СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА Советский патент 1995 года по МПК F16L1/28 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при прокладке трубопроводов в многолетнемерзлых грунтах.

Цель изобретения уменьшение эксплуатационных затрат путем снижения тепловых потерь при транспортировании продукта по трубопроводу за счет оптимизации глубины заложения трубопровода.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан трубопровод в траншее, а на фиг. 2 приведен график изменения тепловых потерь в зависимости от глубины заложения трубопровода.

Способ осуществляют следующим образом.

Отрывают траншею 1. Отсыпают на ее дно подушку из грунта с коэффициентом теплопроводности, меньшим коэффициента теплопроводности грунта основания 2 траншеи 1. Затем укладывают трубопровод 3 на глубине, определяемой из математической зависимости
H h
(1) где h глубина траншеи;
j ( λ₂ λ₁ ) / ( λ₂ + λ₁);
λ₁ коэффициент теплопроводности грунта основания траншеи;
λ₂ коэффициент теплопроводности грунта засыпки траншеи. После этого засыпают трубопровод грунтом 4, однотипным с грунтом подушки, и выполняют обратную засыпку траншеи грунтом, также однотипным с грунтом подушки.

Грунтом обратной засыпки 4 может быть любой грунт, например супесь, торф, теплоизоляционный материал в гранулах, но с коэффициентом теплопроводности, меньшим, чем у грунта основания 2 траншеи 1.

При прокладке трубопровода 3 в неоднородных грунтах тепловые потери при транспортировке жидкостей и газов зависят не только от расположения трубопровода 3 относительно поверхности грунта (в однородном грунте чем глубже проложен трубопровод, тем меньше тепловой поток от трубы во внешнюю среду), но и относительно границы раздела грунтов с различными теплофизическими свойствами. Для любой конфигурации этих границ существует точка 5 (фиг. 1) в траншее 1, расположив в которой трубопровод 3 можно будет достигнуть уменьшения тепловых потерь Q при транспортировке по нему жидкости или газа.

Оптимальная глубина Н заложения трубопровода, определяемая по математической зависимости (1), практически не зависит от радиуса трубопровода R_тр при Н> 2R_тр.

Пример конкретного выполнения. На основе исходных данных о размере траншеи 1, трубопроводе 3, коэффициентах теплопроводности грунта основания 2 и грунта обратной засыпки 4 проводят теплотехнический расчет по определению оптимальной глубины заложения трубопровода 3. Разрабатывают траншею 1 глубиной h 2 м в песчаных грунтах 2 с коэффициентом теплопроводности λ₁ 1,85 ккал/(м ^. ч ^. град). Отсыпают на ее дно подушку из суглинка с коэффициентом теплопроводности λ₂ 0,5 ккал/(м ^. ч ^.град) таким образом, чтобы глубина заложения трубопровода 3 соответствовала оптимальной, найденной из зависимости H h и равной 1,22 м. Затем укладывают трубопровод 1 и засыпают его суглинком. Обратную засыпку 4 траншеи выполняли тем же суглинком. При этом потери тепла при транспортировании продукта были уменьшены до 25,5 ккал/(м ^. ч) против 32,3 ккал/(м ^. ч) при проектной укладке трубопровода на глубине 1,89 м.

Использование: строительство трубопроводов в многолетнемерзлых грунтах. Сущность изобретения: трубопровод 3 укладывают в траншее 1 на глубине, определяемой из матаматической зависимости где h глубина траншеи; j = (λ₂-λ₁)/(λ₂+λ₁); λ₁ коэффициент теплопроводности грунта основания 2 траншеи 1; λ₂ коэффициент теплопроводности грунта засыпки 4. Трубопровод 3 укладывают на подушку из грунта с коэффициентом теплопроводности λ₂, меньшим коэффициента теплопроводности λ₁ грунта основания 2 траншеи 1, и засыпают грунтом 4, идентичным грунту подушки, что обеспечивает уменьшение эксплуатационных затрат за счет снижения тепловых потерь при транспортировании продукта по трубопроводу. 2 ил.

СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА, заключающийся в отрывке траншеи, отсыпке на ее дно подушки из грунта с коэффициентом теплопроводности, меньшим коэффициента теплопроводности грунта основания траншеи, укладке трубопровода на подушку и засыпке его грунтом, отнотипным с грунтом подушки, с последующей обратной засыпкой траншеи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения эксплуатационных затрат путем снижения тепловых потерь при транспортировании продукта по трубопроводу за счет оптимизации глубины заложения трубопровода, обратную засыпку траншеи осуществляют грунтом, однотипным с грунтом подушки, а трубопровод укаладывают на глубине, определяемой из математической зависимости

где h глубина траншеи;
j = (λ₂-λ₁)/(λ₂+λ₁);
λ₁ коэффициент теплопроводности грунта основания траншеи;
λ₂ коффициент теплопроводности грунта засыпки траншеи.