevičius

Išradimas yra susijęs su remonto sritimi ir ypač su pralaidų taisymo būdais. Išradimo tikslas – sumažinti tarpo tarp sugedusio vamzdžio ir naujo vamzdžio užpildymo betoniniu tirpalu sudėtingumą. Pralaidos po pylimu remonto būdas apima laikiną vandentakio nukreipimą, sugedusio vamzdžio įrengimą į vidinį kontūrą su naujo vamzdžio tarpu. Vamzdis turi valdymo vamzdžius, tam tikru žingsniu išsikišančius per vamzdžio lubas į žiedinę erdvę. užpildymas betono skiedinysžiedinė erdvė ir jos valdymas vykdomas per valdymo vamzdelius su jų nuosekliu duslinimu. Žiedinės erdvės užpildymas betonu atliekamas naudojant lanksčią žarną, įstatytą į kreipiklius, sumontuotus su išorinė pusė ant naujo vamzdžio žiedinėje erdvėje, jo judėjimas į išorę ir pašalinimas, kai žiedinė erdvė užpildoma betonu. Kiekviena naujojo vamzdžio dalis yra suformuota iš kelių žiedų, pavyzdžiui, trijų, pagamintų iš metalinės lakštinės medžiagos, geriausia gofruoto. 2 w.p. f-ly, 6 lig.

Žinomas tradicinis tranšėjų klojimo ir keitimo pralaidų po žemės pylimais būdas (Tiltų ir vamzdžių statyba. Redagavo V.S. Kirillovas. M .: Transportas, 1975, p. 527, pav. XU. 14, XU 15 Šio metodo trūkumas yra tai, kad pralaidai kloti reikia iškasti atvirą tranšėją.

Žinomas sijinio tilto rekonstrukcijos būdas, pakeičiant jį viena ar dviem pralaidomis (Tiltų priežiūra ir rekonstrukcija. Redagavo V.O. Osipovas. M .: Transportas, 1986, p. 311, 312, pav. X 14, X 15, X 16). Šis metodas pakartoja ankstesnio analogo trūkumus, nes jis apima bėgių kelio antstato išmontavimą.

Žinomas „pralaidos keitimo būdas“, pateiktas patento RU 2183230 aprašyme. Metodas apima tunelio tiesimą žiemą prie sugedusio vamzdžio, jo laikymą, kol sienos užšąla, atramos pastatymą, vertikalios skylės padarymą. važiuojamoji dalis betonavimui, naujo vamzdžio klojimas į tunelį, betono įliejimas į tarpą tarp vamzdžio ir tunelio per vertikalią angą. Baigus darbą, senas vamzdis nuskendo. Tačiau metodas numato galimybę jį įgyvendinti tik žiemą.

Žinomas patentas RU 2265692 „Pralaidos po pylimu taisymo būdas“. Metodas apima laikiną vandens telkinio nukreipimą, laikinos atramos su viršutine plokšte pastatymą sugedusio vamzdžio viduje jo defekto vietoje ir jo fiksavimą bei naujo vamzdžio dalių montavimą į sugedusį vamzdį iš jo dviejų. priešingos pusės kol naujojo vamzdžio priešingų dalių galai sustos vienas prieš kitą. Norėdami tai padaryti, abiejose dalyse po laikinosios atramos stovu daromi išleidimai, tada naujojo vamzdžio priešingų dalių galai sujungiami tarpusavyje ir su laikinąja atrama, ertmės tarp sugedusių ir naujų vamzdžių. užpildomi betono skiediniu ir nuimama laikina atrama. Tačiau metodas neatskleidžia, kaip tarpas tarp sugedusių ir naujų vamzdžių užpildomas betonu.

Technine esme artimiausias nurodytam metodui yra „Pralaidos po pylimu taisymo būdas“, pateiktas patento RU 2341612 aprašyme.

Metodas apima laikiną vandens telkinio nukreipimą, naujų vamzdžių atkarpų įrengimą į vidinį defektuoto vamzdžio kontūrą su tarpu ir žiedo užpildymą betono skiediniu.

Į žiedinę erdvę išsikišantys valdymo vamzdžiai tam tikru žingsniu montuojami sekcijų lubose, žiedinė erdvė iš pradžių užpildoma betonu per langus, esančius sekcijos šoninių sienelių viršutinėje dalyje, iki apatinio lygio. langai ir langai prislopinti, žiedinės erdvės lubų dalis per pirmąjį vamzdį užpildoma betonu, kol betonas išeina per antrąjį vamzdį, pirmasis vamzdis užkemšamas ir betonas tiekiamas per antrąjį vamzdį, kol jis išeina į vamzdį. kitas vamzdis, o nuoseklios panašios operacijos atliekamos visuose skyriuose.

Šio metodo trūkumas yra santykinai didelis darbo jėgos intensyvumas, nes pirmiausia reikia padaryti šoninius langus, kad būtų galima pirmą kartą užpildyti žiedinę erdvę betonu per juos, o tada juos prislopinti, o po to nuosekliai užpildyti betonu per lubų vamzdžius.

Išradimo tikslas – sumažinti tarpo tarp sugedusių ir naujų vamzdžių užpildymo betoniniu tirpalu sudėtingumą.

Šis tikslas pasiekiamas dėl to, kad taikant pralaidos po pylimu remontą, įskaitant laikiną vandentakio nukreipimą, sugedusio vamzdžio vidiniame kontūre su tarpu yra sumontuotas naujas vamzdis, aprūpintas valdymo vamzdžiais. išsikišant per vamzdžio lubas į žiedinę erdvę tam tikru žingsniu, užpildant žiedinės erdvės betonu tirpalu ir valdant per valdymo vamzdelius jų nuosekliai užkimšant, pagal išradimą žiedinė erdvė užpildoma betonu priemonėmis lanksčios žarnos, įdėtos į žiedinę erdvę, jos judėjimas į išorę ir pašalinimas, kai žiedinė erdvė užpildoma betonu.

Naujas vamzdis suformuotas iš kelių sekcijų, pagamintų iš metalinės lakštinės medžiagos, pageidautina gofruoto.

Iš išorės, naujojo vamzdžio viršuje, yra sumontuoti vertikalūs kreiptuvai skydų pavidalu, skirti juose lanksčią žarną įdėti ir perkelti žiedinėje erdvėje, o vertikalūs kreiptuvai daromi tam tikru žingsniu.

Žiedinė erdvė užpildoma betono skiediniu iš vieno vamzdžio galo viena lanksčia žarna link kito vamzdžio galo arba dviem lanksčiomis žarnomis priešais du vamzdžio galus

Tarpas tarp sugedusių ir naujų vamzdžių žiedinės erdvės užpildymui betonu nustatomas ne mažesnis kaip 100 mm.

Žingsnis tarp gretimų vamzdžių, skirtas kontroliuoti žiedinės erdvės užpildymą betonu, nustatomas priklausomai nuo remontuojamos pralaidos matmenų, o kiekvienoje sekcijoje arba per vieną turi būti bent vienas vamzdis.

Vamzdžių išsikišimo aukštis žiedinėje erdvėje nustatomas sudarant ne didesnį kaip 40 mm tarpą tarp vamzdžio galo ir sugedusio vamzdžio lubų, o kiekvienam valdymo vamzdžiui viduje lubų lubos, betono tirpalui išėjus iš jo įrengiamas kamštis.

Išradimo esmė iliustruojama brėžiniais, kuriuose parodyta:

Fig.1 – išilginis sugedusios pralaidos pjūvis prieš remontą;

2 pav. skersinis pjūvis pralaida prieš remontą (padidinta);

3 pav. – išilginis defektinės pralaidos pjūvis žiedinės erdvės užpildymo betonu pradžioje;

5 pav. - pralaidos skerspjūvis su sumontuota žarna (padidintas);

Pav.6 - pralaidos skerspjūvis po remonto (padidintas).

Pralaidos 1 su defektais 2, esančios po pylimu 3, taisymo būdas apima laikiną vandens telkinio nukreipimą, naujo vamzdžio 4 dalių montavimą į vidinį sugedusio vamzdžio 1 kontūrą ir žiedo 6 užpildymą betono skiediniu 5. Užpildykite žiedą betono skiediniu, 4 sekcijos įrengiamos su tarpeliu H tarp sugedusio vamzdžio 1 ir naujo vamzdžio 4 sekcijų, kurių vertė ne mažesnė kaip 100 mm.

Naujojo vamzdžio sekcijos pagamintos iš metalinės lakštinės medžiagos, pageidautina gofruoto.

Iš išorinės pusės naujojo vamzdžio sekcijų 4 viršuje ekranų pavidalu sumontuoti vertikalūs kreiptuvai 7, skirti lanksčios žarnos 8 įdėjimui ir perkėlimui žiedinėje erdvėje 6, o vertikalūs kreiptuvai pagaminti su tam tikras žingsnis.

Be to, kiekvienoje sekcijoje 4 arba per vieną ar du, priklausomai nuo restauruojamo vamzdžio ilgio, preliminariai įrengiami valdymo vamzdeliai 9, išsikišantys į žiedinę erdvę 6. daugiau nei 40 mm, o kiekvienas vamzdis 9 vidinėje pusėje. lubų pagaminta su galimybe ant jų sumontuoti kištuką 10.

Naujo vamzdžio sumontavimą į sugedusį atlieka tik išankstinis surinkimas sekcijos 4 į vamzdį ir nutempimas į vidinį sugedusio vamzdžio 1 kontūrą arba nuoseklus sekcijų 4 tiekimas sugedusio vamzdžio 1 viduje ir sekcijų 4 sujungimas į vieną vamzdį.

Lanksti žarna 9 įtraukiama į žiedinę erdvę 6 po to, kai sugedusio vamzdžio 1 ertmėje sumontuojamos ir sumontuojamos dalys 4 arba tuo pačiu metu tiekiant dalis 4 į sugedusio vamzdžio 1 ertmę, o kreipiančiosios plokštės 7 užtikrina lanksčios žarnos 8 orientacija žiede 6.

Be to, esant dideliam sugedusio vamzdžio 1 ilgiui, iš abiejų vamzdžio pusių (neparodyta) galima ištraukti dvi lanksčias žarnas 8 priešinga kryptimi.

Įdėjus dalis 4 į vidinę sugedusio vamzdžio 1 ertmę, žiedinė erdvė užkemšama tamponais iš atvirų vamzdžio 1 galų (neparodyta).

Žiedinė erdvė 6 užpildoma betono tirpalu 5, viena lanksčia žarna 8 judinama kryptimi nuo vieno vamzdžio galo iki kito, kol visiškai pašalinama, arba dviem lanksčiomis žarnomis 8 priešais du vamzdžio galus.

Žiedo 6 užpildymas kontroliuojamas betono tirpalo 5 išėjimu iš kito valdymo vamzdžio 9. Po to vamzdis užkimštas kamščiu 10, žarna 8 pastumiama į išorę ir žiedinė erdvė 6 yra toliau. užpildytas 5 betono tirpalu, kol tirpalas 5 išeis į kitą kontrolinį vamzdelį 9, mufelinį vamzdelį 9 su kamščiu 10 ir ciklas kartojamas.

Pasiektas techninis rezultatas slypi tame, kad siūlomas metodas leidžia sumažinti tarpo tarp sugedusių ir naujų vamzdžių užpildymo betono skiediniu sudėtingumą, tuo pačiu užtikrinant patikimą pilno žiedinės erdvės užpildymo kontrolę.

Metodas sėkmingai išbandytas taisant kelius.