Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Математическое моделирование гильотинного разрыва трубопровода под водой

Работа №11386

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

газовые сети и установки

Объем работы131
Год сдачи2016
Стоимость5900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
985
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Реферат 5
Vortrag 6
Сокращения 9
ВВЕДЕНИЕ 10
1. Обзор литературы 14
1.1 Состав сооружений и классификация магистральных газопроводов 14
1.2 Категории магистральных газопроводов 17
1.3 Классификация дефектов трубопроводов 18
2. Способы прокладки магистральных газопроводов 21
2.1 Разведка дна и грунтов перед прокладкой трубопроводов 22
2.2 Основные технологии строительства подводных трубопроводов 29
2.2.1 Укладка подводных трубопроводов с поверхности воды 36
2.3. Укладка трубопроводов, с положительной плавучестью с поверхности воды 37
3 Общие сведения по авариям на газопроводах 38
3.1 Статистические данные по авариям на гозопроводах 39
4. Гильотинный разрыв газопровода 47
4.2 Распространение взрывных и акустических волн 54
4.3 Общая характеристика подводного взрыва 56
4.4 Параметры ударной волны 58
4.5 Газовый пузырь при подводном взрыве 61
4.5.1 Взрыв вблизи поверхности 65
4.5.2 Подводный взрыв вблизи жесткой границы 66
4.6. Разрыв магистрального газопровода 67
5. Моделирование цилиндрической ударной волны 69
5.1. Задача о распаде произвольного разрыва с двучленным уравнением состояния 69
5.2 Реализация плоской задачи и верификация метода 81
5.3 Компьютерная программа «FORTRAN» 82
Заключение: 87
6. Производственная безопасность 88
6.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов 88
6.2 Экологическая безопасность на магистральных газопроводах 93
6.2.1 Изменение состояния окружающей среды под воздействием газопровода 94
6.2.2 Последствия воздействия и мероприятия по снижению воздействия 95
6.2.3 Утечка токсичных и вредных веществ и их влияние на человеческие организмы 101
6.2.4 Мероприятия по охране атмосферы в период эксплуатации газопровода 105
6.2.5 Аварийно-диспетчерское обслуживание газораспределительных систем 106
6.3. Безопасность на магистральных газопроводах 108
6.3.1 Оценка предполагаемого ущерба окружающей среде 113
6.3.2 Границы действия ВУВ при взрыве газа 114
7. «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ» 115
Введение 115
7.1 Оценка готовности проекта к коммерциализации 115
7.2 Календарный план проекта 118
7.2.1 SWOT-анализ 120
7.3 Затраты на проведение аварийно-восстановительных работ 121
7.4 Расчёт амортизационных отчислений 123
7.5. Расчет затрат на основные и вспомогательные материалы 124
7.5.1 Фонд оплаты труда специалистов 125
Заключение 129
Список использованных источников 130


Трубопроводный транспорт газа, нефти и нефтепродуктов в настоящее время является средством доставки этих продуктов от мест добычи, переработки или получения к местам потребления. Для транспортировки газа и нефти сооружаются трубопроводы длиной в несколько тысяч км. Трубопроводы такой протяжённости пересекают огромное количество разнообразных естественных и искусственных препятствий: малых и больших рек, водохранилищ, озёр, глубоких болот, сложенных слабыми грунтами, автомобильных и железнодорожных дорог.
Трубопроводный транспорт нефти и газа, составляющая часть системы снабжения промышленности, энергетики, транспорта и населения городов и поселков топливом и сырьем. При этом природный газ и сырая нефть транспортируются в основном только по трубопроводам. Однако, в связи с резким уменьшением объемов строительства магистральных трубопроводов в последние годы, внимание к проблемам строительства трубопроводов снизилось, но с уверенностью можно сказать, что в ближайшее время трубопроводный транспорт вновь потребует к себе пристального внимания, так как оборудование стареет и морально и физически соответственно возникнут проблемы ремонта, замены оборудования.
Газопровод, несмотря на простоту, сильно отличается от других сложных сооружений, особенной схемой силового фактора, напряженно - деформированным состоянием и масштабностью. Невозможность осмотра и приборного освидетельствования газопроводов при эксплуатации увеличивает вероятность отказов.
Газопроводы в течении протяженного срока эксплуатации испытывают весьма значительные напряжения, близкие такое как предельные напряжения. Масштабный фактор современных газопроводов, на данный момент времени и развития технологий не позволяет на 100% исключить отклонения характеристик по прочности металла. Поэтому при отклонении условия от заданного параметра приводят его в состояние, такое как предельное напряжение. Масштабный фактор современных газопроводов, на данный момент времени и развития технологий не позволяет на 100% исключить вероятность появления дефектов при производстве труб, строительстве и эксплуатации вследствие нарушения технологических параметров транспортировки и в дальнейшем изменение прочности магистральных трубопроводов.
С увеличение срока эксплуатации газопроводов с высокими параметрами, такими как протяженность, диаметр, давление и так далее, появляются новые проблемы, одной основной из которых является оценка остаточного ресурса и увеличения срока эксплуатации. В настоящее время такая проблема приобрела государственное значение, впоследствии это отразили в постановлении Правительства РФ №241 от 28 марта 2001 года, который был посвящен оценкам остаточных ресурсов и продление срока эксплуатации. В ОАО «Газпром»
Основные аспекты проблем:
- формальный аспект - газопроводы, отработавшие амортизационный срок (33 года), не проходят по финансовым документам, и службы эксплуатации не имеют на них отчислений; таким образом, для поддержания технического уровня данных газопроводов отсутствуют средства.
- научный аспект - газопроводы представляют собой протяженные системы с восстановлением, работающие в условиях переменного нагружения в различных климатических зонах. Как правило, газопроводы входят в Единую систему газоснабжения, т.е. работают в связанных технологических режимах. Поэтому требуется изучение конструктивной и технологической надежности для последующей оценки ресурса.
- инженерный аспект - необходимо выполнить комплекс расчетных и инструментальных работ по анализу технического состояния, выявлению потенциально опасных участков, оценки опасности дефектов и непосредственно экспресс оценке ресурса и работоспособности.
Газопроводы отличаются от прочих сооружений, прежде всего протяженностью и энергетическим потенциалом, т.е. в них наиболее сильно проявляются масштабные эффекты статического и энергетического характера. По объему упругой энергии, сосредоточенной в металле труб и сжатом газе, газопроводы не имеют себе равных. В этом газопроводы не знают себе равных. Это основное обстоятельство, которое в большинстве случаев делает их более
уязвимыми к внезапным разрушениям. По статистике, в последние годы аварийность газопроводов по причине коррозии и при коррозионном растрескивании под напряжением (КРН) металла сохраняется на высоком уровне. Большинство аварий в последние годы требуют комплексную исследовательскую работу связи КРН с условиями эксплуатации в коррозионных средах (состав и рН среды, температура, поляризационный потенциал) и различными металлургическими факторами (состав, структура, свойства, способы производства стали, чистота по неметаллическим включениям, способ термообработки). При анализе базы данных большинства аварий выделены общие признаки, сопутствующие КРН. Стресс-коррозия чаще всего наблюдается в заболоченных, глинистых и суглинистых грунтах, на участках с переменным увлажнением. Большая часть аварий возникают на склонах холмов, подводных переходах или в близости к обводненной местности, которая проходит или вдоль трубопровода или с пересечением его. Так же в основном КРН образуется и развивается в месте дефектов изоляционного покрытия где имеется неограниченный доступ грунта к телу трубы, или воды, а эффект защиты ЭХЗ недостаточный.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


Результатом выполнения дипломного проекта стала разработка программы GOD_1D_W1, которая осуществляет расчет произвольного распада разрыва трубопровода под водой, основанный на решении одномерных уравнений газовой динамики различными способами.
Первоначально была исследована предметная область, детально рассмотрены подводные взрывы, в частности формирование газового пузыря, термодинамические процессы газового пузыря и различные характеристики. Так же представлено решение задачи о распаде произвольного разрыва подводного с учетом двух различных сред (газа и жидкости), описываемых двучленным уравнением состояния. Предложена постановка задачи о моделировании аварии подводного газопровода с использование метода С.К. Годунова.
В разделе социальная ответственность были рассмотрены различные факторы, влияющие на окружающую среду, так же была рассчитана масса выбросов газа, и нанесенный ущерб, подлежащий компенсации.
В разделе финансовый менеджмент был произведен расчет затрат на аварийный ремонт газопровода на подводном переходе.



1. Дятлов В.А., Михайлов В.М., Яковлев В.И. Оборудование, эксплуатация и ремонт магистральных газопроводов.- Москва: Недра, 1990. - 222 с.
2. Инструкция по оценке дефектов труб и соединительных деталей при ремонте диагностировании магистральных газопроводов.
3. Мовсум-заде Э.М., Мастобаев Б.И. Морская нефть. Трубопроводный транспорт и переработка продукции скважин. - СПб.: Недра, 2006. - 192с.
4. Капустин К.Я., Камышев М.А. Строительство морских трубопроводов. - М.: Недра, 1982. - 207с.
5. Бородавкин П.П. Морские нефтегазовые сооружения. Часть 2. Технология строительства 2007. - 408 с
6. РИА НОВОСТИ.
7. И.М. Тетерин методика оценки потерь от чрезвычайных ситуаций на магистральных газопроводных сетях.
8. Кедринский В.К. Гидродинамика взрыва. Эксперимент и модели Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. — 435 с.
9. Лаврентьев Э.В., Кузян О.И. Взрывы в море Ленинград: Изд-во Судостроение, 1977. - 156 с.
10. В.С. Сафонов, С.В. Ганага. Моделирование физических эффектов при аварийных разрывах подводных газопроводов
11.Черный Г.Г. Газовая динамика. М.: Наука, 1988. - 424с.
12. Крайко А.Н. Теоретическая газовая динамика: классика и современность. - М.: ТОРУС ПРЕСС, 2010. - 440с.
13. Годунов С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я., Крайко А.Н., Прокопов Г.П.
Математическое моделирование гильотинного разрыва трубопровода под водой
Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976. 400с.
14. Куликовский А.Г., Погорелов Н.В., Семенов А.Ю. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений. - М.: ФИЗМАТЛИТ, - 2001. - 608 с.
15. Cole R.H. (1948) Underwater Explosions, Princeton Univ. Press, Princeton, NJ.
16. Мельников А.В. Защита от гидроудара. Статья: Сибирский федеральный университет.
17. Рычков А.Д. Математическое моделирование газодинамических процессов в каналах и соплах. Новосибирск: Наука, Сиб. Отд-ние, 1988. - 222с.
18. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник для студ. высш. учеб. Заведений Борис Степанович Мастрюков. - М.: Издательский центр "Академия", 2003. - 336 с. ISBN 5-7695-1294-6
19. Тетельмин В.В., Язев В.А. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе
20. ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 50 с.
21. Анализ основных причин аварий, произошедших на магистральных газопроводах. Статьи из журнала "«Нефть и Газ Сибири» №4(21) 2015г.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ