Петербургский Горный университет предложил новую устойчивую конструкцию опоры магистрального трубопровода
Санкт-Петербург. 5 мая. ГеоИнфо — Учёные Санкт-Петербургского Горного университета разработали инновационную конструкцию опоры для магистральных трубопроводов, которая эффективно решает проблему морозного пучения грунта. Об этом сообщает «Форпост Северо-Запад». Новое инженерное решение было представлено в контексте актуальных климатических вызовов, особенно актуальных для районов вечной мерзлоты.
Поводом к разработке послужили случаи деформации опор трубопроводов в условиях экстремального климата. Так, в июне 2021 года на Трансаляскинском нефтепроводе в США произошла крупная авария из-за оттаивания вечной мерзлоты: опоры начали изгибаться, появилась угроза обрыва. В качестве ответа на ситуацию на участке были установлены термостабилизаторы, поддерживающие низкую температуру грунта за счёт хладагента.
Однако не менее серьёзной проблемой остаётся морозное пучение — процесс, при котором промерзающая вода в почве расширяется, создавая вертикальные подвижки грунта. Это ведёт к деформации опор и нарушению проектного положения трубопровода, требующего срочного ремонта и сопряжённого с большими финансовыми потерями из-за простоя.
В российской трубопроводной системе присутствуют обе проблемы — как оттаивание, так и морозное пучение. Более 60% территории страны занимает зона вечной мерзлоты, через которую проходят сотни километров магистральных трубопроводов, включая «Силу Сибири», «Заполярье — Пурпе — Самотлор», «Куюмба — Тайшет» и другие. При этом свыше 80% трубопроводов построено на наземных опорах. Используемые сегодня термостабилизаторы эффективно решают проблему оттаивания, но осложняют ситуацию при морозном пучении, а также требуют значительных затрат на установку и обслуживание.
Специалисты кафедры Транспорта и хранения нефти и газа Горного университета предложили альтернативу — опору клиновидной формы с углом 30 градусов. Такая форма позволяет конструкции «разрезать» вспученный грунт и сохранять устойчивость трубопровода. Разработка предусматривает также демпферную систему, снижающую напряжение в металле трубы при подвижках почвы.
«Разработка запатентована. Её эффективность подтверждена с помощью компьютерного моделирования. Найдена оптимальная геометрическая форма клина для снижения воздействия сил морозного пучения. Предлагаемая нами конструкция опоры предусматривает также демпферную систему, которая позволяет уменьшить напряжение в металле труб под воздействием движения грунта», – рассказал заведующий кафедрой Транспорта и хранения нефти и газа Ильдар Шаммазов.
Под его научным руководством аспирант Артур Батыров защитил кандидатскую диссертацию по данной тематике. Интерес к инновационной конструкции уже проявили крупнейшие российские компании «Газпром» и «Транснефть». Потенциальными партнёрами могут стать также зарубежные трубопроводные компании из США и Канады.
Напомним, что в начале апреля в Санкт-Петербургском горном университете прошла IV Всероссийская научная конференция «Прорывные технологии транспорта и хранения углеводородов — 2025». В ходе мероприятия учёные Горного университета и других профильных вузов страны, а также представители крупнейших нефтегазовых компаний обсудили достижения в данной области и наметили приоритетные направления дальнейших научных исследований.
