Введение к работе
Актуальность работы
Для современных магистральных нефтепродуктопроводов характерно объединение многих технологических процессов приема, перекачки и сдачи нефтепродуктов в единый комплекс, что требует координации диспетчеризации товаротранспортных операций и управления технической эксплуатацией нефтепродуктопроводов.
Эксплуатируемые магистральные нефтепродуктопроводы потенциально подвержены срыву из-за чувствительности к многочисленным возмущениям объективного и субъективного характера. Это внешние возмущения, связанные с отказами в подсистемах поставщика и потребителя нефтепродуктов, энергоснабжения, а также внутрисистемные возмущения, связанные с отказами конструктивных элементов системы и переходами на другие технологические режимы работы.
Поэтому на практике осуществляется контроль конструктивной и функциональной надежности нефтепродуктопроводов. Контроль надежности нефтепродуктопроводов осуществляется для целенаправленного воздействия на условия и факторы, влияющие на эффективность функционирования системы.
Под контролем надежности нефтепродуктопроводов понимается совокупность операций, включающих количественную оценку показателей надежности, оценку уровня надежности и полноты выполнения организационно-технических мероприятий и принятия управленческих решений.
В настоящее время разработаны и внедрены методы установления номенклатуры единичных и комплексных показателей надежности и их количественной оценки по статистическим данным. Разработанные методы базируются на квалиметрии, объединяющей количественные методы оценки качества, для обоснования решений, принимаемых при управлении качеством и стандартизацией.
Открытыми остаются вопросы оценки показателей конструктивной надежности магистральных нефтепродуктопроводов по результатам физико-технического анализа и диагностики собственно трубопроводов, а также показателей надежности функционирования нефтепродуктопроводов как сложных систем с учетом внутрисистемных и внешних возмущений.
Таким образом, совершенствование методов контроля надежности магистральных нефтепродуктопроводов является актуальной задачей повышения эффективности их функционирования.
Цель работы - повышение эффективности функционирования магистральных нефтепродуктопроводов путем усовершенствования методов контроля надежности на основе квалиметрического подхода.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:
-
Анализ современного состояния контроля конструктивной и функциональной надежности нефтепродуктопроводов;
-
Совершенствование методов оценки конструктивной надежности нефтепродуктопроводов по параметру потока отказов (аварий и повреждений);
-
Разработка интегрированной системы контроля качества труб и надежности нефтепродуктопроводов;
-
Разработка методов оценки и анализа надежности функционирования нефтепродуктопроводов.
Методы решения поставленных задач
При решении поставленных задач были использованы подходы и методы теории квалиметрии и надежности сложных систем, анализа физики отказов, результатов диагностики и статистических данных отказов магистральных нефтепродуктопроводов.
Научная новизна результатов работы:
- аналитическая зависимость параметра потока отказов от начального (проектного) запаса работоспособности и внутреннего давления на участке нефтепродуктопровода с учетом диагностики и ремонта;
- интегрированная система контроля качества труб и надежности нефтепродуктопроводов для технического регулирования в области установления и исполнения технических требований и оценки соответствия;
- формула расчета допустимого окружного напряжения в стенке труб нефтепродуктопровода в зависимости от частоты отказов и нормативных значений коэффициентов, используемых при расчете трубопроводов на прочность;
– аналитическая зависимость вероятности выполнения задания по перекачке нефтепродукта от резерва производительности, необходимая для оценивания надежности функционирования нефтепродуктопровода;
– формула расчета резерва полезной (товарной) емкости резервуарного парка в зависимости от продолжительности вывода части резервуаров из эксплуатации и показателя надежности обеспечения резервуарной емкостью для выполнения требуемого объема перекачки нефтепродукта.
На защиту выносятся:
методы оценки конструктивной надежности нефтепродуктопроводов по параметру потока отказов;
интегрированная система контроля качества труб и надежности нефтепродуктопроводов;
методы оценки и анализа надежности функционирования нефтепродуктопроводов.
Практическая ценность результатов работы заключается в повышении эффективности функционирования магистральных нефтепродуктопроводов путем улучшения системы контроля их надежности, а именно, методами оценки и анализа параметра потока отказов, показателей качества функционирования сложной системы и вероятности выполнения задания по перекачке нефтепродукта на основе квалиметрического подхода.
Достоверность результатов исследования
Достоверность результатов работы подтверждена качественным и количественным соответствием выводов теоретических исследований экспериментальным данным и результатам экспертизы физики отказов. Разработанные методы оценки и анализа надежности подтверждены фактическими данными эксплуатации нефтепродуктопроводов.
Достоверность обеспечивается за счет использования апробированных методов теории вероятности, пластичности и упругости, надежности и безопасности сложных технических систем.
Разработанные стандарты организации внедрены в ОАО «АК «Транснефтепродукт» и ОАО «Гипровостокнефть».
Апробация результатов работы
Основные положения и результаты работы докладывались на научно-техническом семинаре «Актуальные вопросы нефтегазовой отрасли в области добычи и трубопроводного транспорта углеводородного сырья»
(г. Уфа, январь 2009 г.), научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «АК «Транснефтепродукт» (г. Москва, декабрь 2010 г.), Международных научно-практических конференциях «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (г. Уфа, 2009-2011 гг.), всероссийских научно-практических конференциях «Энергоэффективность. Проблемы и решения» (г. Уфа, 2009-2011 гг.).
Публикации
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 19 научных трудах, в том числе в 4 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, включающего 110 наименований. Работа изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 16 рисунков, 17 таблиц.
