Введение

Россия обладает одним из крупнейших в мире потенциалов топливно-энергетических ресурсов: прогнозные запасы нефти оцениваются в 44 млрд т, газа -- 127 трлн. м³.

Эти ресурсы распределены по территории нашей страны крайне неравномерно. Главной сырьевой базой России является Западная Сибирь. Значительны запасы нефти и газа в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции и Урало-Поволжье. Перспективным районом нефтегазодобычи является Восточная Сибирь.

В то же время основные потребители нефти и газа находятся в европейской части страны. Кроме того, Россия является крупным поставщиком энергоресурсов на мировые рынки. Это предопределяет необходимость транспортировки значительных объемов нефти, нефтепродуктов и газа на большие расстояния.

По сравнению с другими видами транспорта трубопроводы обладают неоспоримыми достоинствами:

- они могут быть проложены в любом направлении и на любое расстояние, независимо от ландшафта;

- их работа практически не зависит от внешних условий (состояния погоды, времени года и суток);

- они надежнее других видов транспорта энергоресурсов и в наибольшей степени автоматизированы;

- доставка грузов осуществляется практически круглый год, без холостого пробега, характерного для цистерн и судов, при использовании других видов транспорта.

Кроме того, использование трубопроводов позволяет высвободить железнодорожный и водный транспорт для перевозки других грузов.

Поэтому роль трубопроводного транспорта в развитии нашей страны чрезвычайно велика.

Потребность освоения природных ресурсов в новых районах Дальнего Востока, Восточной Сибири, Камчатки предопределяет большой объем трубопроводного строительства и особенно строительства надземных стальных магистральных трубопроводов. Значительная часть трассы нефтепроводов прокладывается в зонах воздействия опасных природных явлений и процессов, высокую опасность из которых представляют сейсмические воздействия. В связи с этим актуальной является разработка комплекса методов и мероприятий по обеспечению безопасной и надежной эксплуатации магистральных нефтепроводов на участках со сложными геологическими условиями.

Как показал анализ последствий ряда сильных землетрясений, стальные магистральные трубопроводы не всегда удовлетворительно переносят сейсмические воздействия, получают различного рода повреждения и даже разрушаются.

Известно, что реакция сооружения на сейсмическое воздействие в значительной мере зависит от особенностей конструктивной формы самого сооружения. Изменяя конструктивную форму сооружения в нужном направлении, можно в определенной степени регулировать реакции сооружения на сейсмическое воздействие и создавать более сейсмостойкую систему.

Одной из наиболее актуальных проблем проектирования трубопроводов является динамический расчет. Как показывает практика при эксплуатации трубопровода, содержащего пульсирующие потоки нефти или газа, возникают параметрические колебания. Опасность этих колебаний заключается в том, что при некоторых определенных соотношениях между собственными частотами колебаний трубопровода и частотами возбуждения происходит неограниченное возрастание амплитуды параметрических колебаний и наступает явление параметрического резонанса. В условиях параметрического резонанса конструкция подвергается опасному циклическому воздействию, которое может привести к усталостному разрушению.

Поэтому основной задачей динамического расчета конструкции, у которой возникают параметрические колебания, является определение границ областей динамической неустойчивости с тем, чтобы при проектировании принять меры для избежания попадания расчетных параметров конструкции в эти области.