Кількісна оцінка чинників впливу на напружено-деформований стан у системі геологічне середовище – трубопровід у кріолітозоні (за даними комп'ютерного моделювання)

Abstract

Проведено моделювання впливу кріогенних явищ на трубопровідні системи для аналізу стану геологічного середовища з метою з’ясування причин виникнення негативних ситуацій у межах магістральних газотранспортних систем. На основі розробленої математичної моделі запропоновано чисельно-аналітичний алгоритм розв’язання поставленої задачі, що базується на використанні модифікованого методу граничних елементів. Розроблений чисельно-аналітичний алгоритм аналізу напружено-деформованого стану системи труборпровід-геологічне середовище створює передумови для виділення та прогнозування небезпечних ділянок у межах трубопроводу, а також передбачає можливість для прийняття попереджуючих заходів по безпечній експлуатації трубопроводів. Створений на основі розробленого алгоритму розрахунково-аналітичний модуль аналізує вплив геологічного середовища на трубопровідний комплекс та реально відображає зміну геологічних умов та зміну напружено-деформованого стану трубопровідно-транспортної природно-техногенної системи. Виходячи з виконаних розрахунків дано кількісну оцінка факторів впливу на напружено-деформований стан системи геологічне середовище-трубопровід в умовах кріолітозони.

Проведено моделирование влияния криогенных явлений на трубопроводные системы для анализа состояния геологической среды с целью установления причин возникновения негативных ситуаций в пределах магистральных газотранспортных систем. На основе разработанной математической модели предложен численно-аналитический алгоритм решения поставленной задачи, использующий модифицированный метод граничных элементов. Разработанный численно-аналитический алгоритм анализа напряженно-деформированного состояния системы труборпровод-геологическая среда создает предпосылки для выделения и прогнозирования опасных участков в пределах трубопровода, а также предусматривает возможность для принятия упредительных мер для безопасной эксплуатации трубопроводов. Созданный на основе разработанного алгоритма рассчетно-аналитический модуль анализирует влияние геологической среды на трубопроводный комплекс и реально отображает изменение геологических условий и изменение напряженно-деформированного состояния трубопроводно-транспортной природно-техногенной системы. Исходя из выполненных расчетов дана количественная оценка факторов влияния на напряженно-деформированное состояние системы геологическая среда-трубопровод в условиях криолитозоны.

The computer modeling of frost phenomenon effect on piping systems has been conducted with view to analyze the state of the geological medium and to ascertain the origin of all negative situations within gas main pipelines. The developed numerical-analytical algorithm of analysis of strained and deformed state in the system of geological medium-pipeline creates premises for discriminating and forecasting endangered sections within the limits of a pipeline and providing an opportunity to take preventive methods to ensure protected pipeline exploitation. This numerical-analytical algorithm forms the basis of a calculating-analytical modulus that examines a geological-environmental impact on a piping complex and gives away a veritable picture of a change in geological conditions and variation of the strained-deformed state of both trunk pipeline and natural technical-genetic system. Consequently, the quantitative assessment of factors provoking strained and deformed state in the system of geological medium-pipeline in cryolithozone has been given proceeding from accomplished calculations.