Розроблення техніки та технології безтраншейної реконструкції трубопроводів газових і теплових мереж

Abstract

Аналітично, CFD моделюванням та експериментально встановлено, що трубопроводи газових і теплових мереж можливо реконструювати протягуванням поршнем нового поліетиленового трубопроводу чи рукава в зношений сталевий трубопровід. Виведено залежності для розрахунку сил опору, які діють на рухому систему, та необхідного тиску на виході компресора, щоб поршень протягнув новий поліетиленовий трубопровід чи рукав усією довжиною реконструйованого трубопроводу. Встановлено закономірності зміни тиску на виході компресора залежно від довжини протягнутої поршнем ділянки поліетиленового трубопроводу чи рукава. Експериментально досліджено динаміку протягування поршнем нового поліетиленового трубопроводу в зношений сталевий. Розроблено техніку та технологію безтраншейної реконструкції трубопроводів газових і теплових мереж протягуванням поршнем у зношений сталевий трубопровід нового поліетиленового трубопроводу – “Тяговий поршень” та нового рукава – “Тяговий поршень”, які промислово апробовано та впроваджено у виробництво.

Аналитически, CFD моделированием и экспериментально установлено, что трубопроводы газовых и тепловых сетей возможно реконструировать протягиванием поршнем нового полиэтиленового трубопровода или рукава в изношенный стальной трубопровод. Выведены зависимости для расчета сил сопротивления, действующих на подвижную систему, и необходимого давления на выходе компрессора, чтобы поршень протянул новый полиэтиленовый трубопровод или рукав всей длиной реконструированного трубопровода. Установлены закономерности изменения давления на выходе компрессора в зависимости от длины протянутого поршнем участка полиэтиленового трубопровода или рукава. Экспериментально исследована динамика протягивания поршнем нового полиэтиленового трубопровода в изношенный стальной. Разработано технику и технологию бестраншейной реконструкции трубопроводов газовых и тепловых сетей протягиванием поршнем в изношенный стальной трубопровод нового полиэтиленового трубопровода – "Тяговый поршень" и нового рукава – "Тяговый поршень" которые промышленно апробировано и внедрено в производство.

The dissertation is devoted to the complex study of trenchless reconstruction of gas and heat pipelines methods. Theoretical and experimental study of t he plunging process of a new polyethylene pipeline or a new hose with a worn steel pipeline. Development of engineering and technology of gas and heat pipelines trenchless reconstruction by plunging a new polyethylene pipeline or hose into the worn steel pipeline.With a help of analysis and CFD simulations it was established that gas and heat pipelines can be reconstructed by extending a pig of a new polyethylene pipeline, with a new hose into a worn steel pipeline, since it requires little pressure at the edge of the compressor to perform such operations. For the calculation of the resistance forces the dependencies are deduced, they are acting on the moving system and the required pressure at the of the compressor, at wh ich the pig extends a new polyethylene pipeline or a hose over the entire length of the reconstructed worn steel pipeline. The resistance forces acting on the moving system while extending the pig of the polyethylene pipeline on the horizontal sections of the track are: the force of mechanical friction of the pig cuffs to the walls of the steel pipeline; force of friction of polyethylene pipe to steel; force of friction of a polyethylene pipe in the ring cuffs of the sealing system. When pulling the pig hoses the forces of resistance are: the force of mechanical friction of the pig cuffs to the walls of the steel pipeline; force of friction of a polyethylene hose to a steel pipe; the friction force of the axes of the drum on which the hose is wound. The CFD model was based on the solution of the Navier-Stokes equations and the continuity of the flow, closed by a two-parameter Lunder-Sharm turbulence model using a wall function, with appropriate initial and boundary conditions. The motion of the pig and its extending polyethylene pipeline was modeled using a dynamic mesh.