Способ предотвращения замерзания грунтовых вод в защитных футлярах газопроводов
Владельцы патента RU 2730754:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к области строительства и ремонта подземных газопроводов, проложенных в слое сезонно протаивающего и промерзающего грунта. Для исключения возможности возникновения аварийных ситуаций, связанных с деформированием газопроводных труб при замерзании грунтовых вод, поступающих при разгерметизации уплотнений в межтрубное пространство футляра, предусматривается размещение в нижней части футляра хлористого кальция. Количество хлористого кальция определяется с учетом объема межтрубного пространства, чтобы его концентрация в грунтовой воде обеспечивала невозможность замерзания раствора при минимально возможных температурах окружающего грунта. Техническим результатом изобретения является исключение возможности деформирования газопроводных труб при замерзании грунтовых вод в футляре, что обеспечит повышение безопасности газоснабжения потребителей в зимний период и снизит затраты на проведение ремонтно-восстановительных работ. 1 табл.
Изобретение относится к строительству подземных газопроводов в сезонно промерзающих-протаивающих грунтах и предназначено для исключения возможности возникновения аварийных ситуаций при деформировании газопроводных труб в результате нарушения герметичности уплотнений футляра и замерзании в нем грунтовых вод.
В известном техническом решении (1. Ralph Н. Cushing. Sistem for roadbed traversing by pipeline. Pat US 3,774,403) предусмотрено для исключения таких ситуаций заполнять пространство под футляром пенополиуретаном, вспенивание которого осуществляют непосредственно в межтрубном пространстве под футляром при проведении строительно-монтажных работ.
Недостатком предлагаемого решения является возможность его реализации только в летний период, поскольку качественный пенополиуретан по современным технологиям можно получить только при относительно высоких температурах.
Известно также техническое решение (2. Защитный футляр. Патент на полезную модель РФ №183262, бюлл. №26, 2018), в котором для исключения поступления грунтовой воды межтрубное пространство заполняют кольцеобразными отрезками замкнутопористого вспененного полимера.
Недостатком такого подхода является возможность его применения только при строительстве нового газопровода или капитального ремонта защитного футляра при ликвидации последствий аварийной ситуации.
Целью предлагаемого изобретения является разработка способа исключения аварийных ситуаций, возникающих при замерзании грунтовых вод в межтрубном пространстве, при проведении строительно-монтажных работ или в процессе эксплуатации газопровода без проведения демонтажа футляра.
Для достижения поставленной цели предлагается в межтрубном пространстве футляра размещать порошкообразный хлористый кальций в количестве, обеспечивающем его концентрацию при полном заполнении его объема грунтовой водой в диапазоне 9,4-29,9%. Необходимая концентрация раствора определяется минимально возможной температурой окружающего футляр грунта в зимний период. Температура замерзания раствора хлористого кальция в воде в зависимости от концентрации соли представлена в табл. 1 (3. Гинзбург А.С. и др. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. Справочник. 1980. 4. www.Termalinfo.ru). Например, если минимальная температура грунта ожидается не ниже минус 20°C, то концентрация соли должна быть не ниже минус 21,2%. Количество необходимой для этого соли должна определяться с учетом объема межтрубного пространства.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На первом этапе вычисляют объем межтрубного пространства. Затем определяют необходимое количество соли, обеспечивающей необходимую концентрацию раствора с учетом минимально возможной температур окружающего грунта. При проведении строительных работ порошок хлористого кальция размещают в нижней части трубы футляра в его торцевых частях. Для газопроводов, находящихся в эксплуатации, хлористый кальций засыпают в нижнюю часть футляра через газоотводные контрольные трубки посредством гибкого шланга. При разгерметизации уплотнений грунтовая вода поступает в межтрубное пространство и растворяет находящийся в нем хлористый кальций. Полученный при этом соляной раствор при понижении температуры не замерзает, деформирование газопроводной трубы полностью исключается.
Применение предлагаемого способа позволит обеспечить безопасность газоснабжения потребителей в зимний период и исключит необходимость проведения ремонтно-восстановительных работ, связанных со значительными затратами.
Способ предотвращения замерзания грунтовых вод, поступающих в защитные футляры вследствие нарушения герметичности торцевых уплотнений, для газопроводов, проложенных в сезонно протаивающих и промерзающих грунтах, отличающийся тем, что в нижней части футляра размещают порошкообразный хлористый кальций в количестве, исключающем возможность замерзания его раствора в грунтовой воде при заполнении всего пространства под футляром.
