ГОСТ Р 55990-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования

12.6. Устойчивость положения трубопровода

12.6.1. Под устойчивостью положения (против всплытия) подразумевается обеспечение проектного положения участков трубопроводов, прокладываемых на обводненных отрезках трассы и подверженных воздействию выталкивающих сил. Устойчивость положения трубопровода обеспечивается в случае соблюдения неравенства

 

(12.48)

 

где Q_act - суммарная расчетная нагрузка на единицу длины трубопровода, действующая вверх, включая упругий отпор при прокладке свободным изгибом, МН;

Q_pas - суммарная расчетная нагрузка на единицу длины трубопровода, действующая вниз, включая собственный вес трубопровода, МН;

- коэффициент запаса устойчивости положения трубопровода, принимаемый равным для участков прокладки трубопровода (по отношению к русловой части рек и водоемов):

- через болота, поймы, водоемы при отсутствии течения, обводненные и заливаемые участки в пределах ГВВ 1% обеспеченности - 1,05;

- русловых через реки шириной до 200 м по среднему меженному уровню, включая прибрежные участки в границах производства подводно-технических работ - 1,10;

- через реки и водохранилища шириной свыше 200 м, а также горные реки - 1,15.

12.6.2. Для определения интенсивности балластировки (вес на воздухе ) при обеспечении устойчивости положения в частном случае укладки трубопровода свободным изгибом и его равномерной по длине пригрузки следует использовать зависимость

 

(12.49)

 

где n_bal - коэффициент запаса по нагрузке, принимаемый равным:

- для железобетонных средств балластировки - 0,9;

- для чугунных средств балластировки - 1,0;

q_w - погонная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод, МН/м;

q_b - интенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе, МН/м;

q_pip - погонная нагрузка от веса трубы, МН/м;

q_liq - погонная нагрузка от веса продукта, МН/м;

- плотность материала средства балластировки, кг/м³;

- плотность воды, принимаемая по данным изысканий, кг/м³.

12.6.3. При определении расчетной интенсивности нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе следует учитывать знак кривизны оси изогнутого участка - выпуклость или вогнутость:

- для выпуклых кривых по формуле

 

(12.50)

 

- для вогнутых кривых по формуле

 

(12.51)

 

где E₀ - модуль упругости материала трубы, МПа;

I - момент инерции сечения трубопровода на рассматриваемом участке, м⁴;

- угол поворота оси трубопровода, радиан;

- радиус кривизны упругого изгиба, м.

12.6.4. Для случая применения обетонированных труб при отсутствии нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе толщину слоя обетонирования t_c, м, следует определять, используя следующие зависимости

 

(12.52)

 

(12.53)

 

D_i = D - 2·t_nom, (12.54)

 

D_ins = D + 2·t_ins, (12.55)

 

(12.56)

 

где D_c - диаметр наружный обетонированной трубы (с учетом толщины слоя обетонирования), м;

D - диаметр наружный трубы, м;

D_i - диаметр внутренний трубы, м;

D_ins - диаметр наружный трубы с учетом изоляционного слоя, м;

t_ins - толщина изоляционного слоя, м;

t_nom - толщина стенки трубы номинальная, м;

; ; ; - плотности соответственно стали, бетона, материала изоляционного слоя, воды, кг/м³;

k_n.f - коэффициент запаса устойчивости положения трубопровода, принимаемый по 12.6.1.

12.6.5. Вес грунта засыпки при расчете балластировки трубопроводов на русловых участках переходов через реки и водохранилища не учитывается. При проверке общей устойчивости трубопровода как сжатого стержня допускается учитывать вес грунта засыпки толщиной 1,0 м при обязательном соблюдении требований в части заглубления трубопровода в дно не менее 1 м.

12.6.6. Расчетная несущая способность анкерного устройства Б_anc, МН, вычисляется по формуле

 

Б_anc = z·m_anc·P_anc, (12.57)

 

где z - количество анкеров в одном анкерном устройстве;

m_anc - коэффициент, зависящий от количества анкеров в устройстве и относительного размера анкера, принимаемый равным:

 

(12.58)

 

где D - наружный диаметр трубопровода, м;

D_anc - максимальный линейный размер габарита проекции одного анкера на горизонтальную плоскость, м.

Расчетная несущая способность анкера P_anc, МН, по грунту основания вычисляется по формуле

 

(12.59)

 

где - несущая способность анкера, МН, определяемая расчетом или по результатам полевых испытаний;

k_anc - коэффициент запаса по несущей способности анкера, принимаемый равным 2,2.