Введение к работе
Актуальность темы диссертации
Одним из условий получения лицензии на право эксплуатации магистральных нефтепроводов является наличие декларации промышленной безопасности (ДПБ). Разработка ДПБ предполагает всестороннюю оценку риска аварии и связанной с нею угрозы; анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварий, по обеспечению готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварии на опасном производственном объекте; разработку мероприятий, направленных на снижение масштаба последствий аварии и размера ущерба, нанесенного в случае аварии на опасном производственном объекте.
При проведении анализа риска должны рассматриваться различные гипотетические аварии, в том числе и самые «тяжкие». Для магистральных нефтепроводов к числу тяжких относятся аварии с порывом трубопровода на полное сечение. Такой порыв трубопровода называют гильотинным. При оценке ожидаемого ущерба необходимо вычислять количество нефти, вылившейся из нефтепровода при аварии. От точности вычисления этой величины зависят конечные результаты анализа риска, в том числе экологические и экономические показатели ожидаемого ущерба, а также разработка компенсирующих мероприятий.
Актуальность темы диссертационной работы подтверждается тем, что расчеты по количеству аварийно вылившейся нефти при гильотинном порыве, выполняемые по различным существующим в настоящее время методикам, дают результаты, отличающиеся между собой на порядок и более.
Настоящая диссертационная работа направлена на изучение процесса аварийного истечения нефти из магистрального нефтепровода
при гильотинном порьше и разработку методов расчета, основанных на законах механики сплошной среды с учетом нестационарности режима истечения.
Целью данной диссертационной работы является установление закономерностей неустановившегося истечения нефти при гильотинном порьше и аварийного опорожнения магистрального нефтепровода в зависимости от свойств товарной нефти, профиля трассы и расположения места аварии, а также разработка методики расчетов по определению наиболее опасных участков магистральных нефтепроводов.
В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:
исследование механизма нестационарного истечения нефти из магистрального нефтепровода при гильотинном порьше на линейной части;
изучение закономерностей аварийного опорожнения магистрального нефтепровода при гильотинном порыве в зависимости от профиля трассы и свойств товарной нефти;
разработка математической модели нестационарного истечения нефти из магистральных нефтепроводов при гильотинном порыве с учетом физических свойств товарной нефти и профиля трассы прокладки трубопровода;
разработка методики расчетов определения наиболее потенциально опасных участков магистральных нефтепроводов.
Научная новизна работы:
- установлены закономерности аварийного истечения нефти из
магистрального нефтепровода в случае гильотинного порыва при
нестационарном режиме с учетом физических свойств товарной нефти,
профиля трассы и места расположения аварии;
установлено влияние различных факторов на процесс затухания волны понижения давлеїшя, вызванной гильотинным порывом на линейной части магистрального нефтепровода;
разработана математическая модель и алгоритм расчета количества вытекшей нефти из участка магистрального нефтепровода, отсеченного линейными задвижками, с учетом профиля трассы, места аварии и свойств товарной нефти.
Практическая ценность диссертации
Разработана методика расчетов по определению наиболее опасных участков магистрального нефтепровода.
Методика может быть использована предприятиями, эксплуатирующими магистральные нефтепроводы, а также проектными организациями при оптимизации и расстановке линейных отсекающих задвижек с учетом профиля трассы нефтепровода.
Достоверность полученных результатов подтверждается сходимостью значений, полученных расчетным методом по предлагаемым математическим зависимостям, со значением возможного пролива нефти при гильотинном порыве для частного случая - случая, когда до аварии нефть находилась в состоянии покоя под давлением в отсеченном линейными задвижками участке нефтепровода. При этом возможное количество вылившейся нефти определялось в соответствии с законом сохранения массы и с учетом коэффициента объемного сжатия товарной нефти.
Апробация работы
Основные положения работы и результаты исследований докладывались:
на научно-практической конференции молодых ученых, специалистов и студентов ТюмГНГУ, май 2005 г.;
Ш-ей научной школе молодых ученых «Теплофизика, гидрогазодинамика, теплотехника» при Тюменском государственном университете, возглавляемой профессором Шабаровым А.Б., май 2007 г.;
- Международной научно-технической конференции «Безопасность
морских объектов» (SOF-2007), Москва, 30-31 октября 2007 г.;
- IV Международной учебно-научно-практической конференции
Уфимского государственного нефтяного технического университета,
г. Уфа, декабрь 2008 г.;
- Ш Всероссийской научно-технической конференции «Безопасность
критичных инфраструктур и территорий», УрО РАН, ^Екатеринбург, 2009 г.;
- НТС Тюменского государственного нефтегазового университета, февраль 2010 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 в журналах, рекомендованных ВАК России.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, 4-х разделов, основных выводов и списка использованной литературы, содержащего 93 наименования. Работа написана на русском языке, изложена на 120 страницах, содержит 7 таблиц и 15 рисунков.
