Article justifies accounting for internal pressure effect in the pipeline, causing additional bending of the pipeline. According to some scientists, there is an erroneously used concept of the equivalent longitudinal axial force (ELAF) Sx, which depends on working pressure, temperature stresses, and joint deformations of pipelines with various types of soils. However, authors of the article use ELAF Sx concept at construction of mathematical model of stress-strain state (SSS) for complex section of the trunk pipeline, and also reveal it when analyzing the results of calculating the durability and stability of the pipeline. Analysis of SSS for calculated section of the pipeline was carried out for two statements of the problem for different values of operation parameters. In the first statement, effect of internal pressure causing bending of the pipeline is taken into account, and in the second it is neglected. It is shown that due to effect of ELAF Sx at p0 = 9.0 MPa, Dt = 29 °C extreme value of bend increases by 54 %, extreme values of bending stresses from span bending moment increase by 74 %, and extreme value of bending stresses from support bending moment double with regard to corresponding SSS characteristics of the pipeline. In case of neglecting the internal pressure effect causing additional bending of the pipeline (second statement of the problem), error in calculating the extreme value of bend is 35 %, extreme value of bending stresses from span bending moments is 44 %, and extreme value of bending stresses from support bending moments is 95 %.

Ссылка для цитирования: Зарипов З.М., Масалимов Р.Б. Использование компенсаторов в подводном участке морского газопровода для предотвращения его всплытия // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 2. – С. 196-205. Актуальность исследования заключается в предотвращении всплытия подводных участков морского газопровода и сохранении их в проектном положении. Цель: выявление на всплытие подводного участка газопровода длины размытой оголенной части, состояния грунта на прилегающих подземных частях, внутреннего давления и температурных напряжений, а также установление эффективной работы компенсаторов. Объекты: подводные участки газопровода, компенсаторы. Методы: совместное интегрирование системы дифференциальных уравнений, описывающих напряженно-деформированное состояние размытой оголенной части и примыкающих к ней подземных частей. Результаты. Изложена краткая информация о всплытии двух из четырех ниток Северного потока-2 на участке подводного перехода через Байдарацкую губу на Ямале. Рассмотрены следующие три постановки задачи о напряженно-деформированном состоянии рассчитываемого подводного участка газопровода: с учетом воздействия внутреннего давления и температурных напряжений на изгиб трубопровода, вызывающего дополнительный изгиб газопровода; с пренебрежением воздействия внутреннего давления и температурных напряжений на изгиб трубопровода; с компенсаторами, установленными в начале и конце рассчитываемого участка. Представленное решение для первой постановки задачи зависит от обычных тригонометрических функций, для второй постановки задачи – от многочленов, а в третьей постановке – от гиперболических и тригонометрических функций. Для этих трех постановок задач рассчитаны основные характеристики напряженно-деформированного состояния газопровода, построены эпюры его прогиба и изгибных напряжений, в таблицах приведены экстремальные величины этих характеристик для различных значений параметров эксплуатации газопровода для разной длины размытой оголенной части, и с учетом изменения состояния грунта на прилегающих подземных частях. Установлена эффективная работа компенсаторов, предназначенных для предотвращения всплытия подводных участков морского газопровода и сохранения их в проектном положении.