Analysis of reliability and efficiency of drill dipping piles for oil field construction in permafrost zone

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relocation of the main capacities of oil production infrastructure from Central to Northern Russia necessitated a re-evaluation of oilfield development strategies, particularly addressing the challenges of constructing foundations for pipelines, processing facilities, and power plants. These foundations are formed by drill-dipping piles into pre-drilled boreholes. The use of drill dipping piles in permafrost is technologically essential as alternative pile types are impractical. The most common are drill dipping piles fabricated from longitudinal seam pipes welded with high frequency current techniques (as per GOST 20295 and GOST R 58064). Performance of such pipes in permafrost conditions was evaluated through laboratory simulations mimicking operational conditions, as well as in-situ at the test site of Federal Research Centre "The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences" where full-size piles were installed in firm loamy and wet peaty permafrost soils. Pipes both with and without post-weld heat treatment, as specified in SP 16.13330.2017, were tested. The authors examined static mechanical properties and impact toughness of the base metal and welded joints of the pipes, as well as corrosion resistance and crack resistance. The research revealed that post-weld heat treatment did not significantly enhance the reliability of drill dipping piles fabricated from 09G2S steel. Concurrently, microstructure analysis of the welded joints revealed a considerable number of defects along the weld-fusion line, potentially accelerating pile failure.

About the authors

N. O. Shaposhnikov

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: shaposhn_no@spbstu.ru

S. A. Yalygin

"Gazprom Neft PJSC"

B. S. Ermakov

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: ermakov_bs@spbstu.ru
ORCID iD: 0009-0008-0932-2408

O. V. Shvetsov

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

ORCID iD: 0000-0001-9368-4074

S. B. Ermakov

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: ermakov_sb@spbstu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4243-0984

N. I. Golikov

V. P. Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS

ORCID iD: 0000-0001-9209-1592

G. N. Sleptsov

V. P. Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS

Yu. S. Klochkov

Industrial University of Tyumen

ORCID iD: 0000-0002-7913-8285

References

  1. Алексеев, А. Г. К вопросу усовершенствования технологии устройства и расчета различных видов свай / А. Г. Алексеев, П. М. Сазонов, Д. В. Зорин. – Текст : непосредственный // Вестник НИЦ Строительство. – 2019. – № 1 (20). – С. 5–13.
  2. Свая на вечномерзлом грунте / О. М. Преснов, Л. А. Иванова, С. И. Бычковская, Д. А. Ломова. – Текст : непосредственный // Экономика строительства. – 2022. – № 1 (73). – С. 41–45.
  3. Алексеева, А. И. Информационные модели криосферы Земли / А. И. Алексеева, В. Т. Балобаев. – Текст : непосредственный // Криосфера Земли. – 2002. – Т. VI, № 1. – С. 62–71.
  4. Гончаров, Ю. М. Производство свайных работ на вечномерзлых грунтах / Ю. М. Гончаров, Ю. О. Таргулян, С. Х. Вартанов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Ленинград : Стройиздат, 1981. – 160 с.
  5. Спиридонов, А. А. Системное развитие транспортной инфраструктуры в Арктике / А. А. Спиридонов, А. М. Фадеев. – doi: 10.51823/74670_2022_4_31. – Текст : непосредственный // Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. – 2022. – № 4 (12). – С. 31–37.
  6. Притула, В. В. Коррозионная ситуация на газонефтепроводах России и их промышленная безопасность / В. В. Притула. – Текст : непосредственный // Трубопроводный транспорт: теория и практика. – 2015. – № 2 (48). – С. 6–10.
  7. Гуляев, А. С. Влияние почв на коррозию стальных труб. Моделирование стресс-коррозионных процессов / А. С. Гуляев. – doi: 10.22184/2227-572X.2017.37.6.74.77. – Текст : непосредственный // Аналитика. – 2017. – № 6 (37). – С. 74–77.
  8. Технические решения ОАО «Гипротюменнефтегаз» при проектировании объектов нефтегазового комплекса на многолетнемерзлых грунтах (часть 1) / И. А. Щербинин, И. З. Фахретдинов, С. С. Иванов, И. А. Жолобов. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 1. – С. 90–92.
  9. Пьянков, С. А. Свайные фундаменты : учебное пособие / С. А. Пьянков. – Ульяновск : УлГТУ, 2007. – 104 с. – Текст : непосредственный.
  10. Влияние послесварочной термической обработки на эксплуатационные свойства стали 09Г2С, применяемой для изготовления буроопускных свай / С. А. Ялыгин, Б. С. Ермаков, А. В. Столяров. – doi: 10.51890/2587-7399-2024-9-1-173-182. – Текст : непосредственный // PROнефть. Профессионально о нефти. – 2024. – Т. 9, № 1 (31). – С. 173–182.
  11. Ткачук, М. А. Разработка режимов локальной термической обработки сварного шва труб среднего диаметра, сваренных токами высокой частоты / М. А. Ткачук, О. А. Багмет, П. П. Степанов. – Текст : непосредственный // Сталь. – 2016. – № 3. – С. 54–59.
  12. Исследование влияния термической обработки на металлофизические свойства металла сварных швов / Н. Г. Гончаров, А. А. Юшин, О. И. Колесников. – doi: 10.28999/2541-9595-2021-11-4-412-419. – Текст : непосредственный // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Т. 11, № 4. – С. 412–419.
  13. Исследование причин снижения механических характеристик горячедеформированных отводов из стали 09Г2С / К. Н. Пантюхова, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова, В. Ю. Путинцев. – doi: 10.25206/1813-8225-2019-163-11-16. – Текст : непосредственный // Омский научный вестник. – 2019. – № 1 (163). – С. 11–16.
  14. Старцев, О. В. Старение полимерных композиционных материалов в условиях экстремально холодного климата / О. В. Старцев, М. П. Лебедев, А. К. Кычкин. – doi: 10.14258/izvasu(2020)1-06. – Текст : непосредственный // Известия Алтайского государственного университета. – 2020. – № 1 (111). – С. 41–51.
  15. Сальманов, И. Д. Остаточные напряжения и деформации при сварке / И. Д. Сальманов, М. Ю. Барановский, В. А. Тарасов. – Текст : непосредственный // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2014. – № 12 (27). – С. 64–75.
  16. Брушков, А. В. Засоленные многолетнемерзлые породы Арктического побережья, их происхождение и свойства / А. В. Брушков. – Москва : Издательство Московского университета, 1998. – 330 с. – ISBN 5-211-04017-1. – Текст : непосредственный.
  17. Шамрикова, Е. В. Кислотно-основное состояние почв таежной и тундровой зон Европейского Северо-Востока России : специальность 03.02.13 «Почвоведение» : диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук / Шамрикова Елена Вячеславовна ; Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, 2015. – 302 с. – Текст : непосредственный.
  18. Определение критической величины раскрытия трещины (CTOD) по испытаниям образцов на трехточечный изгиб / В. Н. Кожин, В. И. Астафьев, А. В. Иоффе. – Текст : электронный // Вестник евразийской науки. – 2021. – Т. 13, № 3. – URL: https://esj.today/PDF/27SAVN321.pdf (дата обращения: 15.04.2024).
  19. Маркадеева, А. Ю. Исследование трещиностойкости зоны термического влияния сварных соединений сталей, применяемых для арктических конструкций / А. Ю. Маркадеева, А. В. Ильин, М. А. Гусев. – doi: 10.18323/2073-5073-2018-1-43-51. – Текст : непосредственный // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. – 2018. – № 1 (43). – С. 43–51.
  20. Effect of strength mismatch on fracture mechanical behavior of HAZ-notched weld joint / F. Minami, M. Toyoda, C. Thaulow, M. Hauge. – doi: 10.2207/qjjws.13.508. – Текст : непосредственный // Quarterly Journal of the Japan Welding Society. – 1995. – Vol. 13, No. 4. – P. 508–517.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».