semenova

навигация

главная
статьи
    трубопроводы
    базы данных
    образование
гостевая
ссылки


ОБ ОДНОЙ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Б.Н. Епифанцев, И.И. Семенова
УДК 621.643.053 Омский Государственный Технический Университет


В статье поставлены проблемы продления срока службы трубопроводного транспорта. Описывается один из вариантов решения этой проблемы – это создание системы поддержки принятия решений по оценке надежности трубопроводов в процессе эксплуатации.

Россия обладает развитой сетью трубопроводного транспорта природного газа, нефти и продуктов их переработки. Она включает в себя уникальную по протяженности и производительности газотранспортную систему. На ее базе была организована единая система газоснабжения. Российская ее часть объединяет газовые промыслы – 146,3 тыс. км. магистральных газопроводов общей производительностью 750 млрд. м3 в год. Мощность компрессорных станций достигла 41,2 млн. кВт (данные на февраль 1998 года) [2].

Уникален по своим масштабам и возможностям и нефтепроводный транспорт нашего государства. Нефтепроводная система России включает в себя порядка 52 тыс. км. магистральных трубопроводов [3].

Специфика строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов России определяется сложнейшими природно-климатическими условиями. Дело в том, что самые крупные месторождения расположены в субарктических широтах Западной Сибири, и трассы газовых и нефтяных магистралей, протянувшихся на тысячи километров, пересекают вечную мерзлоту и заболоченную тундру [1].

Некоторые из них строились еще в пятидесятые годы. Так, по данным 1998 года, 29% нефтепроводов эксплуатируются уже от 20 до 30 лет. А 26% эксплуатируются уже более 30 лет [3]. Средний возраст газопроводов России – 16 лет, 30% эксплуатируется более 20 лет и 40 тыс. км. выработали свой расчетный ресурс (33 года), а 2,5% газопроводов уже служат более 40 лет [2]. А это значит, что ресурс безаварийной работы у большого числа магистральных трубопроводов уже исчерпан. А если учесть, что многие из них строились в одно и то же время, то прогноз катастрофический: отказы и аварии приобретут массовый характер. Как решить эту проблему?

Один из наиболее простых путей решения данной проблемы – это замена трубопроводов, срок эксплуатации которых уже исчерпан. Но на восстановление тысяч км. стальных магистралей не хватит средств и технических возможностей даже у такой компании – гиганта, как «Газпром»[6].

Основные капиталы обычно вкладываются в расширение бизнеса и проекты гражданского строительства, например, на прокладку дорог и другие виды строительства. Вследствие этого остается мало средств на проведение профилактического обслуживания и текущего ремонта, которому при растущем интересе общества к вопросам безопасности в настоящее время необходимо уделять большее внимание. Следует перейти от профилактического обслуживания во внесезонное время (вписанному в рабочий процесс) к активным мерам профилактики.

В виду малого финансирования необходимо принять меры для продления срока службы существующих магистральных трубопроводов. Это можно осуществить путем определения оптимальных режимов работы отдельных участков трубопровода.

Один из возможных путей решения поставленной задачи может быть создание модели, в рамках системы поддержки принятия решений (СППР), которая даст возможность, имея необходимый набор статистических данных и соответствующий математический аппарат, прогнозировать «поведение» трубопровода во времени в зависимости от условий эксплуатации. Данная система позволит не проверять «на выносливость» существующий трубопровод, задавая для него различные режимы работы, а «проиграть» все возможные варианты эксплуатации интересующего участка магистрального трубопровода с помощью имитационной модели и выбрать оптимальный режим работы, в котором вероятность выхода из строя трубопровода будет минимальной из всех возможных. Прогнозы, выработанные СППР, позволят более точно корректировать действия всех рабочих звеньев, связанных с эксплуатацией магистрального трубопровода.

В рамках создания данной системы предстоит решить следующие задачи:

  1. подготовка математического аппарата:
    1. анализ классификации основных факторов, влияющих на безопасность эксплуатации трубопровода, выделение базовых характеристик, необходимых для работы системы;
    2. сбор и анализ математических моделей, описывающих отдельные связи фактор - трубопровод либо связи типа блок факторов - трубопровод;
    3. доработка и адаптация, при необходимости, моделей к разрабатываемой системе;
  2. сбор статистических данных;
  3. теоретический анализ возможных режимов работы трубопровода и разработка блока поиска оптимального решения для безопасной эксплуатации трубопровода.

Часть из перечисленных вопросов уже проработана. В частности, в Омском НИИ приборостроения разработана модель катодной защиты трубопроводов. На сегодняшний день уже имеются разработки по отдельным вопросам определения надежности эксплуатации трубопровода. Создается и используется математическая база для обеспечения безопасности эксплуатации трубопроводов. Мазур И. И. в 1995 году в своей статье включил в структуру системы обеспечения безопасности российских нефтепроводов блок “формирование базы данных и математическое обеспечение безопасности”[4].

Разрабатываются модели взаимодействия одного или нескольких факторов окружающей среды с трубопроводом и их программная реализация, в частности, в 1995 году ВНИИнефть предложила программу «Прогноз теплового и механического взаимодействия трубопроводов с окружающей средой в районах с многолетнемерзлыми породами»[5].

В серии работ уделяется внимание влиянию «механики грунтов» на магистральный трубопровод, исследуются причины появления различных типов коррозии и ее влияние на безопасность эксплуатации трубопровода. Существуют и другие разработки математических моделей взаимодействия магистральных трубопроводов и факторов окружающей среды.

Но это реализация лишь отдельных алгоритмов и математических моделей. Причины возникновения дефектов на трубопроводах изучают отдельно, а действуют они в совокупности.

Возникает необходимость проработать дополнительные вопросы, которые в совокупности с перечисленными позволили бы приступить к созданию СППР. Необходимо собрать отдельные математические модели взаимодействия отдельных факторов окружающей среды и трубопровода и при необходимости доработать. Следует также определить, как они действуют в совокупности, так как может оказаться, что наличие одного фактора ускоряет действие другого в несколько раз, и, наоборот, при определенных условиях эксплуатации влияние факторов можно ослабить. Необходимо определить общие результирующие данные для совокупности факторов, на основе которых будет возможно выполнение прогнозов. Решив эти проблемы, можно создать описанную СППР.

С помощью созданного программного варианта системы, описывающей состояние конденсатопровода «Уренгой - Сургут» в процессе эксплуатации, получены результаты подобные результатам, определенным в результате запуска «диагностического снаряда» (один из вариантов аппаратных средств диагностики состояния трубопровода).

Таким образом, есть все основания направить исследовательские работы по продлению срока службы трубопроводов на пути создания СППР, формирующей оптимальные режимы их работы.


ЛИТЕРАТУРА

  1. Иванцов О., Шмаль Г. Мониторинг коррозийный плюс экологический// Нефть России. №3-4. 1996.- С. 32-36.
  2. Иванцов О. Надежность – понятие многогранное// Нефть России. №2. 1998.- С. 68-70.
  3. Матвейчук А., Черепанов А. В открытом поле не обойтись без… трубопроводов// Нефть России. №1. 1998.- С. 30-35.
  4. Мазур И. Катастрофу еще можно предотвратить// Нефть России. №3. 1995.-С. 4-9.
  5. Нефтяное хозяйство. №5-6. 1995.- С. 95.
  6. Сорокин Г. Мина замедленного действия// Нефть России. №11. 1995.- С. 35.

ON ONE POSSIBILITY PROLONG OF A LIFETIME OF A PIPELINE TRANSPORT
B.N. Epifanzev, I.I. Semenova Omsk State Technical University

This article are put problems prolong of a lifetime of a pipeline transport. Described one of the variants of deciding this problem - a making a decision support system on the pipeline reliability evaluation in the process of usage.


Copyright © 2006 design: vasin anton