Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. Территория "Нефтегаз"
  4. Территория "Нефтегаз" 3-4.2026
Территория Нефтегаз 3-4.2026

Научная статья

EDN: JTFROL

УДК 622.692.4.053
(UDK 622.692.4.053)

Если Вы уже купили журнал

Авторизуйтесь

Или

Купить журнал Купить статью

ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА (OIL AND GAS TRANSPORTATION)

ЭВОЛЮЦИЯ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ И ОТТАИВАНИЯ ГРУНТА. ЧАСТЬ 2

(EVOLUTION OF METHODS FOR PROTECTING TRUNK PIPELINES FROM FROST HEAVE AND SOIL THAWING. PART 2)

В условиях ускоряющихся климатических изменений проблема морозного пучения и оттаивания грунтов приобретает все большую актуальность для нефтегазовой отрасли, особенно в арктических и северных регионах России. Стабильные ранее зоны многолетнемерзлых грунтов активнее подвергаются циклическим процессам промерзания и оттаивания, что ставит под угрозу надежность и безопасность магистральной трубопроводной инфраструктуры.
Статья посвящена анализу исторического опыта и современного состояния инженерных решений по защите трубопроводов от геокриологических воздействий и разделена на две публикации. В первой части подробно рассмотрены вопросы, связанные с подземной прокладкой трубопроводов. Описаны традиционные методы, включая применение теплоизоляционных покрытий, использование геосинтетических материалов, а также инженерные решения, направленные на минимизацию теплового влияния транспортируемого продукта на мерзлый грунт. Отмечены ограничения данных подходов в условиях нестабилизирующегося криогенного режима, вызванного потеплением климата. Вторая часть статьи посвящена надземной прокладке трубопроводов – стратегии, все чаще применяемой в современном арктическом строительстве. Рассматриваются конструкции на специализированных опорах с системами термостабилизации (например, термосифонами), а также инновационные решения с адаптивными и подвижными элементами, которые способны компенсировать деформации, вызванные морозным пучением и осадками грунта.
Морозное пучение, обусловленное увеличением объема грунта при замерзании поровой влаги, вызывает неравномерные подъемы и изгибные деформации, что приводит к накоплению опасных напряжений в трубопроводах. Показано, что даже передовые на сегодняшний день технологии не всегда способны обеспечить устойчивую эксплуатацию в условиях морозного пучения, которые усиливаются из-за климатических изменений. Геокриологические процессы остаются одной из основных причин нарушения целостности трубопроводов, что представляет повышенную опасность для экологически чувствительных арктических территорий.
Особое внимание уделено перспективным разработкам, в частности новым типам подвижных опорных конструкций, сочетающим пассивную устойчивость и активную компенсацию деформаций. В заключение обоснована необходимость перехода к принципиально новым техническим решениям, ориентированным на автономность, улучшенную адаптацию к изменяющимся климатическим условиям и минимальное вмешательство в природный криогенный режим.

Under accelerating climate change, the problem of frost heave and thawing of soils is becoming increasingly relevant for the oil and gas industry, particularly in the Arctic and northern regions of Russia. Previously stable permafrost zones are increasingly subject to cyclic freezing and thawing processes, which poses risk to reliability and safety of main pipeline infrastructure.
This paper consists of two parts and presents an analysis of historical experience and the current state of engineering solutions for protecting pipelines from geocryological impacts. The first part focuses on underground pipeline installation. It reviews conventional approaches, including application of thermal insulation coatings, use of geosynthetic materials, and engineering solutions aimed at minimizing the thermal impact of the transported product on frozen soils. The limitations of these approaches under destabilizing cryogenic conditions associated with climate warming are highlighted. In the second part, the above-­ground pipeline installation, a strategy increasingly employed in modern Arctic construction is discussed. Structures with specialized foundation supports equipped with thermal stabilization systems (e.g., thermosyphons), as well as innovative solutions incorporating adaptive and movable elements capable of compensating for deformations caused by frost heave and soil settlement are considered.
Frost heave resulting from the volumetric expansion of soils during the freezing of pore water leads to uneven uplift and bending deformations causing the accumulation of hazardous stresses in pipelines. It is shown that even state-of-the-art technologies do not always ensure reliable operation under conditions of intensified frost heave driven by climate change. Geocryological processes remain one of the primary causes of pipeline integrity loss, posing increased risks to environmentally sensitive Arctic territories.
Particular attention is given to emerging developments, including new types of movable support structures that combine passive stability with active deformation compensation. In conclusion, the need to transition to fundamentally new technical solutions is substantiated, focusing on autonomy, enhanced adaptability to changing climatic conditions, and minimal disturbance of the natural cryogenic regime.

МАГИСТРАЛЬНЫЙ ТРУБОПРОВОД, МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ ГРУНТА, ОТТАИВАНИЕ ГРУНТА, МЕТОД ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА, НАДЗЕМНАЯ ПРОКЛАДКА, ПОДЗЕМНАЯ ПРОКЛАДКА, АРКТИЧЕСКАЯ ЗОНА

TRUNK PIPELINE, GROUND FROST HEAVE, GROUND THAW, PIPELINE PROTECTION METHOD, ABOVE-­GROUND INSTALLATION, UNDERGROUND INSTALLATION, ARCTIC AREA

А.М. Батыров1

А.А. Красников2


1 ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет» (Ханты-­Мансийск, Россия).
2 ФГБОУ ВО «Санкт-­Петербургский горный университет императрицы Екатерины II» (Санкт-­Петербург, Россия).

A.M. Batyrov1

A.A. Krasnikov2


1 Yugra State University (Khanty-­Mansiysk, Russia).
2 Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University (Saint Petersburg, Russia).

Батыров А.М., Красников А.А. Эволюция методов защиты магистральных трубопроводов от морозного пучения и оттаивания грунта. Часть 2 // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2026. № 3–4. С. 56–62. EDN: JTFROL.

Batyrov AM, Krasnikov AA. Evolution of methods for protecting trunk pipelines from frost heave and soil thawing. Part 2. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2026; (3–4): 56–62. (In Russian)

Батыров А.М., Красников А.А. Эволюция методов защиты магистральных трубопроводов от морозного пучения и оттаивания грунта. Часть 1 // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2026. № 1–2. С. 48–56. EDN: BYAITW.

Богоявленский В.И. Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности разработана. Нефть и газ – что делать? // Научные труды Вольного экономического общества России. 2020. Т. 226, № 6. С. 32–64. DOI: 10.38197/2072-2060-2020-226-6-32-64. EDN: AGMWLB.

Shammazov I.A., Batyrov A.M., Sidorkin D.I., Van Nguyen T. Study of the effect of cutting frozen soils on the supports of above-­ground trunk pipelines // Appl. Sci. 2023. Vol. 13, No. 5. Article ID 3139. DOI: 10.3390/app13053139. EDN: KGZOSY.

Путин утвердил Стратегию развития Арктической зоны России до 2035 года // Информационное агентство ТАСС: офиц. сайт. URL: https://tass.ru/politika/9821455 (дата обращения: 09.04.2026).

Лисин Ю.В., Сапсай А.Н., Суриков В.И. и др. Создание и реализация инновационных технологий строительства в проектах развития нефтепроводной структуры Западной Сибири (проекты «Пурпе – Самотлор», «Заполярье – Пурпе») // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2013. № 4 (12). С. 6–11. EDN: RSLPAX.

Шмелев Д., Станиловская Ю., Грин Э., Добуан П. Российские магистральные трубопроводы на мерзлоте: практика изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации // Материалы пятой конференции геокриологов России / МГУ им. М.В. Ломоносова. М.: Университетская книга, 2016. С. 235–240. EDN: WAKGQZ.

Мазур И.И., Иванцов О.М. Безопасность трубопроводных систем. М.: Елима, 2004. 1099 с.

Муравин Е.Л., Чирков В.П. Анализ проектирования и эксплуатации магистральных трубопроводов на Таймыре // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2010. № 6 (10). С. 8–14.

Патент № 120180 Российская Федерация, МПК F16L 3/10 (2006.01). Опора неподвижная трубопровода: № 2012114941/28: заявл. 17.04.2012: опубл. 10.09.2012 / Михеев Ю.Б., Бондаренко В.В., Сечкин П.В. и др. // GooglePatents. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/e5/6a/6e/36d0a80597a841/RU120180U1.pdf (дата обращения: 09.04.2026).

Патент № 2124668 Российская Федерация, МПК F16L 3/205 (2006.01). Опора трубопровода: № 98102207/06: заявл. 16.02.1998: опубл. 10.01.1999 / Вяхирев Р.И., Чугунов Л.С., Ремизов В.В. и др. // GooglePatents. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/77/95/b9/f56eb4930eaa11/RU2124668C1.pdf (дата обращения: 09.04.2026).

Шамилов Х.Ш. Повышение эксплуатационной надежности подземных магистральных газопроводов в условиях островного распространения мерзлых грунтов: дис. … канд. техн. наук. Уфа: Уфимский гос. нефт. техн. ун-т, 2022. 129 с. EDN: HWXFGH.

Тимофеев В.Ю., Бурков П.В., Бурков В.П., Буркова С.П. Исследование напряженно-­деформированного состояния трубопровода с гибкой опорой при эксплуатации в осложненных условиях вечной мерзлоты // Инновационные технологии в машиностроении: сб. тр. XIV междунар. науч.-практ. конф. / под ред. С.А. Солодского. Томск: ТПУ, 2023. С. 45–49. EDN: VJVPCX.

Батыров А.М., Королев М.И., Красников А.А. Обоснование конструкции опоры надземных магистральных трубопроводов, снижающей влияние морозного пучения грунта на сваи // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2025. Т. 336. № 4. С. 107–116. DOI: 10.18799/24131830/2025/4/4937. EDN: PMQONI.

Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2023663247 Российская Федерация. Программа расчета опор надземных магистральных трубопроводов, проложенных на многолетнемерзлых грунтах в условиях морозного пучения: № 2023661892; заявл. 08.06.2023; опубл. 21.06.2023 / Сидоркин Д.И., Батыров А.М., Бойков А.В. // Санкт-­Петербургский горный университет: офиц. сайт. URL: https://digital.spmi.ru/patent/frontend/web/filesize/2023663247.pdf (дата обращения: 09.04.2026). EDN: JAZHZA.

Патент № 216684 Российская Федерация, МПК F16L 3/205 (2006.01), F16L 3/10 (2006.01). Опора надземного магистрального трубопровода: № 2022134216: заявл. 26.12.2022: опубл. 20.02.2023 / Шаммазов И.А., Сидоркин Д.И., Батыров А.М. GooglePatents. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/8f/80/7e/c8d676964a7baa/RU216684U1.pdf (дата обращения: 09.04.2026).

Патент № 2781733 Российская Федерация, МПК F16L 3/10 (2006.01), F16L 3/205 (2006.01). Опора надземного магистрального трубопровода: № 2022109206: заявл. 07.04.2022: опубл. 17.10.2022 / Шаммазов И.А., Сидоркин Д.И., Батыров А.М. GooglePatents. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/3b/92/5c/e1d5099f33d5af/RU2781733C1.pdf (дата обращения: 09.04.2026).

Патент № 2785329 Российская Федерация, МПК E02D 27/35 (2006.01). Способ защиты несущей опорной конструкции надземного магистрального трубопровода от воздействий сил морозного пучения грунта: № 2022124679: заявл. 20.09.2022: опубл. 06.12.2022 / Шаммазов И.А., Сидоркин Д.И., Батыров А.М. GooglePatents. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/70/1e/54/0ca2abbcd08c01/RU2785329C1.pdf (дата обращения: 09.04.2026).

Патент № 216414 Российская Федерация, МПК F16L 3/205 (2006.01). Опора надземного магистрального трубопровода: № 2022134217: заявл. 26.12.2022: опубл. 02.02.2023 / Шаммазов И.А., Сидоркин Д.И., Батыров А.М. GooglePatents. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/92/57/31/17872058507029/RU216414U1.pdf (дата обращения: 09.04.2026).

Шаммазов И.А., Сидоркин Д.И., Батыров А.М. Обеспечение устойчивости надземных магистральных трубопроводов в районах сплошного распространения многолетнемерзлых пород // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333, № 12. С. 200–207. DOI: 10.18799/24131830/2022/12/3832. EDN: SPYRUD.

Batyrov AM, Krasnikov AA. Evolution of methods for protecting trunk pipelines from frost heave and soil thawing. Part 1. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2026; (1–2): 48–56. (In Russian)

Bogoyavlensky VI. The strategy for the development of the arctic zone of the Russian Federation and for ensuring national security has been developed. Oil and gas – what to do? Scientific Works of the Free Economic Society of Russia [Nauchnye trudy Vol’nogo ekonomicheskogo obschestva Rossii]. 2020; 226(6): 32–64. (In Russian)

Shammazov IA, Batyrov AM, Sidorkin DI, Van Nguyen T. Study of the effect of cutting frozen soils on the supports of above-­ground trunk pipelines. Appl. Sci. 2023; 13(5): article ID 3139. https://doi.org/10.3390/app13053139.

TASS Russian News Agency. Putin approves the Strategy for the development of the Arctic zone of Russia until 2035. Available from: https://tass.ru/politika/9821455 [Accessed: 9 April 2026]. (In Russian)

Lisin YV, Sapsay AN, Surikov VI, Pavlov VV, Soschenko AE, Bondarenko VV. Establishment and implementation of innovative construction technologies in the development projects of the oil pipeline system in Western Siberia (projects “Purpe – Samotlor”, “Zapolyarye – Purpe”). Science and Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation [Nauka I tekhnologii truboprovodnogo transporta nefti I nefteproduktov]. 2013; 12(4): 6–11. (In Russian)

Shmelev D, Stanilovskaya Yu, Grin E, Dobuan P. Russian trunk pipelines in permafrost: Surveying, design, construction, and operation practice. In: Lomonosov Moscow State University Proceedings of the Fifth Conference of Geocryologists of Russia, 14–17 June 2016, Moscow, Russia. Moscow: University Book [Universitetskaya kniga]; 2016. p. 235–240. (In Russian)

Mazur II, Ivantsov OM. Safety of Pipeline Systems. Moscow: Elima, 2004. (In Russian)

Muravin EL, Chirkov VP. Analysis of design and operation of trunk pipelines on Taimyr Peninsula. Pipeline Transport: Theory and Practice. [Truboprovodnyi transport: teoriya i praktika]. 2010: 10(6): 8–14. (In Russian)

Mikheev YuB, Bondarenko VV, Sechkin PV, Surilov VI, Shonin KS, Fedota VI, et al. Fixed pipe support. RU120180U1 (Patent) 2012. 

Vyakhirev RI, Chugunov LS, Remizov VV, Ermilov OM, Basniev KS. Support of pipeline. RU2124668C1 (Patent) 1999. 

Shamilov KhSh. Enhancing the operational reliability of buried trunk gas pipelines in discontinuous permafrost zones. PhD thesis. Ufa State Petroleum Engineering University; 2022. (In Russian)

Timofeev VYu, Burkov PV, Burkov VP, Burkova SP. Study of stress-­strain state of a flexibly supported pipeline operating in complicated permafrost conditions. In: Solodskiy SA (ed.) Innovative Technology In Mechanical Engineering: Proceedings of the XIV International Scientific and Practical Conference, 25–27 May, 2023, Tomsk, Russia. Tomsk, Russia: Tomsk Polytechnic University; 2023. p. 45–49. (In Russian)

Batyrov AM, Korolev MI, Krasnikov AA. Substantiation of design of the aboveground main pipeline support reducing frost heaving effect on piles. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering [Byulleten’ Tomskogo Politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov]. 2025; 336(4): 107–116. https://doi.org/10.18799/24131830/2025/4/4937.

Sidorkin DI, Batyrov AM, Boikov AV. Program for calculating above-­ground main pipeline supports laid on permafrost soils under frost heaving conditions. Available from: https://digital.spmi.ru/patent/frontend/web/filesize/2023663247.pdf [Accessed: 9 April 2026]. (In Russian)

Shammazov IA, Sidorkin DI, Batyrov AM. Above-ground main pipeline support. RU216684U1 (Patent) 2023. 

Shammazov IA, Sidorkin DI, Batyrov AM. Above-ground pipeline support. RU2781733C1 (Patent) 2022. 

Shammazov IA, Sidorkin DI, Batyrov AM. Method for protecting the bearing support structure of above-­ground main pipeline from the impact of the forces of frosty heaving of soil. RU22785329 C1 (Patent) 2022. 

Shammazov IA, Sidorkin DI, Batyrov AM. Support for an overhead main pipeline. RU216414U1 (Patent) 2023. 

Shammazov IA, Sidorkin DI, Batyrov AM. Ensuring the stability of aboveground trunk pipelines in areas of continuous permafrost distribution. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2022; 333(12): 200–207. https://doi.org/10.18799/24131830/2022/12/3832.
Назад к журналу
ТЕРРИТОРИЯНЕФТЕГАЗ

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Журналы

Контент

О нас

Контакты