Типизация инженерно-геологических и геокриологических условий для составления численного прогноза теплового состояния многолетнемерзлых грунтов

UDK: 624.139
DOI: 10.24887/0028-2448-2021-7-100-106
Ключевые слова: численное моделирование динамики температурного поля, проектирование
Авт.: Е.В. Зенков (ООО «НК «Роснефть»-НТЦ»), В.Г. Георгияди(ООО «НК «Роснефть»-НТЦ»), Н.Г. Гилев (ООО «НК «Роснефть»-НТЦ»), Ю.С. Поверенный (ООО «НК «Роснефть»-НТЦ»), Д.Ю. Шестаков (ООО «НК «Роснефть»-НТЦ»), А.А. Попов (ООО «НК «Роснефть»-НТЦ»), В.А. Павлов (ПАО «НК «Роснефть»), к.т.н., А.Г. Алексеев (НИИОСП им. Герсеванова; НИУ МГСУ), к.т.н.

С целью принятия экономически оптимальных технических решений по основаниям и фундаментам специалисты в области температурной стабилизации грунтов должны выполнять прогнозные теплотехнические расчеты. В процессе проектирования объектов большой протяженности (промысловые и магистральные трубопроводы в надземном исполнении, воздушные линии электропередачи) количество инженерно-геологических скважин, для которых необходимо выполнить прогнозные теплотехнические расчеты, может превышать несколько сотен. Ускорить процедуру проектирования без потери точности результатов численного моделирования теплового состояния многолетнемерзлых грунтов оснований сооружений позволяет типизация инженерно-геологических и геокриологических условий.

В статье предложен алгоритм типизации инженерно-геологических и геокриологических условий. По результатам численного моделирования подтверждена научная обоснованность применения предложенного алгоритма. Выполнен анализ оптимизации рабочих ресурсов при условии внедрения алгоритма в процесс проектирования линейных сооружений обустройства наземной инфраструктуры нефтегазовых, газовых и нефтегазоконденсатных месторождений в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов. В основу алгоритма заложен принцип анализа литологического состава, физико-механических и теплофизических свойств грунтов, начального температурного состояния грунтов (пластичномерзлые, мерзлые, твердомерзлые, талые) и типа разреза (талый, сплошной, несливающийся или заглубленная кровля многолетнемерзлых грунтов). По результатам анализа инженерно-геологические скважины со схожими параметрами грунтов объединяются в типовые инженерно-геологические условия, для которых предполагается индентичная динамика изменения температурного поля. Процесс типизации является важным практическим инструментом при выполнении прогнозных теплотехнических расчетов для объектов большой протяженности (промысловые и магистральные трубопроводы, высоковольтные линии электропередачи). Внедрение при проектировании автоматизированных программных алгоритмов позволяет значительно сократить время на выполнение числового моделирования без потери точности результатов.

Список литературы

1. Ипатов П.П. Региональная инженерная геология. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 140 с.

2. Захаров М.С. Системный анализ в региональной инженерной геологии. – Л.: Изд-во ЛГИ, 1980. – 89 с.

3. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Специальная инженерная геология. – Л.: Недра, 1978. – 496 с.

4. Завершинская Д.В., Корвет Н.Г. Выбор классификационных признаков для инженерно-геологичекой типизации участков возведения мостовых переходов в различных инженерно-геологических условиях // Сборник тезисов. Всероссийская научно-практическая молодежная конференция: «Современные исследования в геологии» 25–27 марта 2016 г. Санкт-Петербург. – СПб., 2016. – С. 106–07. – http://earth.spbu.ru/netcat_files/userfiles/news/2016spring/Tezisy_SNO_2016.pdf

5. Применение цифровой модели линейного объекта для проектирования трубопроводов в условиях многолетнемерзлых грунтов / Ю.С. Поверенный, А.Д. Дубров, Н.Г. Гилев [и др.] // Нефтяное хозяйство. – М. – 2020. – № 8. – С. 106–109. – DOI: 10.24887/0028-2448-2021-8-106-109.

6. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020618505 РФ. Программа Свая-САПР Про / С.С. Медяник, Г.А. Кесиян, А.Д. Дубров, Е.В. Зенков, А.В. Загуменникова, Ю.С. Поверенный, В.О. Федосеенко, Н.Г. Гилев; заявитель и правообладатель ООО «НК «Роснефть» – НТЦ». – № 2020617851; заявл. 27.07.20; опубл. 30.07.20.

7. Георгияди В.Г., Зенков Е.В., Золотухин К.В. Влияние засоленности на результаты численного прогноза теплового состояния многолетнемерзлых грунтов на севере Красноярского края // Материалы научно-практической конференции «Информационные технологии, роботизация процессов при разработке, обустройстве и эксплуатации месторождений», г. Краснодар, 11–12 декабря 2019 г. – С. 14.

8. Литвинов Т.А. Фазовый состав воды строительных материалов при отрицательных температурах // Успехи строительной физики в СССР. Науч. Труды НИИСФ. – 1967. – Вып. 3. –  С. 38–46.

9. Старостин Е.Г. Расчет количества незамерзшей воды по изотермам адсорбции с учетом льдосодержания // Наука и образование. – 2008. – № 1. – С. 43–48.

10. Гришин А.Н., Голованов А.Н., Суков Я.В. Экспериментальное определение технофизических, термокинетических и фильтрационных характеристик торфа // Инженерно-физический журнал. – 2006. – Т. 79. – № 3. – С. 131–136.

11. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. – М., 2014. – 1009 с.

12. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2021616230 РФ. Программа «Типизация ММГ / В.Г. Георгияди, А.Д. Дубров, Ю.С. Поверенный, Н.Г. Гилев, Е.В. Зенков, К.В. Золотухин, В.О.Федосеенко; заявитель и правообладатель ООО «НК «Роснефть» – НТЦ». – № 2021615427; заявл. 15.04.21; опубл. 19.04.21.

13. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2021616474 РФ. Программа «ЦМЛО» / А.Д. Дубров, Ю.С. Поверенный, Н.Г. Гилев, Е.В. Зенков, А.О. Яргунина; заявитель и правообладатель ООО «НК «Роснефть» – НТЦ». – № 2021615281; заявл. 15.04.21; опубл. 22.04.21.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.