Омские учёные замораживают болота с помощью «умных» плит

Аспирант ОмГТУ Алексей Перин разрабатывает модульные металлические плиты, способные превратить болота в надёжные дороги для строительства трубопроводов. Технология использует обычный воздух и турбодетандер вместо дорогостоящих хладагентов.

Прокладка трубопроводов по заболоченным территориям Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов остаётся одной из самых сложных задач для нефтегазовой отрасли. Тяжёлая техника не может работать на неустойчивых грунтах, а традиционные методы создания временных дорог требуют огромных затрат. Решение предлагает аспирант Омского государственного технического университета Алексей Перин.

Тема его диссертации — «Способ строительства временных проездов вдоль трассы магистрального трубопровода для сложных условий заболоченной местности с использованием охлаждающих плит». Главная задача — обеспечить устойчивость грунтов в условиях Крайнего Севера. Для этого необходимо недорогое, но надёжное дорожное полотно для строительства временных проездов в заболоченных районах.

«Создание временных проездов с замораживанием грунтов используется уже давно. Дороги замораживают при помощи специальных рассолов или азота. Однако такие методы весьма дороги, их использование может наносить вред экологии при разливе данных хладагентов, — рассказывает Алексей Перин. — Традиционные для Севера лежневые дороги тоже имеют ряд недостатков — они дорогие и нуждаются в использовании большого количества леса, грунта, щебня, песка. Только тогда по лежневой дороге сможет пройти тяжёлая техника, которая строит трубопроводы. Мы предлагаем для строительства временных магистралей использовать унифицированные модули. Это металлические плиты, которые после эксплуатации можно будет перевезти на другое место и применить снова».

Модули представляют собой дорожные плиты стандартного размера два на шесть метров с быстроразъёмными замками. Их монтаж способен выполнить всего один экскаватор на понтонах. Подобные технологии уже существуют, но обычно для охлаждения модулей используют либо азот, либо хладагенты. Эти материалы дорогостоящие, особенно с учётом доставки на Крайний Север.

Учёные ОмГТУ предлагают использовать обычный воздух. Он закачивается в систему трубок внутри плит, а заморозка происходит при помощи турбодетандера — устройства, преобразующего энергию сжатого газа в механическую работу и одновременно вызывающего его охлаждение. Воздух, охлажденный до минус 40–50 градусов, под давлением нагнетается в модули. В верхней части плиты находится жёсткий теплоизолятор для сохранения холода.

«Технология такова: мы привозим модули, укладываем, подключаем установку, закачиваем в них холодный воздух. Происходит процесс наморозки льда (если речь идёт о болоте, воде) или верхней части грунта, — поясняет Перин. — Затем строители или эксплуатирующие службы производят работы на трубопроводе. После плиты разбираются и перевозятся на следующий участок. Наша разработка делает дорогу прочнее, позволяет заморозить даже болота и мелководные водоёмы».

Конструкция плиты и способ строительства уже защищены патентом. Сейчас учёный работает над теорией, просчитывает параметры под разные типы грунтов. Проект соответствует целям и задачам Десятилетия науки и технологий в России.

Текст: Екатерина Львова

Фото: Анастасия Федорова и сгенерировано shedevrum.ai