Введение к работе
Актуальность работы. Основной задачей при работе магистральных нефтепроводов является, помимо обеспечения требуемой производительности, обеспечение надежности линейной части магистрального нефтепровода (МН) с целью предотвращения утечек нефти при авариях, которые приводят к загрязнению окружающей среды. Особенно актуальным это становится в настоящее время, т.к. около 30% нефтепроводов выработали свой ресурс и нуждаются в обновлении. Около 50 % нефтепроводов проработали свыше 15 лет. Увеличение возраста нефтепроводов и проводит к росту числа разрушений металла труб вследствие циклических нагрузок и коррозии. По данным АК "Транснефть" на 1000 км нефтепроводов приходится 4 +5 аварий в год. Причем вероятность возникновения аварий от внешних воздействий коррозии достигает 90 %. Следует отметить, что хотя абсолютное количество аварий сократилось за последние 10 лет с 20 до б +7 в год, относительная доля аварий возросла за этот же период на 20 %. С одной стороны это приводит к необходимости проводить реконструкцию линейной части, с другой - следует до наступления аварий иметь методы и способы, позволяющие в короткий срок оценить тяжесть аварии, рассчитать время ее ликвидации и определить необходимые средства. Следует также иметь в виду, что в последнее время резко возросли штрафные санкции со стороны государства за нанесение экологического ущерба.
Исследованию вопросов ремонтно-восстановительного обслуживания магистральных нефтепроводов посвящено значительное количество работ Алиева Т.М., Антипьева В.Н., Ахатова Ш.Н., Байкова И.Р., Березина В.Л., Бородавкина П.П., Векштейна М.Г., Веремеенко А.А., Галеева В.Б., Галлямова А.К., Галюка В.Х., Гумерова А.Г.,
Донец К.Г., Забелы К.А., Зоненко В.И., Иванова В.А., Кима СИ.. Куликова В.Д., Кумылганова А.С, Лыщенко Л.З., Мавлютова P.M., Макаева Ф.Г., Малюшина Н.А., Минаева В.И., Новоселова В.В., Новоселова В.Ф., Ращепкина К.Е., Сайдашева М.А.,Свиридова А.Т.,Сидорова Н.В.,Смирнова В.А.,Сощенко А.Е., Столярова Р.Н., Тронова В.Н., Тугунова П.И., Хретинина И.С, Черняева В.Д., Черняева К.В., Шаммазова A.M., Юфина В.А., Ясина Э.М., Яковлева Е.И. и др.авторов.
Интенсивное строительство в70-е и 80-е годы и многолетний опыт эксплуатации магистральных нефтепроводов и других инженерных сооружений в условиях Западной Сибири позволили накопить обширный материал и множество разнородных фактов, свидетельствующих о значительном взаимном влиянии природной среды и системы трубопроводов. Окружающая среда и сооружения выступают как подсистемы единой геотехнической системы. Взаимодействие подсистем нередко является первопричиной критических ситуаций, поэтому представляет не только познавательный интерес, но и государственное значение. Возникла острая необходимость разработки методик для оперативного определения времени, места и объема утечек нефти и разработку мероприятий по прогнозированию остаточного ресурса линейной части, времени и порядка проведения ремонтно-профилактических работ.
Целью диссертационной работы является создание методик расчета величины утечек нефти для повышения надежности линейной части магистральных нефтепроводов.
Основные задачи исследования:
анализ причин аварий линейной части и классификация повреждений;
разработка графа надежности нефтетранспортной системы;
разработка методики оценки утечек нефти при нестационарных режимах перекачки;
анализ влияния изменения параметров на погрешности расчета утечек нефти;
оценка объемов откачиваемой нефти при производстве АВР.
Основные разделы работы выполнялись в соответствии с дирек
тивными документами:
"Энергетической стратегией России", принятой Правительством России в 1994 году;
Программой "Надежность и безопасность трубопроводного транспорта Западной Сибири ", принятой АК " Транснефть" в 1993 г.;
Программой " Высоконадежный трубопроводный транспорт ", -утвержденной в 1993 г. правительствами России и Украины.
Федеральным законом " О промышленной безопасности опасных производственных объектов ", принятым Государственной Думой 20.07.1997.
Научная новизна работы.
Предложена комплексная классификация повреждений, их видов и причин, позволяющая упростить организацию банка дефектов.
Разработана методика расчета величины утечки нефти, основанная на априорной диспетчерской информации об изменении расхода и давления в трубопроводе.
Обоснована возможность использования метода математического моделирования гидравлических параметров с погрешностью расчета 20-30%.
Получены аналитические зависимости для определения утечек
нефти из наклонных и горизонтальных трубопроводов.
Практическая ценность работы заключается в разработке положений по совершенствованию методов контроля и оценки утечек нефти при нарушении герметичности трубопроводов. Рекомендации по установке контрольно-регистрирующих приборов способствуют более оперативному обнаружению утечки и повышению точности проводимых расчетов. Разработанная в диссертационной работе методика по определению величины утечки при различном расположении нефтепровода к горизонту является основой при выборе комплекса технических средств для производства АВР. Проведенные расчеты позволили определить потенциально опасные участки на нефтепроводах Сургутского УМН.
Номограммы и программы вычислений, составленные для ПЭВМ на различных языках, апробированы диспетчерскими службами Сургутского УМН в серии промышленных экспериментов и рекомендованы к применению для различного рода экспресс-расчетов утечек. Основные положения диссертации включены^учебные пособия и производственные инструкции по подготовке к аттестации специалистов нефтепроводного транспорта. Апробация работы.
Основные положения и результаты исследований, представленные в работе, докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских конференциях, семинарах, научно- технических советах различного уровня: международного: - 3 доклада ( Международная научно- практическая конференция "Безопасность жизнедеятельности в Сибири и на Крайнем Севере" г.Тюмень, 1996г; Первый международный Конгресс "Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего" , г. Тюмень , 1996г;
международная научно-практическая конференция "Нефть и газ Западной Сибири" г. Тюмень, ТюмГНГУ,1996г); всероссийского -доклад на научно-технической конференции "Транспорт нефти и газа в Западной Сибири", г. Тюмень , 1996г .
Публикация работы.
По материалам диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы.