Reliability Estimation of Oil and Gas Trunk Pipelines on a Stochastic Heterogeneous Base =Оцінювання надійності магістральних газо- та нафтопроводів на випадково-неоднорідній основі

Abstract

The article discusses buried oil and gas pipeline linear part reliability. Reliability parameters are longitudinal and hoop stresses in the pipeline wall, which are caused by the impact of the soil base uneven deformations, operating pressure and temperature difference. Esti-mation of the pipeline reliability in soils without special properties was performed. Improving the probabilistic solution of the differential equations curved pipe axis was carried out. Numerical FEM modelling was proposed for modelling system “pipeline – collapsible basis”. It gives the most relevant and simplest results. The most dangerous cases of the system deformations were defined by increasing the soaking area of the base. Justification of the distribution laws was performed for the input parameters of the pipeline reliability function. Field studies allowed us to obtain 200 random variables of the mechanical characteristics of the pipeline collapsible bases in a water-saturated state. The pipeline reliability in collapsible strata with different thickness was estimated. There were established dependencies for pipeline strength and reliability laid in soil conditions without special properties, estimated that small deformations do not require an increase in the thickness of a pipeline wall, but the growth of deformations leads to reduction in the pipeline reliability. It is necessary to ensure normative reliability, almost linear increasing in the pipeline wall.

Робота присвячена оцінюванню надійності лінійної частини підземних магістральних газо- та нафтопроводів за параметром кільцевих і поздовжніх напружень, на яку впливають деформації випадково-неоднорідної основи, внутрішній робочий тиск і температурні перепади. Розраховано ймовірність відмови трубопроводу за параметром кільцевих напружень. Удосконалено розрахункову схему системи «трубопровід – випадково-неоднорідна основа» й отримано значення поздовжніх напружень у стінці трубопроводу, що виникають унаслідок деформування елементів системи. Обґрунтовано найбільш небезпечні випадки замокання системи «трубопровід – просадочна основа». Проведено мультипараметричний імовірнісний аналіз скінченноелементної моделі системи, отримано ймовірність відмови трубопроводу за параметром поздовжніх напружень для різноманітних умов прокладання. Розрахункові схеми, використані у роботі, верифіковано шляхом порівняння результатів аналітичних розрахунків, розв’язку аналітичних рівнянь чисельними методами та моделювання методом скінченних елементів.