Розроблення технології безтраншейної реконструкції трубопровідних комунікацій “Тяговий поршень”
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.164351Ключові слова:
втрати тиску, об’ємна витрата, сила тертя, тягове зусилля, швидкість протягуванняАнотація
Розроблено технологію безтраншейної реконструкції трубопровідних комунікацій протягуванням поршнем нового поліетиленового трубопроводу в зношений сталевий – “Тяговий поршень$”. Поршень рухається під тиском повітря, яке подається в запоршневий простір компресором.
Виконано математичне та CFD моделювання процесу протягування трубопроводу поршнем. Виведено формули для розрахунку сил опору, які діють на рухому систему, та тиску на виході компресора, при якому поршень протягне новий поліетиленовий трубопровід усією довжиною реконструйованого зношеного сталевого трубопроводу. Силами опору, які діють на рухому систему на горизонтальних ділянках траси, є: сила механічного тертя манжет поршня до стінок сталевого трубопроводу; сила тертя поліетиленової труби до сталевої; сила тертя поліетиленової труби в кільцевих манжетах ущільнювальної системи.
Результати CFD моделювання були візуалізовані в постпроцесорі програмного комплексу Ansys Fluent побудовою ліній течії, векторів швидкості, полів тиску на контурах і в повздовжньому перерізі міжтрубного та запоршневого простору. Визначались точні значення швидкості, тиску в різних точках міжтрубного та запоршневого простору. Досліджено структуру потоку повітря у запоршневому та міжтрубному просторі. Виявлено місця сповільнення та пришвидшення потоку повітря, падіння та зростання тиску. Визначено втрати тиску в міжтрубному просторі.
Виконавши експериментальні випробування, встановлено, що розроблена технологія “Тяговий поршень” може застосовуватись для реконструкції трубопровідних комунікацій. За результатами експериментальних вимірювань побудовано графіки зміни тиску повітря на початку трубопроводу в часі під час протягування поршнем поліетиленової труби зношеною сталевою. Тиск на початку трубопроводу до початку протягування збільшується, що обумовлено силою тертя спокою. Після початку протягування тиск зменшується на незначну величину, а під час протягування відбувається незначне його збільшення. Побудовано графіки залежності швидкості протягування від об’ємної витрати повітря та від довжини протягнутої ділянки поліетиленової труби. На початковому етапі швидкість протягування різко зростає і після такого зростання стабілізується
Посилання
- Yazdekhasti, S., Piratla, K., Khan, A., Atamturktur, S. (2014). Analysis of factors influencing the selection of water main rehabilitation methods. NASTT’s 2014 No-Dig Show. Orlando.
- Suleiman, M., Stevens, L., Jahren, C., Ceylan, H., Conway, W. (2010). Identification of practices, design, construction, and repair using trenchless technology. InTrans project reports.
- Liu, J., Kramer, S., Provencio, G. (2018). Advantages and disadvantages of trenchless construction approach as compared to the traditional open cut installation of underground utility systems. Creative Construction Conference 2018 – Proceedings. doi: https://doi.org/10.3311/ccc2018-018
- Mallakis, G. (2016). Large diameter pipe bursting. Large pressure pipe structural rehabilitation conference. Los Angeles.
- Marti, T., Botteicher, R. (2014). Thermally fused PVC pipe helps accelerate adoption of trenchless pipe installation techniques in North America. Proceedings of the 17th plastic pipes conference. Chicago.
- Wróbel, G., Pusz, A., Szymiczek, M., Michalik, K. (2009). Swagelining as a method of trenchless pipelines rehabilitation. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 33 (1), 27–34.
- Matthews, J., Sinha, S., Sterling, R. (2014). State of technology for rehabilitation of water distribution systems. Technical Report, U.S. Environmental Protection Agency (USA), CreateSpace Independent Publishing Platform. Washington, 214.
- Polat, S. (2013). Trenchless rehabilitation of pressurized pipes using the Primus Line® system. The prime solution of pipes, Rädlinger primusline GmbH, Cham, 42.
- Johnson, B., Grissom, C. (2018). Best practices to manage odors during cured-in-place pipe lining. Kentucky-Tennessee Water Professionals Conference 2018. Nashville, 29–34.
- Wellstream flexsteel™ flexible steel pipe (2016). Technical, operating, and maintenance manual, Wellstream International Limited, USA, 69.
- Weller, B. (2018). Spoolable сomposite pipelines. Cost-Effective Well Site Facilities. Houston, 33.
- Saeidbakhsh, M., Rafeeyan, M., Ziaei-Rad, S. (2009). Dynamic Analysis of Small Pigs in Space Pipelines. Oil & Gas Science and Technology – Revue de l'IFP, 64 (2), 155–164. doi: https://doi.org/10.2516/ogst:2008046
- Tolmasquim, S. T., Nieckele, A. O. (2008). Design and control of pig operations through pipelines. Journal of Petroleum Science and Engineering, 62 (3-4), 102–110. doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2008.07.002
- Hrudz, V. Ya., Bakaiev, V. V., Hrudz, Ya. V., Rozen, H. (2009). Matematychne modeliuvannia protsesu rukhu intelektualnoho porshnia po hazoprovodu. Naftova i hazova promyslovist, 1, 46–47.
- Hrudz, V. Ya., Bakaiev, V. V., Hrudz, Ya. V., Rozen, H. (2001). Rehuliuvannia rukhu intelektualnoho porshnia zminoiu tekhnolohichnoi skhemy liniynoi dilianky. Naftova i hazova promyslovist, 1, 44–45.
- Squires, K. D., Eaton, J. K. (1990). Particle response and turbulence modification in isotropic turbulence. Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, 2 (7), 1191–1203. doi: https://doi.org/10.1063/1.857620
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Yaroslav Doroshenko, Vasyl Zapukhliak, Kostiantyn Poliarush, Roman Stasiuk, Sergiy Bagriy
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
