«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Вопросы оптимальной прокладки трубопроводной линии в зонах гетерогенной сейсмической активности

УДК: 539.3+539.4:692.4
DOI: 10.33285/0130-3872-2022-7(355)-48-52

Авторы:

¹ Институт информатики национального аэрокосмического агентства Азербайджана, Баку, Азербайджан
² Институт экологии национального аэрокосмического агентства Азербайджана, Баку, Азербайджан

Ключевые слова: трубопровод, сейсмическое событие, авария, перемещение грунта, оптимизация, надежность

Аннотация:

Трубопроводные линии транспортировки углеводородов подвержены влиянию потенциальных сейсмических событий. Аварии, возникающие на таких трубопроводах из-за сейсмических событий, приводят ко значительному загрязнению прилегающих территорий, вызывая необходимость проведения сложных процедур ремедиации таких участков. Аварии трубопроводов могут возникать из-за появления механических ускорений, смещений как подземных, так и наземных элементов конструкций, в зависимости от их материала. При этом сейсмические события могут привести к образованию разрывов, оползней или разрыхлению земляной массы. В настоящей статье ставится задача достижения экстремума вероятности появления повреждения трубопровода и используется ограничительное условие применительно к общей длине трассы в зоне сейсмической активности. Сформулирована и решена оптимизационная задача оценки вероятностного показателя отсутствия повреждений в трубопроводе из-за сейсмических событий при прокладке трубной линии фиксированной длины в гетерогенной сейсмической зоне. Решение оптимизационных задач, соответствующих двум моделям частотности проводимых ремонтных линий на трубопроводе, позволило получить аналитические выражения зависимости длины сегментов трубной линии от пиковых значений скоростей и перемещений грунта, при которых целевые функционалы достигают минимума. Согласно полученным результатам наиболее высокую надежность можно получить в том случае, когда более длинные сегменты трубопровода размещены в зонах с высоким показателем PGV или PGD. Физически это объясняется тем, что при одинаковой величине указанных пиковых значений вероятность разрывов на более длинном сегменте будет меньше, чем на коротком сегменте.

Список литературы:

1. 7 Fragility functions of gas and oil networks / P. Gehl, N. Desramaut, A. Réveillère, H. Modaressi. – 2016. – 34 p. – URL: https://infrastructure.planninginspectorate.gov.uk/wp-content/ipc/uploads/projects/EN030002/EN030002-000767-KGSL%20-%20Fragility%20Functions%20of%20Gas%20and%20Oil%20Networks.pdf
2. Karamanos S.A., Keil B., Card R.J. Seismic design of buried steel water pipelines // From underground to the forefront of innovation and sustainability. – ASCE, 2014. – P. 1005–1019. – DOI: 10.1061/9780784413692.091
3. Mitigation of risks associated with gas pipeline failure by using quantitative risk management approach: a descriptive study on gas industry / A.H. Abdoul Naser, P.D. Ndalia, E.A. Mawugbe [et al.] // Marine Science and Engineering. – 2021. – Vol. 9, Issue 10. – DOI: 10.3390/jmse9101098
4. Seismic hazard for the trans Adriatic pipeline (TAP). Part 1. Probabilistic seismic hazard analysis along the pipeline / D. Slejko, A. Rebez, M. Santulin [et al.] // Bulletin of Earthquake Engineering. – 2021. – Vol. 19, Issue 2. – P. 3349–3388. – DOI: 10.1007/s10518-021-01111-2
5. Baro O., Kumar A. A review on the seismic vulnerability of oil and gas pipelines in Guwahati City // Lecture Notes in Civil Engineering. – Singapore: Springer, 2019. – Vol. 138. Proc. of the Indian Geotechnical Conf. 2019. – P. 287–299. – DOI: 10.1007/978-981-33-6564-3_26
6. Насиров Х.М. Вопросы обеспечения защищенности магистральных нефтепроводов от оползней, вызванных сейсмическим событием // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – № 3(125). – С. 74–82. – DOI: 10.17122/ntj-oil-2020-3-74-82
7. Насиров Х.М. Вопросы оптимального проектирования сети подземных трубопроводов в сейсмически опасной зоне // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – № 1(129). – С. 73–78. – DOI: 10.17122/ntj-oil-2021-1-73-78
8. Насиров Х.М., Сулейманов Т.И., Асадов Х.Г. Разработка методики прокладки подземных трубопроводов с учетом опасности оползневых процессов // Нефт. хоз-во. – 2021. – № 4. – С. 114–117. – DOI: 10.24887/0028-2448-2021-4-114-117
9. Geospatial analysis of earthquake damage probability of water pipelines due to multi-hazard failure / M. Eskandari, B. Omidvar, M. Modiri [et al.] // Int. J. of Geo-Information. – 2017. – Vol. 6, Issue 6. – DOI: 10.3390/ijgi60600169
10. O'Rourke T.D., Jeon S. Factors affecting the earthquake damage of water distribution systems // Proc. of the 5th U.S. Conference on Lifeline Earthquake Engineering, Seattle, WA, August 12–14 (Part of: Optimizing Post-Earthquake Lifeline System Reliability). – ASCE, 1999. – P. 379–388.