Моделирование устойчивости подводного резервуара большого объема для хранения жидких углеводородов

Сведения об авторах
  • Институт проблем нефти и газа Российской академии наук, Москва, Российская Федерация
  • Институт проблем нефти и газа Российской академии наук, Москва, Российская Федерация
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация

Аннотация

Изменение климатических условий и сокращение площади морского льда в Северном Ледовитом океане позволяют ученым и инженерам задумываться об освоении неразведанных запасов углеводородов, большая часть которых на сегодняшний день находится в Арктике. Подводные резервуары представляют собой важный элемент инфраструктуры, способный обеспечить стратегическое хранение углеводородов в условиях чрезвычайных ситуаций или перебоев в поставках, а также освоить запасы нефти и газа. В работе рассмотрены подводные нефтехранилища как один из этапов, который позволит эксплуатировать морские месторождения под водой. Внедрение подводных хранилищ может способствовать более устойчивому и безопасному развитию нефтегазовой промышленности, снижению экологических рисков и повышению экономической эффективности. В ходе исследования была разработана численная конечно-элементная модель подводного хранилища, выполненная в соответствии с патентом М.С. Сонина. Проведен численный анализ напряженного деформированного состояния хранилища вместимостью 120 000 м3 и оценено распределение напряжений в куполе и фундаменте резервуара с учетом особенностей подводной конструкции. Определены основные причины, приводящие к потере устойчивости, разрушению резервуара и фундамента. Наиболее уязвимым местом резервуара явился уторный шов – место стыка днища и стенки, выполненное сварными швами. Для фундамента наиболее опасен сектор, где стенка резервуара замоноличена в фундаментную плиту, – здесь наблюдаются максимальные напряжения как сжатия, так и растяжения. Для нивелирования этой проблемы есть два возможных подхода: уменьшить глубину погружения хранилища, увеличить толщину купольной части корпуса и добавить ребра жесткости, чтобы повысить жесткость и устойчивость конструкции. Однако оба эти технических решения приведут к дополнительным расходам и технологическим сложностям в ходе реализации проекта.

Ключевые слова

подводные резервуарыхранение нефтиконструкция резервуаровупругопрочностные свойстванапряженно-деформированное состояниебезопасность подводного хранения нефтигабаритные размерыгибкие мембраны

Литература

  1. 1.Кульпин, Д.Л. К вопросам планомерно-последовательного освоения недр Арктики / Д.Л. Кульпин, Ч.С. Гусейнов // Газовая промышленность. – 2022. – № 7(835). – С. 20–26. – EDN VCTTLZ. Scholar
  2. 2.Богоявленский, В.И. Освоение ресурсов углеводородов и экологическая безопасность в Арктике В.И. Богоявленский / В.И. Богоявленский, И.В. Богоявленский // Арктические ведомости. – 2021. – № 1(31). – С. 30–43. – EDN VWQQUC. Scholar
  3. 3.Богоявленский, В.И. Анализ состояния, перспектив и проблем освоения ресурсов углеводородов и угля в Арктике в связи с экономическими, геополитическими и технологическими реалиями / В.И. Богоявленский, И.В. Богоявленский // Научные труды Вольного экономического общества России. – 2021. – Т. 228, № 2. – С. 154–180. – DOI: 10.38197/2072-2060-2021-228-2-154-180. – EDN JDFBGX. Scholar
  4. 4.Богачев, Ю.С. Формирование системы оценки достижения сбалансированного промышленного развития в Арктической зоне / Ю.С. Богачев, Н.М. Абдикеев, П.В. Трифонов // Учет. Анализ. Аудит. – 2022. – Т. 9, № 5. – С. 76–93. DOI: 10.26794/2408-9303-2022-9-5-76-93 Scholar
  5. 5.Балабейкина, О.А. Устойчивое развитие арктической зоны: «Проект прикладномное» / О.А. Балабейкина, В.А. Афонина // Нефтегазовое дело, техносферная безопасность, рациональное природопользование: современные реалии. – 2023. – С. 169–172. Scholar
  6. 6.Богоявленский, В.И. Мерзлота и газогидраты на Арктическом шельфе Восточной Сибири / В.И. Богоявленский, А.В. Кишанков, А.Г. Казанин // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. – 2022. – Т. 507, № 1. – С. 110–117. DOI: 10.31857/S268673972260134X. – EDN SYMNGC. Scholar
  7. 7.Дзюбло, А.Д. Грунтово-ледовые острова Новые технологии для освоения ресурсов газа на шельфе Карского моря / А.Д. Дзюбло, А.Е. Сторожева, К.В. Алексеева // Деловой журнал Neftegaz.RU. – 2023. – № 2(134). – С. 84–91. – EDN QHEOCO. Scholar
  8. 8.Гаврилов, А.В. Инженерно-геокриологических карта – инструмент оценки возможных рисков при проведении геолого-разведочных работ на нефтегазоносных структурах арктического шельфа России / А.В. Гаврилов, В.В. Малахова, Е.И. Пижанкова // Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций в Арктической зоне Российской Федерации: материалы научно-практической конференции, Мурманск, 04–07 апреля 2023 года. – Мурманск: Мурманский арктический государственный университет, 2023. – С. 84–86. – EDN DOAUTVU. Scholar
  9. 9.Complex of geophysical studies of the seyahka catastrophic gas blowout crater on the Yamal peninsula, Russian arctic / V. Bogoyavlensky, I. Bogoyavlensky, R. Nikonov, A. Kishankov // Geosciences (Switzerland). – 2020. – Vol. 10, no. 6. – P. 215. DOI: 10.3390/geosciences10060215. – EDN ORHKFU. Scholar
  10. 10.Шабалин, Н.В. Комплексные морские исследования в Арктическом регионе / Н.В. Шабалин, Г.И. Хурматова // Деловой журнал Neftegaz.RU. – 2020. – № 1. – С. 36–43. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 24, № 4, 2024)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
31.10.2024
В выпуске
31.10.2024
Выпуск
Том 24, № 4 (2024)
Поделиться