Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики оценки технического состояния подводных переходов магистральных трубопроводов Беларуси

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики оценки технического состояния подводных переходов магистральных трубопроводов Беларуси"



На правах рукописи

КУЛЬБЕЙ АНДРЕЙ ГЕННАДЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ БЕЛАРУСИ

Специальность 25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ» (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

003484293

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина и в Полоцком государственном университете (Республика Беларусь).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Васильев Геннадий Германович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Поляков Вадим Алексеевич кандидат технических наук Шаповалов Евгений Владимирович

Ведущая организация: Общество с ограниченной ответственностью

Инвестиционная проектно-строительная компания «НГС-Темпобур»

Защита состоится «26»_ноября_ 2009 г. в 16.30 часов в ауд. _502_ на заседании совета по защите диссертаций Д 212.200.06 при Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина по адресу: Ленинский проспект, 65, В-296, ГСП-1, г. Москва, 119991.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина.

Автореферат разослан _23_ октября 2009 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

А.М. Ревазов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

Территория Беларуси является наиболее коротким путем для транспортирования российских углеводородных энергоносителей в страны Европы, поэтому она насыщенна трубопроводными коридорами. Ввиду высокой обводненности территории Республики Беларусь трубопроводы пересекают все важнейшие водные артерии страны. При разгерметизации подводного перехода (ПП) трубопровода перекачиваемый продукт попадает непосредственно в водный объект и оказывает сильное негативное воздействие на окружающую среду. Более половины ПП Беларуси сооружено в начале 70-х годов и на сегодняшний день выработали свой амортизационный срок эксплуатации, в связи с чем возникает необходимость решения задачи обеспечения безопасности их дальнейшей эксплуатации, что определяет актуальность данного исследования.

Связь работы с крупными научными программами, темами

Тема диссертационной работы была включена в научные планы УО «Полоцкий государственный университет» в период 2005-2010 гг.

Тема диссертации соответствует п. 7.2. «Обеспечение безопасности и эффективности транспорта углеводородных энергоносителей и продуктов их переработки» приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2006-2010 годы (постановление Совета министров Республики Беларусь№ 512 от 17.05.2005).

Цель и задачи исследования. Цель исследования - создание методики оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанной на комплексной системе мониторинга, моделировании условий эксплуатации и характеристик ПП.

Дня достижения поставленной цели в диссертационной работе должны быть решены следующие задачи:

1. Проведение анализа современного состояния ПП, выявление и формирование совокупности факторов, влияющих на их надёжность.

2. Разработка модели ПП магистральных трубопроводов, отображающей влияние конструктивных особенностей перехода, условий и режимов их эксплуатации на техническое состояние ПП.

3. Создание на основе разработанной модели ПП критерия оценки технического состояния ПП и проведение на его основе оценки технического состояния ПП Беларуси, находящихся в эксплуатации.

4. Разработка алгоритма определения приоритетов технического обслуживания и ремонта подводных переходов для обеспечения безопасности их эксплуатации.

Объектом исследования является подводный переход магистрального трубопровода.

Научная новизна. Разработана методика оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанная на математическом анализе экспертных оценок, полученных с помощью комплексной системы мониторинга и моделирования условий эксплуатации и характеристик ПП.

Разработан алгоритм выбора решений, направленных на повышение безопасности эксплуатации ПП, основанный на расчете индекса технического состояния каждого ПП, ранжировании ПП по индексу технического состояния, выборе ПП с наиболее высокими значениями индекса и направлении превентивных мероприятий для обеспечения безопасности эксплуатации выбранных ПП.

Практическая ценность. Результаты диссертационной работы использовались при выполнении хоздоговорной темы: Переработка Деклараций безопасности «Гомельтранснефть «Дружба» (договор ХД 21-218 по заказу Гомельского республиканского унитарного предприятия по транспорту нефти «Гомельтранснефть «Дружба», время выполнения 1.03.200931.12.2009).

Разработанная методика позволяет предприятиям, эксплуатирующим ПП, производить планирование финансирования технического обслуживания и ремонта ПП на следующий расчетный период.

Положения, выносимые на защиту

1. Научное обоснование сформированной и упорядоченной совокупности факторов воздействия, имеющих различную природу, на техническое состояние ГШ магистрального трубопровода.

2. Модель для оценки технического состояния ГШ, позволяющая производить учет влияния факторов, влияющих на надежность ПП и её научно-методологическое обоснование.

3. Методика оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанная на математическом анализе экспертных оценок, полученных с помощью комплексной системы мониторинга и моделирования условий эксплуатации и характеристик ПП.

Апробация результатов диссертации. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:

1. Ш Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г. Минск, 18-21 сентября 2000 г.);

2. VII Республиканской научной конференции студентов и аспирантов Беларуси НИРС-2002 (г. Витебск, 10-11 ноября 2002г.);

3. П Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г. Минск, 23 - 25 июля 2003 г.);

4. ГУ Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г. Новополоцк, 4-7 ноября 2003 г.);

5. ПГ Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г. Минск, 5-8 июня 2005 г.);

6. II Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пут решения» (г. Полоцк, 1 сентября 2005 г.);

7. Учебно-научно-практической конференции (г. Уфа, 5-8 мая 2007 г.);

8. V Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г. Новополоцк, 7 - 9 июня 2006 г.);

9. III Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г. Полоцк, 3 сентября 2006г.);

10. ГУ Международной научно-практической конференции «Чрезвы-

чайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г. Минск, 5-7 мая 2007 г.);

11. IV Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г. Полоцк, 21—23 ноября 2007 г.);

12. Международной научно-практической конференции «Техника и технологии: инновации и качество» (г. Барановичи, 23 -24 ноября 2007 г.);

13. VI Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (гНовополоцк, 11-14 декабря 2007 г.);

14. Международной научно-технической конференции «Прочность и надежность магистральных трубопроводов» МТ-2008 (г. Киев, Украина, 5-7 июня 2008 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации и 4 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Беларуси.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов. Работа изложена на 140 страницах, включает 24 иллюстрации, 14 таблиц. Библиография включает 61 литературный источник.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы и сформулированы основные направления и задачи исследования.

Основу исследований в диссертационной работе составили теоретические и практические труды в исследуемой области: В.Л. Березина, П.П. Бородавкина, В.Д. Черняева, К.В. Черняева, К.А. Забелы, О.Б. Шадрина, Г.Г. Васильева, В.В. Харионовского, А.Г. Гумерова и других, на чьи результаты автор опирался в своих исследованиях.

В первой главе проводится анализ технического состояния ПП. Анализ показал, что в Беларуси эксплуатируется 163 нитки ПП, из них 68,7 % -магистральные газопроводы, 21,7 % - магистральные нефтепроводы, 9,6 % -магистральные нефтепродуктопроводы.

При прохождении по территории республики магистральные трубопроводы пересекают 15 крупных рек, среди которых Припять, Сож, Днепр, Западная Двина. На рисунке 1 приведено местонахождение ПП в Беларуси.

нефтепровод Полоцк-Венспнлс нефтепровод Полоцк-Биржай

газопровод Минск-Вильнюс газопровод Иваневичи-Вильнюс

С - Подводный переход

Мозырь-Броды *

' I ППЖПк'- 1П

Торжок-Долина

нефтепровод Сургут-Полоцк

Торжок-Минск-Нвацевичи

газопровод оржок-Долина

газопровод Ямал-Европа

Рисунок 1 - Местонахождение ПП в Беларуси

Пик сооружения ПП приходится на начало семидесятых годов. Наибольшее количество переходов имеет возраст 25-35 лет (рис. 2). 1970-1980 гг.,

I -К а% I 1980-1990 гг.

до 1970 г.

1990-2000 гг.

после 2000 г. Рисунок2- Возрастная структура ПП

Проведенный анализ технического состояния ПП показал, что их основное количество выработало амортизационный срок своей эксплуатации, в связи с чем возникает необходимость решения задачи обеспечения безопасности их дальнейшей эксплуатации.

На основании анализа отказов на подводных переходах России, Северной Америки, Западной и Восточной Европы выделена общность доминирующих факторов. У подводных переходов преобладающими причинами являются: некачественное выполнение строительно-монтажных работ и оголение трубопроводов потоком воды в процессе эксплуатации. Первым шагом по повышению надежности рассматриваемых объектов можно считать направленность превентивных мероприятий на основные причины возникновения аварий.

Во второй главе предложена концепция, позволяющая на основании анализа модели оценки технического состояния ПП выработать подходы, направленные на обеспечение эксплуатационной надежности подводных трубопроводов.

При формировании концепции, произведена оценка существующих способов определения надежности подводных переходов и выявлены их преимущества и недостатки. В частности, рассмотрены:

- организация мониторинга состояния подводных переходов;

- формирование информационной базы для выбора эффективных решений по техническому обслуживанию и ремонту трубопроводных систем;

- оценка контролеспособности и ремонтопригодности подводных переходов.

Установлено, что постоянных типовых формул для определения стандартных показателей надежности - вероятности безотказной работы (ВБР) Рс(1:), вероятности отказа (ВО) С?с(0, математического ожидания (МО) наработки до отказа ТУс систем с последовательно-параллельным соединением

элементов не существует, и в каждом конкретном случае выражения составляются индивидуально.

Особое внимание уделено расчету показателей надежности резервируемых систем. Каждую нитку подводного перехода можно рассматривать как систему из последовательно соединенных элементов (труб), отказ любого из которых приводит к отказу всей нитки в целом. В то же время многониточный подводный переход может рассматриваться как система с резервированием (где элементами резерва являются резервные нитки - лупинги). Таким образом, для расчета показателя надёжности ПП необходимо производить расчет как системы без резервирования, так и системы с резервированием.

В общей теории надежности интенсивность отказов ненагруженных резервных элементов ),х = 0. Необходимо отметить, что белорусские магистральные трубопроводы эксплуатируются с одновременной перекачкой по всем ниткам (и основной, и резервной). Поэтому при использовании резервирования для многониточной системы ПП резервные элементы расходуют свой ресурс так же, как и основные нитки, т.е. имеют одинаковое распределение наработок до отказа и интенсивность отказов основных Х0 и резервных Хн элементов = Х„). Это происходит вследствие того, что в резервных нитках, как и в основных, находится перекачиваемый продукт под рабочим давлением, т.е. на тело трубы оказывается воздействие внутренней нагрузкой, коррозионное воздействие на внутреннюю и внешнюю поверхности трубы и т.д.

Для проведения оценок технического состояния ПП с использованием методов количественной оценки необходима четко функционирующая система мониторинга, использование которой начинается с момента начала проектирования трубопровода. В действительности ситуация такова, что на предприятиях магистрального трубопроводного транспорта отсутствует значительное количество проектной и строительной документации, относящейся к эксплуатируемым ПП. Проблема оценки технического состояния ПП в Беларуси усугубляется тем, что подавляющая часть резервных ниток ПП не оборудована камерами приема-пуска диагностических снарядов, в

связи с чем возникает необходимость создания методик оценки технического состояния без использования инструментальных технологий.

В третьей главе производится выбор способов формирования и отображения модели, выявление критериев, определяющих техническое состояние ПП, компоновка структурно-функциональные элементов модели управления надежностью ПП. Реализованная оценка технического состояния позволяет реализовать управление надежностью ПП, модель которого приведена на рисунке 3.

Модель управления надёжностью подводных переходов МТ

I Инфорлаянонный банк данных о конструкции к условиях заяегания подводных переходов

(ИО)

етвш»

-.1

Г~~)—Q- I

Рисунок 3 - Общий структурный вид модели

Структурно-функциональные элементы управления надёжностью ПП удобно отобразить при помощи подмодели языка IDEF, основанного на подходе SADT (Structured Analysis & Design Technique / Development Technology), с уровнями структурной декомпозиции, представленной в виде дерева узлов (рис. 4 и рис. 5).

(НО) Информационный банк данных

— CHI) Проектные данные -111.1. Отношение давления испытания Епроеглнолурабочему " И1.2.Минимальное мпувлешетрубопрогодавдиомгоена ' И1.3. Тип используемой вюлязаа

И1.4.Н азичве гопоавкеанах пр отиьокорр огис.няых -защит

■ Ш .5. Наличие гаыятного кожуха -(112) Данные о пиротехническом вмешательстве

112.1. S ер е гоу *р епл еяие

■ И2.2. Укрепление дна z споре перехода

- (ИЗ) Данные по гидрологии, топографии, русловым процессам -113.1. Максимальная глубина водоема в створе перехода

' ИЗ.2.Средняя скоростьтечешиидыЕСТЕореперехода " ИЗ.З. Ширина теркал а Еодыме.женяогоуреЕняастгоре перехода * iI3.4. Степень коррозионной активности грунтоЕ "И3.5. Наличие сильного груягалисо валуя« "ОМ) Данные о сроке эксплуатации

'-П4.1 .Срок зкезлуатааяи труёопроЕода

"015 ) Данные об истории ПП (аварии, ремонты)

tu!

"" П5Л.КоличестЕ01фс®где:-шыхре:.10яго£телатртсь1заЕре:А1гксад'а1аагш1Ш

— И5.2. Количество проЕедённкхрао от по оерегоукреплежпо sa гремя эксплуа-тацииПП

~ ЮЗ. Количестго яроЕедё.чнги расот по оодешкертслага Еремл.'ксплуата-пггаПП

—Ш.4.Количество яроЕеденньп ремонтов иголжгаз sa греая эксплуатации ГЦ "(116) Дополнительные данные

— И5.1. Наличие моста слиже Q,S izx от стЕораподзсдного перехода ™ Иб .2. Наличие населенного пункта слнжеЗ sti от подводного перехода Иб.З. Наличие промкшленньитерряторий ближе 3 к.1 отППМТ '(117) Дополнительные условна

"*Ш.1. Судоходность водоема

— I37.Í. Цикличность нагружена* ППМТваутреипираоочги давлена» -И7.3. Частота о смотра ППМТ

—117.4. Ко:тлексноеоэсл едозгжте ППМТ ""— П7.5. Среднегодовая аварийность

И7.6. Период эксплуаташи смомента последней аварии

— II;.?. Наличие ллаяовлгогизаашвогможных аварий

Рисунок 4 - Декомпозиция подмодели ИО

Для учета степени влияния факторов на техническое состояние ПП был использован метод балльной оценки. Результатом является получение критерия, оценивающего уровень технического состояния ПП - индекса технического состояния (ИТС).

(МО) Результаты моделирования

1'М1) Моделирование состояния тела трубы

■ (Мы I) Толщина стенхн ^-Дтт 1.1. Ост аточяал 1 оздл^а трусы

■ (Мтт2) Обнаружение и оценка опасности дефектов 1-Мтт. 1. Налита« дебетов

....... Мтг2.2. Час7отзпроггден1И£ку7р*гсрусяой диагностики

■ (МттЗ) Прогнозирование возникновения предельных состояний

— МттЗ. 1. ДаЕнссть прогйеннд диагяос1и$:иППМТ с ькдачей^агттюеенЕ-п о его остаточномресурсе

— Миг.;. Налтне преикаксих участков

• (Мтт4)Цен1рифшлши диагностических обследований ППМТ

— Мт14.1. Налжие данных о состатеяидаянопнцШТг гкаертноыяаучном

центре, ае принадлежащем оргажкацш, эксгхлуатиругощейПЛМТ

— Мтт4.1.Наличие паспорта ПШГТ

— М:т4 5. Урогенс Е3аляфн!:а1ши пер сонала

{М2} Моделирование русловых процессов

(Мрп!! Переформирование состава зонных отяожений

I-Мрп1.1 .Нспкздозаяяе г качестве ззскжя дюкера грунта, менее подверженного р а ^мьггу

(Мрп2) Движение наносов

I— Мрп^ЛЛнтеясяБНОстьразмгшадяагодоёла

(МрпЗ) Деформации русла (плановые и глубинные)

1_ МраЗЛ Лилруслиогопровесса^тезег&меая^зфтааянсстарггзЛ

Рисунок 5 - Декомпозиция подмодели МО

Индекс технического состояния высчитывается путем суммирования произведений баллов факторов В-, на весовые баллы факторов (7,:

(1)

где Л — индекс технического состояния; «- общее количество факторов; в - весовой коэффициент каждого фактора; 5/ - балльная оценка фактора.

Значения весовых коэффициентов факторов и значения балльной оценки признаков факторов определялись методом экспертной оценки.

Значения весовых коэффициентов каждого фактора определялись по методу априорного ранжирования. С этой целью составлены опросные лис-

ты и проведен опрос 23 специалистов, компетентных в исследуемой области. В опросных листах экспертам было предложено проставить ранги каждому фактору влияния по принципу: чем важнее воздействие фактора, тем выше присваиваемый ранг. В результате обработки опросных листов составлена матрица опроса (таблица 1).

Таблица 1 - Матрица опроса (пример)

Факторы Р Эксперты ¿Г4 и (Я о сх Ö S £ и Весовые коэффициенты Gi

1 2 3 4 21 22 23

Ранги оценок экспертов fj

И 1.2. Минимальное заглубление трубопровода в дно водоема, м 12 5 14 3 11 6 9 257 0,0452

И 1.3. Тип используемой изоляции 7 3 10 5 6 5 10 267 0,0461

И4.1.Срок эксплуатации трубопровода 2 6 1 8 7 8 4 158 0,0297

Цтг1.1. Остаточная толщина стенки трубы 11 1 2 7 12 1 15 289 0,0508

Для всех п факторов определены суммы рангов j^r-' назначенные т экспертами. По матрице опроса определены общая сумма рангов

п т . 1 п ir

=17043 и средняя сумма рангов -448,5'

¡=1 j=i п i=i ¡=1 представляющая собой оценку математического ожидания.

Значения весовых коэффициентов G, определены по формуле:

т

^ ГП

» г т

/=1 м

Степень согласованности мнений экспертов оценена с помощью дисперсионного коэффициента конкордации:

1 ОС п f т V

С учетомт -23кп = 38, WM = 0,7973.

Степень согласованности также проверена по энтропийному коэффициенту конкордации W3 = 1--, где H -энтропия, вычисляемая по фор-

Ятах

п m

муле fj = log2 /?Л,пРичемРу - оценки вероятностей у'-го ранга,

¡=1 м

присваиваемого J-му фактору; Нтт - максимальное значение энтропии 11"

H = — log— У = пlog п.■ Определено, что W3=0,8257. п nfji\

Так как в обоих случаях W > 0,5 , то проведена проверка гипотезы о неслучайности согласия экспертов и определен критерий Пирсона: у^ = Wm(k -1), где (к - 1) соответствует числу степеней свободы. Расчетное значение сравниваем с табличным yjдля (к-1) степеней свободы:

- для Wjj.- у^=618,5 > %т2= 70,09 при уровне значимости 0,001;

- для W3: хр2=702,6 > %т2= 70,09 при уровне значимости 0,001.

Таким образом, результаты экспертизы признаны удовлетворительными и адекватными.

С целью определения значений баллов факторов Я, в рамках каждого фактора выделены градации воздействий каждого фактора - признаки факторов Qj. Назначение пороговых значений факторов для оценки признака каждого фактора, т.е. создание диапазона квантификационной шкалы, осуществлялось на основании действующей нормативной документации и, дополнительно - учёта особенностей работы речной техники, анализа накопленной статистической информации об авариях на ПП, закладываемого уровня требуемой надёжности ПП и т.д. (таблица 2).

Для назначения баллов каждому признаку факторов Qt использован метод нормирования, в котором каждый эксперт каждому признаку фактора ставит в соответствие оценку по 10-ти балльной шкале, отражающую интенсивность его влияния. Для обобщения мнений экспертов использо-

ван метод Дельфы, по которому восемью экспертами проведено 4 тура итераций оцениваемых значений до снижения дисперсии назначаемых оценок

до 5 %. В каждом туре оценивалось медианное значение X, верхний х+ <7 и нижний х — <7 квантили. В качестве результирующей оценки принималась медиана завершающего тура Хзав.

Таблица 2 - Выделение признаков факторов (пример)

Факторы Г, Признаки факторов Q¡

И1.2. Минимальное заглубление трубопровода в дно водоема, м > 3 м; (1; 3], м; < 1 м; трубопровод оголен

И1.3. Тип используемой изоляции Наличие нарушений изоляции; применена изоляции усиленного тина; применена изоляция весьма усиленного типа

И4.1 .Срок эксплуатации трубопровода < 10 лег; от 10 до 33 лет; > 33 лет

Дтт1.1. Остаточная толщина стенки трубы Толщина стенки равна проектной; толщина стенки 80 -100 % от проектной; наличие участков с толщиной стенки меньше 80 % от проектной; нет данных

Таким образом, проведен ряд последовательных процедур, формирующих групповое мнение экспертов в условиях анонимности индивидуальных мнений экспертов и регулируемой обратной связи, в результате которого назначены баллы оценок для каждого признака Qi. Пример результатов оценок приведен в таблице 3.

При расчете ИТС для конкретного ПП значения балльных оценок Д для каждого фактора принимается в зависимости от соответствия параметров рассматриваемого ПП значениям признаков фактора QL Например, если минимальное заглубление трубопровода в дно водоема составляет менее 1 м, то признак фактора И1.2. соответствует 5, т.е. Вни= 5.

Таким образом, создана методика, позволяющая оценить техническое состояние ПП.

Таблица 3 - Результирующая таблица (пример)

Группы факторов Е, Подгруппы факторов т Факторы Р, Весовой к-т фактора <7, Балльная оценка признака фактора 0,

И1. Про- И1.2. Ми-

ектные нимальное 0^ 2=0 (при заглублении > 3 м)

X данные заглубление *0,0452 Оиз2=3 (при заглублении (1; 3], м)

3 трубопро- С?из.2= 5 (при заглублении < 1 м)

■ ч и вода в дно 0из2= Ю (трубопровод оголен)

я ю водоема, м

1Я 3 И1.3. Тип Оиз.4 =Ю (при наличии нарушений изоляции)

я исполь- 0,0461 Оиз/г 3 (применена изоляции усиленною типа)

а & зуемой Оиз 4= 0 (применена изоляция весьма

2 о, изоляции усиленного типа)

о •ея К о И4. Данные 0 сроке эксплуатации И4.1.Срок эксплуатации трубопровода 0,0297 (3И4 л=3 (при эксплуатации <10 лет) <3и4 !=0 (при эксплуатации отЮ до 33 лет) <3и41= Ю (при эксплуатации >33 лет)

у з Мтг1. Дтт1.1. Оап1.1 = 0 (толщина стенки равна проектной)

1 и Толщина Остагочная 0дтт1.1= 3 (толщина стенки 80-100 %

1 1 стенки толщина 0,0508 от проектной)

й 1 стенки 0Лпи= 7 (наличие участков с толщиной

£ й трубы стенки меньше 80% от проектной)

й 8 0дг,и= 10 (нет данных)

С целью автоматизации процесса расчетов по данной методике создана компьютерная программа РИТС (расчет индекса технического состояния), создающая базу данных параметров рассчитываемых ПП, определяющая ИТС для каждого ПП и позволяющая анализировать техническое состояние ПП по наиболее значимым факторам влияния (рисунок 6).

Пользуясь разработанной методикой, произведен расчет для всех ПП газо-, нефте- и нефтепродуктопроводов Беларуси (таблица 4).

«а г

Рисунок 6- Анализ технического состояния ГШ в программе РИТС

Таблица 4 - Вычисленные значения ИТС для различных ПП (пример)

Подводные переходы ИТС

р. Зап. Двина (НИ «Сургут - Полоцк» основная нитка) 0,0229

р. Улла (НП «Унеча - Полоцк 11» основная нитка) 0,0304

р. Березина (ГП «Торжок - Минск - Ивацевичи 1» резервная нитка) 0,0776

р. Днепр (НП «Унеча - Полоцк 11» основная нитка) 0,0330

р. Сож (НП «Унеча - Мозырь I» основная нитка) 0,048

р. Неман (ГП «Торжок - Минск - Ивацевичи И» резервная нитка) 0,0776

р. Припять (НП «Мозырь - Брест 11» резервная нитка) 0,0855

р. Уборть (НП «Мозырь - Брест 11» основная нитка) 0,0336

р. Припять (НП «Унеча - Мозырь 1» основная нитка) 0,0283

Для определения границ работы методики были смоделированы «максимально безопасный» и «максимально опасный» подводные переходы, для которых был рассчитан ИТС. Результаты приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Значения ИТС для граничных условий

Характеристика ИТС

Максимально безопасный ПП 0

Максимально опасный ПП 0,18986

Таким образом, создана методика оценки технического состояния ПП на основе создания комплексной системы мониторинга и прогнозирования их технического состоянии. По предложенной методике получены оценки технического состояния ПП.

В четвертой главе рассмотрены мероприятия, направленные на повышение надежности эксплуатации ПП.

Алгоритм определения наиболее эффективных решений предполагает определение функционала цели, содержательное описание принимаемых решений и определение суммарных затрат на внедрение принятого решения.

IV: [(тахДЛ^^тш^со)]^ Л,> (3)

где \У - функционал поставленной цели; ДN - повышение надежности эксплуатации ПП; 1со - суммарные затраты для достижения цели; Я, - принимаемое решение.

Могут быть приняты различные решения Я, = [Я0, Я,... Я,], однако все они должны следовать приведённому условию. В модели выделены следующие решения: Я0 - сохранение текущего режима эксплуатации; Я) - изменение периодичности диагностического обследования; Я: - изменение технологического режима перекачки (снижение рабочего давления); Ят плановый ремонт подводного перехода; Я4 - аварийный ремонт подводного перехода; Я5 консервация; П6 - ликвидация.

В выражении (3) значение суммарных затрат на реализацию каждого решения может быть оценено по зависимостям (4) - (9):

{при а пикета! петюс1шноат,а\ 4-, однако /?Т , ^ П ~\ ' Ф ^ „ I =>АУ-1> и /7, -> ^, (4)

\npit ухтштпт трна\нноат,и\ I, одною К4-

где (0! - затраты на изменение периодичности диагностического обследования; Я - вероятность аварии на ППМТ;

Я2=| . (5)

где ш2 - затраты на снижение рабочего давления; ф\ — потери от недопоставки перекачиваемого продукта;

Я3={ . , . ®3 . . (6)

3 |ф з (яз) + Ф з (Я3) + Ф з (Я3) ^

где со3 - затраты на плановый ремонт подводного перехода; ф'3 - потери от недопоставки перекачиваемого продукта; Фи3 - ущерб от потери продукта (стоимость продукта); Фш3 - экологический ущерб (штрафные санкции);

П4=\ , < \ В, \ /Г/ (?)

где <в4 - затраты на аварийный ремонт подводного перехода; Ф4 - потери от недопоставки перекачиваемого продукта; Фп4 - ущерб от потери продукта (стоимость продукта); ФШ4 - экологический ущерб (штрафные санкции); Ф™4 - социальный ущерб (при причинении вреда физическим или юридическим лицам);

Я5 ={ , (8)

где со5 - затраты на консервацию подводного перехода; Ф*5 - потери от недопоставки перекачиваемого продукта;

Кю

где со6 - затраты на ликвидацию подводного перехода; Ф'6 - потери от недопоставки перекачиваемого продукта.

Для выбора решений, направленных на улучшение технического состояния, использована вербально-числовая шкала Харрингтона, согласно которой в диапазоне работы методики выделено пять зон, определяющих принимаемые решения (рис. 7), и произведено распределение ПП согласно значениям ИТС.

¿5 ¡ехннч££ио* сестояжк» сЖЙЛЗТ<-Л?Н ремонт П,?Пг:П!

«ТйХМНЧйС»! »плох-?«. срзчкмм р«мент ГТ,:П5;Пл

состояние нбудовлетворнтйл»>н<!в, аисллуятацкя ПП

ГЦ: П4 Диапазон МТС, %

Рисунок 7- Оценка общего состояния ПП в Беларуси

Из рисунка 7 видно, что большинство ПП в Беларуси на сегодняшний день имеют достаточно высокую надежность эксплуатации, так как находятся в областях с низкими показателями ИТС, но вместе с тем ряд ПП требуют пристального внимания, попадая в область с повышенными показателями ИТС. Отмечено, что на сегодняшний день не наблюдается ПП, требующих проведения срочного ремонта. Решение задачи обеспечения безопасности их дальнейшей эксплуатации реализуется созданием комплексной системы мониторинга и прогнозирования технического состояния ПП (рисунок 8).

Расчет ИТС в т.ч. при помощи программы РИТС

зксвчуатаияа ШХ /7

Лр! рштне решешт д дальнегпией эксплуатащщ ПП (Щ

Рисунок 8 - Комплексная система мониторинга и прогнозирования технического состояния ПП

Предложенная система позволит повысить надежность эксплуатации рассматриваемых объектов. Таким образом, рассчитанные значения индексов технического состояния ПП позволяют проводить сравнительный анализ различных ПП для определения приоритетности их технического обслуживания и ремонта.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе изучения и анализа современного состояния подводных переходов магистральных трубопроводов на территории Республики Беларусь выявлена упорядоченная совокупность факторов, влияющих на надежность эксплуатации ПП, определены критерий оценки их технического состояния и создана многофакторная модель оценки индекса технического состояния ПП, которая отображает влияние конструктивных особенностей ПП, продолжительности, условий и режимов эксплуатации.

2. Разработан алгоритм выбора решений, направленных на повышение безопасности эксплуатации ПП, основанный на расчете индекса технического состояния каждого ПП, ранжировании ПП по индексу технического состояния, выборе ПП с наиболее высокими значениями индекса и направлении превентивных мероприятий для обеспечения безопасности эксплуатации выбранных ПП.

3. Разработана компьютерная программа РИТС, позволяющая ранжировать подводные переходы по приоритету обеспечения их безопасности.

4. По результатам сравнительной оценки состояния ПП, проведенной на основании разработанной методики, для ПП, эксплуатируемых на территории Беларуси, установлены приоритеты в проведении мероприятий по повышению надежности их эксплуатации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Васильев Г.Г., Липский В.К., Кульбей А.Г. Повышение надежности подводных переходов магистральных трубопроводов Беларуси // Научно-технический журнал «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов», № 1 (75) / ГУП «ИПТЭР» - Уфа, 2009. - С. 49 - 55.

2. Вегера А.И., Липский В.К., Кульбей А.Г., Васильев Г.Г. Об оценке технического состояния подводных переходов магистральных трубопроводов // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. В. Прикладные науки - 2006. -№ 3. - С. 137- 142.

3. Кульбей А.Г. Надёжность подводных переходов магистральных трубопроводов // Безопасность и надёжность трубопроводного транспорта: Сб. науч. тр. -Новополоцк: ПГУ, 2003. - С. 138 - 145.

4. Кульбей А.Г. Проблемы повышения надёжности подводных переходов магистральных трубопроводов // Сборник статей VII Республиканской научной конференции студентов и аспирантов Беларуси (НИРС-2002) /УО «ВГГУ». - Витебск, 2002.-С. 290-292.

5. Липский В.К., Вегера А.И., Кульбей А.Г., Криволапов А.В. Балльная оценка возможных последствий аварий на нефтепроводах // Безопасность и надежность трубопроводного транспорта: сб. науч. тр. Вып. 3 - Новополоцк: ПГУ, 2003. - С. 146 - 157.

6. Липский В.К., Кульбей А.Г., Васильев Г.Г. Обеспечение на инвестиционной стадии надёжности подводных переходов трубопроводов // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. В. Прикладные науки - 2005. -№ 9. - С. 166- 172.

7. Кульбей А.Г. Методика определения технического состояния подводных переходов магистральных - трубопроводов. Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта // Материалы V международной научно-технической конференции. - Новополоцк: УО «ПГУ», 2006. -300 с.

8. Кульбей А.Г. Обеспечение надежной и безопасной работы подводных переходов магистральных трубопроводов. Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта // Материалы VI международной научно-технической конференции. - Новополоцк: УО «ПГУ», 2007. - С101 - 103.

9. Кульбей А.Г. Обеспечение экологической безопасности водных объектов за счет повышения надежности подводных переходов магистральных трубопроводов // Материалы Международной научно-практической конференции «Техника и технологии: инновации и качество». РИО БарГУ, 2007. - С. 400 - 403.

10.Кульбей А.Г., Коваль И.С. Оценка уровня надежности подводных переходов магистральных трубопроводов. Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта: Материалы VI международной научно-технической конференции. -Новополоцк: УО «ПГУ», 2007. - С. 99 - 100.

11. Кульбей А.Г. Критерии, определяющие техническое состояние подводных переходов // Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. Научно-технический сборник № 2. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006. - С. 15-18.

12.Кульбей А.Г. Модель оценки технического состояния подводных переходов // Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт: Научно-технический сб. № I. - М: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2007.-С. 49-51.

Кульбей Андрей Геннадьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ БЕЛАРУСИ

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано в печать 20.10.09. Формат 60x84. Бумага офсетная.

Ризография. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,05. Тираж 120экз. Заказ 1822.

Издатель и полиграфическое исполнение: учреждение образование «Полоцкий государственный университет»

Лицензия ЛИ № 02330/0548568 от 26.06.09 г. Лицензия ЛП № 02330/0494256 от 27.05.09 г.

211440, г. Новополоцк, ул. Блохина, 29

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кульбей, Андрей Геннадьевич

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДВОДНЫХ

ПЕРЕХОДОВ.

1Л Современные подходы к решению задач обеспечения надежности и безопасности подводных переходов.

1.2 Анализ объекта исследования - подводных переходов магистральных трубопроводов.

1.2Л Исследование технического состояния подводных переходов.

1.2.2 Причины возникновения аварийных ситуаций.

1.2.3 Последствия аварий на подводных переходах.

1.2.4 Существующие способы повышения надежности подводных переходов.

1.2.5 Использование существующих методов сооружения подводных переходов.

1.2.6 Состояние нормативной базы проектирования подводных переходов и типичные ошибки при их проектировании.

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ.

2.1 Анализ способов формирования надежности подводных переходов.

2.2 Организация мониторинга состояния подводных переходов магистральных трубопроводов.

2.3 Формирование информационной базы.

2.4 Контролепригодность основной и резервной ниток подводного перехода.

2.5 Расчет показателя надежности резервируемых систем трубопроводов.

2.5.1 Надежность основной нитки подводного перехода.

2.5.2 Надежность систем с нагруженным резервированием.

ГЛАВА 3 МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ.

3.1 Подходы к формированию модели.

3.2 Выбор способа отображения модели.

3.3 Критерии, определяющие техническое состояние подводных переходов.

3.5 Метод определения индекса технического состояния подводных переходов.

ГЛАВА 4 МЕРОПРИЯТИЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ.

4.1 Строительно-ремонтные методы обеспечения безопасности подводных переходов.

4.1.1 Восстановление бронирующего слоя грунта.

4.1.2 Берегоукрспление створа подводного перехода.

4.1.3 Вывод подводных переходов в ремонт.

4.2 Техническое обслуживание и ремонт подводных переходов для обеспечения требуемого уровня их безопасности.

4.3 Организационные методы обеспечения безопасности подводных переходов.

4.4 Принятие решений по обеспечению безопасности подводных переходов.

4.5 Выбор приоритетов по обеспечению безопасности подводных переходов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики оценки технического состояния подводных переходов магистральных трубопроводов Беларуси"

Один из приоритетов государственной политики Республики Беларусь состоит в обеспечении её национальной безопасности [18]. В число важнейших составляющих национальной безопасности входят как энергетическая, так и экологическая безопасность [19.]. Фундамент энергетики составляет топливно-энергетический комплекс, который обеспечивает жизнедеятельность всех отраслей национальной экономики [42]. Важнейшим элементом топливно-энергетического комплекса Беларуси являются системы энергокоммуникаций, в частности, предназначенные для транспортирования жидких и газообразных углеводородных энергоносителей - магистральные трубопроводы.

Несмотря на то, что трубопроводный транспорт относится к наиболее экологобезопасным видам транспорта [7], он может оказывать серьёзное негативное влияние на окружающую среду. Это влияние различным образом проявляется как на стадии сооружения объектов трубопроводного транспорта, так и на стадии их эксплуатации [26]. При эксплуатации магистральных трубопроводов негативное экологическое воздействие в наибольшей мере связано с опасностью промышленных аварий, которые сопровождаются выходом из аварийного трубопровода транспортируемого вещества. Наиболее опасными являются аварии, происходящие на подводных переходах — в местах, где трасса магистрального трубопровода пересекает водные объекты [22]. Это связано с рядом факторов:

• Затруднённый ремонт ПЛ. Ремонт приходиться производить чаще всего в подводных условиях с использованием кессонов и другого дорогостоящего оборудования [12]. Ремонт трубопровода с подъемом его над поверхностью воды также требует больших затрат материально-технических ресурсов.

• При авариях на нефте- и нефтепродуктопроводах, транспортируемый продукт попадает непосредственно в водоём. Вследствие токсичности нефти и нефтепродуктов, наноситься огромный ущерб обитателям водной среды. Этот вопрос широко освещен в научной и периодической печати [13], [6], [38-41]. Стоит лишь упомянуть, что па пораженных участках даже через 15 лет растительный покров восстанавливается менее, чем наполовину [8], [32].

• Нанесение убытков владельцу трубопровода, которые складываются из затрат на ремонт, стоимости потерянного продукта и ущерба от недопоставки транспортируемого продукта в течение проводимого ремонта [33].

К началу XXI века стало совершенно очевидно, что трубопроводный транспорт нуждается в переходе на новый, более высокий уровень надежности и безопасности эксплуатации. Причем это касается в равной степени как действующих систем, так и вновь проектируемых и строящихся [20].

Снизить количество отказов на- подводных переходах магистральных трубопроводов и обеспечить сохранность того уровня качества, который был заложен в проекте, можно лишь повышением надежности подводного перс-хода при их сооружении и эксплуатации. Это, в свою очередь, возможно лишь после оценки величин влияний различных факторов на работу подводных переходов и снижения либо ликвидации тех факторов, которые влияют негативно [21].

Меры по повышению надежности ПП могут быть эффективны в том случае, если качество, заложенное в его проект, сохраняется в течение всего промежутка времени, установленного для эксплуатации нефтепровода. Условия эксплуатации трубы существенно отличаются от тех условий, которые рассматриваются на стадии проектирования, поэтому параметры функционирования нефтепровода оказываются далекими от закладываемых расчетных значений. В связи с этим не всегда обеспечен необходимый уровень надёжности при эксплуатации трубопроводов и, как следствие, возникают отказы на действующих трубопроводах из-за невыполнения требований к их качеству в период строительства [23].

Чрезвычайно важно иметь представление о реальном техническом состоянии эксплуатирующихся трубопроводпых конструкций, хотя бы путем проведения внутритрубной диагностики [20], однако это дает картину лишь наличия либо отсутствия дефектов в металле трубы на момент диагностической проверки, но не комплексную картину надежностного состояния всего трубопровода.

Таким образом, приходим к выводу о необходимости оценить степень положительного влияния проектных, организационно-строительных и эксплуатационных мер, применяемых для повышения надёжности подводных переходов. Одним из способов решения этой задачи является создание некоторой методики, позволяющей определить степень надёжности подводного перехода путем учета влияния внешних и внутренних факторов трубопровода на всех стадиях его жизненного цикла.

Получение численного значения степени надежности подводного перехода позволит ранжировать ППМТ по уровню технического состояния [22], что (в рамках одной трубопроводной организации) означает возможность рационального планирования годового бюджета и материально-технических средств на ремонтно-восстановительные работы.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Связь работы с крупными научными программами, темами

Тема диссертационной работы была включена в научные планы УО «Полоцкий государственный университет» в период 2005-2010 гг.

Тема диссертации соответствует п. 7.2. «Обеспечение безопасности и эффективности транспорта углеводородных энергоносителей и продуктов их переработки» приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2006-2010 годы (постановление Совета министров Республики Беларусь № 512 от 17.05.2005).

Результаты диссертационной работы использовались при выполнении хоздоговорной темы: Переработка Деклараций безопасности «Гомельтранс-нефть «Дружба» - договор ХД 21-218 по заказу Гомельского республиканского унитарного предприятияпо транспорту нефти «Гомельтранснефть «Дружба», время выполнения 1.03.2009-31.12.2009 (см. Приложение А).

Цель и задачи исследования

Цель исследования: создание методики оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанной на комплексной системе мониторинга, моделировании условий эксплуатации и характеристик ПП.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе должны быть решены следующие задачи:

1. Проведение анализа современного состояния ПП, выявление и формирование совокупности факторов, влияющих на их надёжность.

2. Разработка модели ПП магистральных трубопроводов, отображающей влияние конструктивных особенностей перехода, условий и режимов их эксплуатации на техническое состояние 1111.

3. Создание на основе разработанной модели ПП критерия оценки технического состояния 1111 и проведение на его основе оценки технического состояния 1111 Беларуси, находящихся в эксплуатации.

4. Разработка алгоритма определения приоритетов технического обслуживания и ремонта подводных переходов для обеспечения безопасности их эксплуатации.

Объектом исследования является подводный переход магистрального трубопровода.

Выбор объекта исследования обосновывается следующими причинами. При пересечении трассой магистрального трубопровода водного препятствия, основным способом преодоления преграды является сооружение подводного перехода - трубопровода, заглубленного в дно водоема. При разгерметизации подводного трубопровода перекачиваемый продукт попадает непосредственно в водный объект и, вследствие своей токсичности, оказывает сильное негативное воздействие на окружающую среду. Ремонт такого участка затруднен в силу его подводного нахождения.

Для предупреждения аварии подводного перехода, необходимо знать его техническое состояние. Диагностика наружными способами осложнена в силу нахождения трубопровода в среде ил-вода. Внутритрубная диагностика может осуществляться лишь при наличии камер запуска-приема интеллектуальных устройств, которые на резервных нитках отсутствуют, что создало неопределенность их технического состояния. Отсюда суть исследований — поиск способов определения технического состояния подводных переходов.

Положения, выносимые на защиту

1. Научное обоснование сформированной и упорядоченной совокупности факторов воздействия, имеющих различную природу, на техническое состояние ПП магистрального трубопровода.

2. Модель для оценки технического состояния 1 JUL 1, позволяющая производить учет влияния факторов, влияющих на надежность ПП и её научно-методологическое обоснование.

3. Методика оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанная на математическом анализе экспертных оценок, полученных с помощью комплексной системы мониторинга и моделирования условий эксплуатации и характеристик ПП.

Научная новизна

Разработана методика оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанная на математическом анализе экспертных оценок, полученных с помощью комплексной системы мониторинга и моделирования условий эксплуатации и характеристик 1111.

Разработан алгоритм выбора решений, направленных на повышение безопасности эксплуатации 1111 основанный на расчете индекса технического состояния каждого ГШ, ранжировании ГШ по индексу технического состояния, выборе ПП с наиболее высокими значениями индекса и направлении превентивных мероприятий для обеспечения безопасности эксплуатации выбранных ГШ.

Практическая ценность

Результаты диссертационной работы использовались при выполнении хоздоговорной темы: Переработка Деклараций безопасности «Гомельтранс-нефть «Дружба» (договор ХД 21-218 по заказу Гомельского республиканского унитарного предприятия по транспорту нефти «Гомельтранснефть «Дружба», время выполнения 1.03.2009-31.12.2009).

Разработанная методика позволяет предприятиям, эксплуатирующим 1111, производить планирование финансирования технического обслуживания и ремонта 1111 на следующий расчетный период.

Апробация результатов диссертации

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:

1. III Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г.Минск, 18-21 сентября 2000 г.);

2. VII Республиканской научной конференции студентов и аспирантов Беларуси НИРС-2002 (г.Витебск, 10-11 ноября 2002г.);

3. II Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г.Минск, 23-25 июля 2003 г.);

4. ГУ Научно-технической конференции«Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г.Новополоцк, 4-7 ноября 2003 г.);

5. III Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г.Минск, 5-8 июня 2005 г.);

6. II Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г.Полоцк, 1 сентября 2005г.);

7. Учебно-научно-практической конференции (г.Уфа, 5-8 мая 2007 г.);

8. V Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г.Новополоцк, 7-9 июня 2006 г.);

9. III Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г.Полоцк, 3 сентября 2006г.);

10. IV Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г.Минск, 5-7 мая 2007 г.);

11. ГУ Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г.Полоцк, 21-23 ноября 2007г.);

12. Международной научно-практической конференции «Техника и технологии: инновации и качество» (г.Барановичи, 23-24 ноября 2007г.);

13. VI Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г.Новополоцк, 11-14 декабря 2007г.);

14. Международной научно-технической конференции «Прочность и надежность магистральных трубопроводов» МТ-2008 (г.Киев, Украина, 5-7 июня 2008г.).

Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю, заведующему кафедрой «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и хранилищ», Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, д.т.н., профессору Геннадию Германовичу Васильеву за всестороннюю помощь и поддержку, оказанную при подготовке диссертации.

Автор выражает благодарность всем сотрудникам кафедры трубопроводного транспорта и гидравлики Полоцкого государственного университета за поддержку в ходе выполнения работы.

Отдельно автор выражает благодарность за помощь в проведении теоретических исследований заведующему кафедрой трубопроводного рапс-порта и гидравлики Полоцкого государственного университета, к.т.н., доценту Владимиру Константиновичу Липскому.

Опубликованность результатов

По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, основных выводов. Работа изложена на 140 страницах, включает 24 иллюстрации, 14 таблиц. Библиография включает 61 литературный источник.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Кульбей, Андрей Геннадьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе изучения и анализа современного состояния подводных переходов магистральных трубопроводов на территории Республики Беларусь выявлена упорядоченная совокупность факторов, влияющих на надежность эксплуатации 1111, определены критерий оценки их технического состояния и создана многофакторная модель оценки индекса технического состояния 1111, которая отображает влияние конструктивных особенностей ПП, продолжительности, условий и режимов эксплуатации.

2. Разработан алгоритм выбора решений, направленных на повышение безопасности эксплуатации ПП, основанный на расчете индекса технического состояния каждого ПП, ранжировании 1111 по индексу технического состояния, выборе ПП с наиболее высокими значениями индекса и направлении превентивных мероприятий для обеспечения безопасности эксплуатации выбранных ПП.

3. Разработана компьютерная программа РИТС, позволяющая ранжировать подводные переходы по приоритету обеспечения их безопасности.

4. По результатам сравнительной оценки состояния ПП, проведенной на основании разработанной методики, для 1111, эксплуатируемых на территории Беларуси, установлены приоритеты в проведении мероприятий по повышению надежности их эксплуатации.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кульбей, Андрей Геннадьевич, Москва

1. Березин J1.B., Зоненко В.И., Ким Б.И. Методы оценки надежности магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1986. — 236 с.

2. Беленький Д.М., Героев А.Е., Оганезов J1.P. Повышение качества линейной части газопроводов. Нефтегазовые технологии. №4,2000, с. 15-19

3. Быков Л.И., Мустафин Ф.М., Рафиков С.К. Сооружение, ремонт и диагностика трубопроводов. М.: ОАО «Издательство «Недра», 2003. - 242с.

4. Бородавкин П. П., Ким Б. И. Охрана окружающей среды при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов — М.: Недра, 1981.- 262с.

5. Власак П., Липский В.К. Экологические аспекты трубопроводного транспорта. Вып. 1. // М.: Охрана окружающей среды. 1982. - 126 с.

6. Вознесенский Г.Ф., Колосков И.А. К оценке содержания нефтепродуктов в речной воде при разливах на подводных переходах. // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1999, №6.

7. Гидроэкологическое состояние бассейна реки Западная Двипа / Даугава: Докл. под ред. И. Войтова, Ч. Романовского, Т. Мальцман. Mil: Тэхналопя, 2000. - 246 с.

8. Гумеров А.Г., Векштейн М.Г., Журавлев Г.В., Фарфель С.Я. Планирование транспорта нефти с учетом фактора надежности. М.: ВНИИОЗНГ; 1996.-268 с.

9. Дунаев Ф.Ф., Егоров В.И., Победоносцева Н.Н., Сыромятников Е.С. «Экономика нефтяной и газовой промышленности» М:«Недра», 1983

10. Егоров В.И., Злотникова Л.Г. «Экономика нефтегазовой и нефтехимической промышленности» М: «Химия», 1982 — 188 с.

11. Забела К. А., Красков В. А., Москвич В. М., Сощенко А. Е. Безопасность пересечений трубопроводами водных преград; Под общ. ред. К. А. Забелы. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2001. - 306 с.

12. Забела К.А. Ликвидация аварий и ремонт подводных трубопроводов. М.: Недра, 1986. - 148 с.

13. Забела К.А., Кафтан А.Н., Онищук В.В., Фисенко В.А. Охрана окружающей среды при строительстве и эксплуатации подводных переходов. // Нефтепромысловое строительство, 1992, №9.

14. Зоненко В.И., Ким Б.И., Яковлев Е.И., Шибнев А.В. Прогнозирование показателей надежности и периодичности обслуживания, магистральных нефте- и продуктопроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1988. -240 с.

15. Зоненко В.И., Ким Б.И. Статистическая оценка данных об отказах и восстановлениях магистральных трубопроводов //Экспресс информ. / ВНИИОЭНГ. Сер. "Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов: Отеч.опыт.». Вып 5. — М.: ВНИИОЭНГ, 1986 142 с.

16. Зорин JI.3., Трутнев А.Н. «Сургутский вариант» М:«Недра», 1993

17. Инструкция по защите окружающей среды при авариях на нефтепроводах: Утв. концерном «Белпефтехим» 03.10.02 / Белорусский государственный концерн по нефти и химии «Белнефтехим». Минск, 2002.

18. Ионин Д.А., Яковлев Е.И. Современные методы диагностики магистральных газопроводов.— Л.: Недра, 1997. 284 с.

19. Концепция национальной безопасности Республики Беларусь. Указ Президента Республики Беларусь от 17.07.2001 №390.

20. Концепция национальной стратегии устойчивого развития Республики Беларусь // Национальная комиссия по устойчивому развитию Республики Беларусь. Минск: ООО «Белсэнс», 1997.

21. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Ростов на Дону: изд-во «Феникс», 2000. - 306 с.

22. Кузнецов A.M., Зенцов В.Н., Кузнецов М.В. Проблема аварийности катодно -защищенных трубопроводов .//Газовая промышленность, № 1,2001, с. 17-18

23. Лисанов М.В., Печёркин А.С., Сидоров В.И. Анализ риска и декларирование безопасности объектов нефтяной и газовой промышленности // Сертификация и безопасность оборудования, 1998, № 1.

24. Лисин Ю.В., Сощенко А.Е. Практические результаты, реальная эффективность. /Трубопроводный транспорт нефти, № 3, 2002 г., с. 19 -23

25. Мазур И.И., Иванцов О.М., Молдаванов О.И. Конструктивная надёжность и экологическая безопасность трубопроводов. М.: Недра, 1990. — 264 с.

26. Методическое руководство по оценке степени риска аварий па магистральных нефтепроводах / НТЦ «Промышленная безопасность»: г. Москва, 2000 г. 64 с.

27. НабиевР.Р. и др. Обеспечение надежности длительно эксплуатируемых нефтепроводов .//Трубопроводный транспорт нефти. 2000. № 12

28. Никаноров А. М., Хоружая Т. А. Экология. М.: "Издательство ПРИОР", 2000.-210 с.

29. Нургалиев Д.М., Ахметов В.IT., Калехмап П.Х. и др. Методика оценки прочности дефектных участков трубопроводов //ИТЖ- Защита от коррозии и охрана окружающей среды.- М.: ВНИИОЭНГ. 1999, № 1, с.6-8

30. Охрана окружающей среды: Учеб. для техн. спец. вузов / С. В. Белов, Ф. А. Барбинов, А. Ф. Козьяков и др. Под ред. С. В. Белова. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 1991. - 326 с.

31. Половко A.M. Основы теории надежности. М.: Изд-во «Наука», 1984.-278 с.

32. Прочностная надежность линейной части нефтепрово-даЛБордовский A.M., Воробьев В.В., Сосновский Л.А. Гомель: НПО ТРИ-БОФАТИКА, 2004. - 114 с.

33. Салюков В.В., Колотовский А.Н., Теплинский И.А. и др. Предрасположенность труб большого диаметра к стресс-коррозиопным разрушениям //Газовая промышленность, №12,2000, с.44-46

34. Седых А.Д., Галиуллин З.Т., Леонтьев Е.В. Трубы с внутренним покрытием //Газовая промышленность, №10, 2000, с.48-50

35. Серенков П.С. Методы менеджмента качества. Методология описания сети процессов: монография / П.С. Серенков, А.Г. Курьян, В.Л. Соло-махо. Мн.: БИТУ, 2006. - 484 е.;

36. Синельников В.Е. Механизм самоочищения водоёмов. М., Строй-издат, 1980.- 140 с.

37. Системная надёжность трубопроводного транспорта углеводородов. / В.Д. Черняев, К.В. Черняев, В.Л. Березин и др.; Под ред. В.Д. Черняева. М.: ОАО «Издательство «Недра», 1997. - 436 с.

38. Соколов А.А. Гидрография СССР Л.: Гидрометеоиздат, - 1964. -324 с.

39. Строительные конструкции нефтегазовых объектов. Учеб. для техн. спец. вузов / Под. ред. Мустафина Ф.М. М.: ОАО «Издательство «Недра», 2008. - 780с.

40. Теплинский Ю.А., Конакова М.А., Колотовский А.Н. Коррозионные повреждения магистральных газопроводов //Газовая промышленность, №5,2001, с.32-33

41. Трубопроводный транспорт нефти и газа / Р.А. Алиев, В.Д. Белоусов, А.Г. Немудров М.: Недра, 1982 - 284с.

42. Утечки нефти из нефтепроводов в странах Западной Европы. // Трубопроводный транспорт нефти. №5, 1994.

43. Фащевсгсий Б. В. Основы экологической гидрологии. Минск: Экоинвест, 1996. - 204 с.

44. Фесенко С.С., Хасанов Р.Н., Углов A.JI. и др. Ультразвуковой способ контроля напряженного состояния газопроводов. //Газовая промышленность, №5, 2001, с.34-35

45. Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. М.: ОАО «Издательство «Недра», 2000. - 467с.

46. Хажинский Г.М., Павловский Б.Р. Новая модель оценки прочности труб с коррозионными дефектами // Газовая промышленность.^ 11, 2000, с.51-53

47. Черняев В.Д., Забела К.А. Ликвидация аварий на подводных нефтепроводах // Трубопроводный транспорт нефти. 1995, №3.

48. Черняев В.Д., Забела К.А. Ликвидация аварий на подводных нефтепроводах//Трубопроводный транспорт нефти. 1995, №4.

49. Черняев В.Д., Забела К.А. Ликвидация аварий па подводных нефтепроводах//Трубопроводный транспорт нефти. 1995, №6.

50. Черняев В.Д., Забела К.А. Ликвидация аварий на подводных нефтепроводах // Трубопроводный транспорт нефти. 1995, №7.

51. Шакиров P.M. Жизненная необходимость закона о трубопроводном транспорте // Нефть, газ, строительство. Сентябрь, 2000, с.31-33

52. Шарыгин В.М., Теплинский Ю.А., Яковлев А.Я. и д.р. Эксплуатационная прочность труб с дефектами / Газовая промышленность. №2, 2000, с.35-37

53. Шумайлов А.С., Гумеров А.Г., Молдаванов О.И. Диагностика магистральных газопроводов. М., Недра, 1992 230 с.

54. Эристов В.И., Демченко В.Г., Шапиро В.Д. Оценка полноты испытания магистральных газопроводов //Нефть, газ, строительство. 2000, сентябрь, с.86-90

55. Экологическая безопасность, энергосбережение и рациональное использование ресурсов. // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. В, Прикладные науки, 2002. Т. 1, № 2.

56. Энергосбережение в трубопроводном транспорте. Апостолов А.А., Бикчентай Р.Н., Бойко A.M. и др. М., ГУП Изд. «Нефть и газ», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. 2000, 176с

57. Яковлев Е.И. и Барыбин В.Н. Техническая диагностика трубопроводных систем. М.: РГУНГ им. Губкина, 1980г. - 246 с.

58. Honegger D.J., Nyman D.J., Nyman K.J. Induced fatigue estimated for surface oil pipelines in the Arctic // Oil and Gas Journal. 1985. -Vol.83, N9 27.

59. Strutt J.E., Stead J.P., Billinghan J. Progress toward an intelligent computer aided risk evaluation of pipeline designs // Pipes and Pipelines International. 1987, №3-Vol. 32.

60. Western European oil pipeline spills on land declin. // Oil and Gas J. — 1994, №7-Vol.92.

61. Список публикаций соискателя1. Статьи из журналов:

62. Васильев Г.Г., Липский В.К., Кульбей А.Г. Повышение надежности подводных переходов магистральных трубопроводов Беларуси // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов», №1 (75) / ГУП «ИПТЭР» Уфа, 2009. - С. 49 - 55

63. Вегера А.И., Липский В.К., Кульбей А.Г., Васильев Г.Г. Об оценке технического состояния подводных переходов магистральных трубопроводов / Вестник ПГУ. Серия В. Прикладные науки 2006. - №3. - С. 137 - 142.

64. Кульбей А.Г. Надёжность подводных переходов магистральных трубопроводов / Безопасность и надёжность трубопроводного транспорта: Сб. науч. тр. Новополоцк: ПГУ, 2003. - С. 138 - 145

65. Кульбей А.Г. Проблемы повышения надёжности подводных переходов магистральных трубопроводов. // Сборник статей VII Республиканской научной конференции студентов и аспирантов Беларуси (НИРС-2002) /УО «ВГТУ». Витебск, 2002. - С. 290 - 292.

66. Липский В.К., Вегера А.И., Кульбей А.Г., Криволапов А.В. Бальная оценка возможных последствий аварий на нефтепроводах // Безопасность и надежность трубопроводного транспорта: Сб. науч. тр. Вып. 3 — Новополоцк: ПГУ, 2003.-С. 146- 157

67. Липский В.К., Кульбей А.Г., Васильев Г.Г. Обеспечение на инвестиционной стадии надёжности подводных переходов трубопроводов. / Вестник ПГУ. Серия Б. Прикладные науки 2005. - №9. - С. 166 - 172.1. Материалы конференций:

68. Утверждаю^§§^ Глабньш йнже1. РУГ ''ть Дружба»шик А.Н. 2009г.1. Утверждаю:

69. Проректор по^гаучно-^.работс УО По^^ий-:!-Срб^арстненньи! университ--г ""»гот--'-,' tпМЪвД.О.2009р.1. АКТ

70. Об использовании (внедрении) НИР

71. Представители Представители

72. РУП «Гомелыранснефть Дружба»: УО Полоцкий государственный