Введение к работе
Актуальность исследования
В настоящее время протяженность магистральных газопроводов, эксплуатируемых ОАО «Газпром» - основной компании осуществляющей поставки газа на территории Российской Федерации составляет 153 тыс. км. При этом потери газа по данным ОАО «Газпром» достигают 1,4 % от годового объема добычи, из них 95% приходится на трубопроводный транспорт. Значительная часть этих потерь обусловлена аварийностью на магистральных трубопроводах. Несмотря на то, что количество аварий на линейной части магистральных газопроводах за первое полугодие 2003 года снизилось на 17.6% по сравнению с аналогичным периодом 2002 года и составило 14 аварий, все же потери природного газа превысили 42 млн. м3. Более того, нанесен материальный ущерб в размере 47.5 млн. руб.
Магистральные трубопроводы относятся к объектам повышенного риска, их опасность определяется совокупностью опасных производственных факторов: процесса транспортировки и свойств транспортируемого продукта. При добыче, очистке и транспортировке нефти и газа создается сложная природно-техническая система. Эта система воздействует на природную среду, активизируя многие негативные процессы и явления, и сама подвергается негативным воздействиям со стороны природной среды. Такие воздействия являются чаще всего геодинамическими, обусловленными движениями земной коры.
Прокладка магистральных трубопроводов может происходить в зонах нетронутого массива горных пород и в подработанном массиве, то есть в зонах влияния подземных выработок, где развиваются процессы сдвижения и деформации горного массива и земной поверхности, оказывающие негативное влияние на состояние трубопроводов. Это влияние усугубляется также наличием в земной коре активных разломов, в зоне влияния которых характер деформаций трубопроводов мало изучен. Вместе с тем, по данным ВНИМИ, большинство аварий на газопроводах сосредоточены в зонах влияния активных разломов земной коры различного ранга. При этом внутренние (технические) причины аварий сочетаются с внешними, связанными с влияниями окружающей среды, действуют совместно, и внешние причины зачастую порождают и ускоряют внутренние. В сейсмоактивных зонах негативные внешние воздействия на трубопровод могут многократно возрасти.
При проектировании, строительстве и эксплуатации трубопроводов крайне важно предварительно оценить опасность и риск проявлений всей совокупности внешних воздействий в сочетании с внутренними причинами возникновения аварийных ситуаций.
Недостаточная изученность указанных проблем, отсутствие норм и правил, регламентирующих необходимость учета геодинамических факторов и оценки риска их воздействия при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов, свидетельствуют об актуальности темы исследования.
' И)& НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА
Целью исследования является разработка методики оценки опасности воздействия геодинамических явлений при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов, проходящих по территории горных отводов нефтегазовых месторождений, на основе возникновения в них опасных деформаций.
Задачами исследования является:
анализ существующих методов расчета опасных деформаций трубопроводов, возникающих под действием внутренних и внешних сил, и методов оценки опасностей возникновения аварийных ситуаций с целью выбора наиболее эффективных;
установление природы геодинамических явлений по трассе газопровода «Голубой поток» на территории Краснодарского края в пределах горных отводов нефтяных и газовых месторождений;
оценка вероятных деформаций земной поверхности по трассе газопровода под влиянием геодинамических явлений;
оценка опасных деформаций, возникающих в трубопроводе под влиянием сейсмических воздействий;
оценка опасностей возникновения аварийных ситуаций по трассе газопровода.
Методы исследования
В диссертационной работе использованы методы теории вероятности и математической статистики и научных обобщений в области информации об авариях в техногенных и природных ситуациях, методы и положения теории рисков, катастроф, строительной механики.
Научное значение работы состоит в выделении на основе анализа горногеологических условий группы геодинамических факторов, влияющих на газопровод, разработке методов расчета деформаций земной поверхности, возникающих под влиянием этих факторов и проложенного по ней газопровода, выборе методов оценки уровней опасности по трассе газопровода.
Научная новизна работы состоит:
в анализе горно-геологических условий отработки нефтяных и газовых месторождений в пределах их горных отводов по трассе газопровода и выделении группы значимых геодинамических факторов, (активные тектонические разломы, деформации земной поверхности от влияния горных работ, сейсмическое воздействие), которые могут вызвать опасные деформации в газопроводе;
в установлении закономерностей распределения вероятных деформаций земной поверхности по трассе газопровода, учитывающих совместное влияние значимых геодинамических факторов;
в установлении значений предельных деформаций газопровода, возникающих под влиянием деформаций земной поверхности и действием внутренних сил;
в оценке уровней опасности от влияния геодинамических явлений, основанная на определении вероятности превышения допустимых и предельных деформаций земной поверхности под влиянием добычи нефти и газа, влиянием активных тектонических разломов, сейсмического воздействия на трубопровод.
Практическая ценность работы заключается в разработке Методики оценки уровней опасности от влияния геодинамических явлений и практическом внедрении ее на предприятиях ООО «Кубаньгазпром».
Личный вклад автора состоит в постановке задачи исследований, анализа горно-геологических условий проявления геодинамических факторов, разработке методики расчета вероятных деформаций земной поверхности по трассе газопровода, методики расчета деформаций газопровода в зоне влияния геодинамических факторов, метода оценки уровня опасностей по трассе газопровода
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на: Всероссийских семинарах-совещаниях по охране недр (г.Анапа 1996 г, г.Анапа 2G02 г., г. Анапа 2003 г.); на 9 Всероссийском семинаре-совещании руководителей по надзору за магистральными трубопроводами территориальных органов Госгортехнадзора России и специалистов предприятий магистрального трубопроводного транспорта (г. Уфа, 2001 г.); на 10 Всероссийском семинаре-совещании руководителей по надзору за магистральными трубопроводами территориальных органов Госгортехнадзора России и специалистов предприятий магистрального трубопроводного транспорта (п. Кабардинка, Краснодарского края, 2002 г.); на 11 Всероссийском семинаре-совещании руководителей по надзору за магистральными трубопроводами территориальных органов Госгортехнадзора России и специалистов предприятий магистрального трубопроводного транспорта (г. Самара, 2003 г.);
Структура и объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, четырех глав, заключения и приложений, изложена на 189 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка, 27 таблиц, список литературы из 94 наименований.
