Уфимский государственный нефтяной технический университет

СЕЙСМОИЗОЛЯТОР НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Проблема защиты нефтегазового оборудования от сейсмических воздействий возникла уже достаточно давно и является весьма сложной и до конца нерешенной проблемой, несмотря на то, что, например, США имеют уже более чем двадцатилетний опыт работы в этом направлении.

Традиционный способ повышения способности сооружения противостоять сильному землетрясению, который заключается в повышении прочности конструкций за счет увеличения их размеров или прочностных характеристик материалов, не только требует значительных дополнительных затрат материалов и средств. Во многих случаях он просто неэффективен. Увеличение размеров конструкций или прочности материалов влечет за собой также возрастание жесткости и веса сооружений, а это в свою очередь, повышает сейсмическую нагрузку. Более эффективным способом сейсмозащиты является использование общих подходов, зачастую, связанных с введением в конструкцию специальных сейсмозащитных устройств и систем.

Так, например, в патенте США № 3794277 предлагается использование сейсмоизолятора для оборудования. Сейсмоизолятор снабжен пружиной, которая позволяет незначительное, движение аппаратуры и амортизаторами для гашения более сильных сейсмических ударов (рисунок 1).

При сейсмическом воздействии перемещение, которое получает плита, гасится за счет пружины и амортизаторов, тем самым не передавая никакого воздействия на аппаратуру, находящуюся на плите. Амортизаторы состоят из поршней и цилиндров.

Общей характеристикой указанного изобретения является использование пружины и амортизаторов так, чтобы установленная аппаратура имела некоторую возможность перемещения. Пружина 2 и амортизаторы 4, на которых установлена аппаратура, обеспечивают возможность ее перемещения при сейсмическом воздействии, но перемещения аппаратуры ограничены.

Данное устройство для гашения сейсмических воздействий является эффективным как при незначительной силе сейсмических ударов, так и при ударах большой силы за счет пружины и амортизаторов.

Рисунок 1 – Принципиальная схема устройства для гашения сейсмических ударов:

1 – высверленное отверстие; 6 – болты;

2 – пружина; 7 – плита;

3 – фундамент; 8 – стакан.

4 – амортизаторы;

Недостатком большинства всех сейсмоизоляторов является невозможность обеспечения больших перемещений защищаемого объекта при сейсмических ударах и недостаточное гашение ударных импульсов, действующих в вертикальной и горизонтальной плоскостях одновременно. Кроме того, удародемпфирующие элементы, входящие в состав таких сейсмоизоляторов, должны обеспечить плавное гашение энергии ударного импульса во время перемещения, а также обеспечить возврат системы в исходное положение после окончания действия ударного импульса, что в данных устройствах затруднительно.

Подавляющее большинство таких сейсмоизоляторов, способных противостоять ударным нагрузкам, имеют также очень малый ход и предназначены для защиты от ударных импульсов небольшой длительности, уменьшая ударные ускорения в 1,5 раза. Но известно, что уровень ускорения сейсмической волны может составлять 20g и более при длительности 0,03 – 0,05 с. При этом смещение грунта достигает приблизительно 25 см.