Введение к работе
Актуальность проблемы. Система магистральных нефтепроводов бывшего СССР сформировалась кэк следствие особых условий размещения добычи и переработки нефти.
В период до I960 г. основное развитие получили локальные объекты магистрального транспорта в основных районах добычи нефти - Закавказье и Урало-Поволжье. С I960 г, начинает создаваться система транзитных магистральных нефтепроводов.
С перемещением добычи нефти в Западную Сибирь происходит все большее географическое разграничение в размещении добычи и переработки нефти. Последняя, в соответствии с курсом па строительство крупных НПЗ в районах потребления, сосредоточивается в Европейской части страны, на юге Сибири и в Средней Азии.
Результатом такого размещения явилась необходимость переброски крупных потоков нефти в эти районы.
С увеличением добычи нефти в Западной Сибири основным направление- і транспорта становится Европейская част СССР. Строятся сверхдальние транзитные магистральные нефтепроводы диаметром 1200 мм Усть - Балык - Курган - Уфа - Альметьевск, Нижневартовск -Курган - Куйбышев, вводится вторая очередь системы магистральных нефтепроводов "Дружба" диаметром 1000-1200 мм, нефтепроводы, обеспечивающие доставку нефти на нові іе крупные НПЗ н экспорт, в том числе, Куйбышев - Лисичанск (1200мм) и Куйбышев - Тихорецкая.
В 1980-88 гг. сооружаются северные трансконтинентальные направления Сургут - Полоцк н Холмогоры - Клин, замкнувшие сеть магистральных нефтепроводов в единую систему нефтесн; Зжения страны.
Наряду с развитием единой системы, достраиваются и расширяются локальные протяженные объекты из других районов добычи.
За 20 лет (60-80-е гг.) объем перекачки вырос вдвое, грузооборот - в 5 раз, протяженность нефтепроводов составила 65 тыс. км.
С учетом ввода в 60-80-х годах в стране в основном нефтепроводов большого диаметра экономик., трубопроводного транспорта имела положительную тенденцию развития: снижены удельные затраты электроэнергии на единицу грузовой работы и себестоимость перекачки.
Сложившаяся система обладала следующими отличительными особенностями:
гидравлической связанностью;
высокой загрузкой;
монопродуктивностью.
Данные особенности явились следствием истории развития всей нефтяной промышленности как единой унитарной системы и содержат в себе как преимущества, так и недостатки.
Преимущества заключались в экономии капиталовложений на создание сети, низкой себестоимости перекачки, хорошей маневренности в отношении приема и поставки нефти.
Главный недостаток связан с низкими резервными возможностями сети, что вызывает необходимость обеспечения качества поставок ценой постоянного оперативного вмешательства б режимы отдельных нефтепроводов, ограничением возможностей эксплуатационного обслуживания и, как следствие, ухудшением надежности оборудования.
На современном этапе функционирование системы нефтепроводов ироисхрдит в принципиально новых экономических и политических условиях. В связи с разделением трубопроводов по территориальной принадлежности между государствами - членами СНГ Российская акционерная компания по транспорту нефти "Транс-нефіь" (бывшая Главтранснрфть) объединила 12 производственных
предприятий магистральных нефтепроводов, расположенных на территории России. Компания по трубопроводному транспорту нефти выполняет функции по транспорту и хранению нефти, добывающие предприятия заключают договоры напрямую с потребителями.
Особенностями серьезных изменений условий функционирования трубопроводного транспорта за последние несколько лет следует признать ряд негативных технологических явлений, связанных:
со снижением объемов перекачки, ведущим к значительной недогрузке отдельных направлений транспорта яефти, работе основного технологического оборудования на н-оптимальных режимах с низким к.п.д., простаиванию многих нефтеперекачивающих станций;
со значительным ограничением приема нефти внутренними потребителями, что вызывает уменьшение загрузки нефтепроводов, соответственно снижение скорости перехачки, выпадение воды и развитие коррозионных процессов; максимальную загруженность резервуарно-го парка, что препятствует плановому проведению ремонтных работ на трубопроводах;
с необходимостью большой маневренности по направлениям и по условиям поставки в условиях формирования нефтяного рынка,- что делает недостаточными существующие пропускные способности, которые могли являться избыточными в условиях жесткого планового хозяйства;
со старением оборудования;
с возрастанием требований к ологической безопасности и резким ростом штрафов за последствия аварий..
Отдельными аспектами рассматриваемой в работе проблемы занимался широкий круг ученых и специалистов практически во всех научных учреждеї иях. имеющих отношение к нефтяной
промышленности. Среди них можно отметить научно-исследовательские: ВНИИ, ВНИИгаз, РНИИОЭНГ, ВНИИСТ, ИПТЭР; проектные : Гияротрубопровод, АО Гипронефтегаз, ТатНИПИнефть, БашНИПИнефть; учебные : ГАНГ им. Губкина, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Тюменский государственный нефтяной технический университет, Башкирский государственный университет, Азербайджанский институт нефти и химии имени Азизбекова, Ухтинский индустриальный институт « другие.
Функционирование системы магистральных нефтепроводов требует постоянного решения задачи обеспечения требуемой высокой надежности нефтеснабження в условиях невозможно ли ее обеспечения (в условиях постоянного недостатка гощностей) без ущерба для эксплуатационной надежности оборудования и необходимости компенсировать этот ущерб ценой значительных трудозатрат.
Поэтому актуальной является разработка комплекса мероприятий, позволяющих разрешить эту напряженную ситуацию. Разработка таких мероприятий на системном и объектном уровне является целью настоящей диссертационной раиоты, в которой решаются следующие задачи:
системный анализ проблемы надежности сети магистра ьных нефте-проводов, формирование направлений повышения надежности нефтеснабження;
разработка методов управления развитием н размещением резервов производственной мощности (включая размещение новых технических средств) в системе нефтеснабження;
формирование методов оперативного управления надежностью неф-тепроводного транспорта;
разработка системы профилактик магистральных нефтепроводов;
создание методов оптимального управления запасам» в соответствии со ступенями иерархии управления;
обоснование эксплуатационных мероприятии в смежных подсистемах (системы промыслового сбора нефти), обеспечиваючшх снижение наиболее массовых проявлений отказов - коррозионных отказов труб;
формирование взаимосогласованной системы нормативов надежности, обеспечивающей согласование оптимальных требований к надежности на различных ступенях управлення нефтепроводами.
Науная нооизна диссертации состоит в создании научно-практических основ повышения эффективности функционирования- магистрального нефтеправодкого транспорта на базе комплексного и системного повышения его надежности. Основными'элементами научной новизны диссертации, формирующими соответствующие научно-методические основы, явля-этся:
система услозий оперативного управления магистральными нефтепроводами по уровням территориально-производственной, временной и ситуативной иерархии;
способы включения управления надежностью в систему оперативного управления магистральными нефтепроводами;
методы оптимального управления размещением резервов производственной мощности нефтепроводов (пропускных способностей, резер-вуарных парков, запасов нефти), согласованные с условиями развития системы;
- методы планирования режимов профилактического обсл} кивания
нефтепроводов н проведения системы эксплуатационных мероприятий
по предупрежден ю массовых коррозионных отказов;
- методы размещения систем диагностики, согласованные с требованиями эффективности и надежности различных объектов нефтепро-водного транспорта;
- принципы нормировании надежности системы магистральных
нефтепроводов.
На защиту выносятся результаты научного обобщения разработок в области повышения эффективней работы системы магистральных нефтепроводов на основе повышения основного показателя качества их функционирования - надежности нефтеснабжения.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Основными практическими результатами работы являются разработанные:
- структура функций оперативного управления режимами системы
нефтеснабжения;
- комплексная система плановых и эксплуатационных мероприятий
повышения надежности нефтеснабжения;
взаимосогласованные нормативы надежности системы нефтеснабжения.
Результаты работы включены в "Методические указания по расчету производственной мощности действующих'магистральных нефтепроводов (Миниефтепром,1988)", "Нормы технологического проектирования магистральных нефтепроводов" ВНТП- 2, "Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов" (М.: Недра, 1979), а также в целый ряд отраслевых руководящих документов (приведенных в библиографии настоящего реферата), регламентирующих все виды ремонтных работ на магистральных нефтепроводах.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
Всесоюзном совещании" Проблемы применения энергии и механизации трудоемких процессов при ликвидации аварий."-г. Уфа, 1977; _
научно-техническом семинаре "Методы оценки и пути повыше-ния качества сварных труб и надежности нефтегазопроводов" -г.Уфа,1978;
научной конференции "Состояние научно-исследовательских работ в решении проблем по комплексным программам нефтегазовой промышлеиности,,-г.Уфа, 1979;
Международном семинаре "Методические вопросы исследования надежности больших систем э"ергетики" - ПНР, г. Яблона, 1986;
Международном семинаре "Проблемы сбора, подготовки и магистрального транспорта нефти" - г. Уфа, 1988;
Международной конференции ША "Conference On Natural Resource Development-Crude Oil Sector. "- Москва, 1992.
Международном семинаре " Трубопроводный транспорт нефти в бывшем СССР". - США, ХЬЮСТОН, 1992, 1993;
Международной конференции по инвестициям в нефтеперерабатывающую промышленность в бывшем СССР. Институт Адама Смита, Лондон, 1993.
Структура работы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Содержание изложено на 430 страницах машинописного текста, 53 рисунках и 25 таблицах. Библис рафия включает 214 наименований.
Публикация работы. По теме диссертации опубликована 41 печатная работа.