Введение к работе
Актуальность темы работы. Безопасная эксплуатация нефтяных месторождений зависит от выполнения целого ряда условий и технических мероприятий. В это понятие включается не только безаварийная эксплуатация (в смысле крупных техногенных аварий с серьезными экологическими последствиями, человеческими жертвами или опасностью для жизни людей), но и стабильность производственных показателей, надежность работы оборудования и энергообеспечения. Поэтому повышение уровня промышленной безопасности нефтедобычи подразумевает проведение целого комплекса технических и организационных мероприятий, включающих меры по увеличению межремонтного периода эксплуатации оборудования промысла, повышению качества ремонтных и профилактических мероприятий, постоянный контроль технического состояния оборудования и т.п.
Проблемы промышленной безопасности в нефтедобыче постоянно усугубляются вследствие неудовлетворительного состояния основных производственных фондов нефтедобывающих предприятий. В целом по нефтедобывающей промышленности степень износа основных производственных фондов составляет более 60%, а по отдельным нефтяным компаниям достигла 70% и продолжает расти.
Существенно вырос фонд бездействующих скважин, превысив четверть эксплуатационного фонда, что привело к разбалансированию систем разработки месторождений, выборочной отработке запасов нефти. В конечном счете, все это ведет к безвозвратным потерям части извлекаемых запасов.
Кроме перечисленных проблем, большое значение имеют организационно-технические вопросы - планирование ремонтно-восстановительньгх работ, численность и оснащение ремонтных служб, оптимизационные мероприятия по подбору и замене оборудования. При разработке подобных мероприятий необходимо использовать математические модели процессов, разработке которых также посвящены разделы диссертационной работы.
Цель диссертационной работы:
Создание научно обоснованной системы планирования замены нефтегазового оборудования, позволяющей повысить надежность эксплуатации и минимизировать стоимость его эксплуатации, с учетом закономерностей распределения отказов технологического оборудования нефтедобычи и их интенсивности в пределах разрабатываемого месторождения.
Задачи исследований:
-
Разработка принципов оптимизации сроков замены насосно-силового оборудования для повышения надежности работы нефтяных промыслов.
-
Создание и апробация унифицированных математических моделей прогнозирования интенсивности отказов ЭЦН и ШГН.
-
Разработка способов локализации на территории нефтяных месторождений зон с аномально высокой аварийностью оборудования.
-
Создание методики прогнозирования основных типов отказов насосно-силового оборудования в зависимости от условий его эксплуатации.
-
Разработка методики прогнозирования развивающихся отказов по изменению дебитов скважин.
Методы решения задач При решении поставленных задач и обработке промышленной технологической информации использовались вероятностно-статистические методы и методы теории дифференциальных уравнений.
Научная новизна заключается в следующем:
-
Созданы математические основы и разработаны рекомендации по оптимальным срокам замены оборудования нефтегазодобычи.
-
Разработана методика распознавания аномальных зон разработки нефтяных месторождений, предрасположенных к повышенной аварийности оборудования.
3. Разработана математическая модель прогнозирования времени наработки на отказ насосно-силового и технологического оборудования, учитывающая как условия эксплуатации, так и его конструктивные и качественные показатели.
На защиту выносятся результаты научных разработок в области создания методов повышения надежности эксплуатации технологического оборудования нефтедобычи и обеспечения безопасности работы объектов нефтяных месторождений.
Практическая значимость и реализация работы
Разработаны методы математической обработки баз данных мониторинговых систем нефтепромыслов, позволяющие прогнозировать сроки возникновения дефектов нефтепромыслового оборудования, определять характерные зоны месторождений, подверженных повышенному риску возникновения дефектов определенного типа. Результаты расчетов могут применяться для планирования ремонт-но-восстановительных работ на нефтедобывающем оборудовании нефтепромыслов.
Результаты исследований применяются в практической работе предприятий ТНК-ВР. Методика проведения оптимальных замен оборудования внедрена в ОАО «Варьеганнефтегаз» с годовым экономическим эффектом в размере 2122 тыс. руб.
Апробация работы Международный круглый стол «Развитие компетенций в области проведения HAZOP и PHSER» (г. Москва, 13 января 2008 г.), научно-практическая конференция «Геоэкологические и инженерно-геологические проблемы развития гражданского и промышленного комплексов города Москвы» (г. Москва, 15-17 апреля 2008 г.), международный круглый стол «Принципы безопасного размещения зданий с персоналом на опасных производственных объектах» (г. Москва, 24 июля 2008 г.), международный круглый стол «Статус по технологической безопасности и анализам HAZOP/PHSER на проектах ТНК-ВР» (г. Москва, 23 сентября 2008 г.),
международный круглый стол «Северная группа лицензионного участка Каменное. Расположение и анализ HAZOP» (г. Нягань, 24-28 ноября 2008 г.), международный круглый стол «HAZOP проекта электростанции собственных нужд ОАО СП Варьеганнефть» (г. Нижневартовск, 6-9 апреля 2009 г.), IX международная конференция «Новые идеи в науках о земле» (г. Москва, 14-17 апреля 2009 г.), международный круглый стол «Методические указания по оценке последствий аварий с выбросом опасных веществ на типовых нефтегазовых опасных производственных объектах ТНК-ВР» (г. Москва, 10 июня 2009 г.), международный круглый стол «LEADERSHIP &MANAGEMENT OF HAZOP STUDIES» (г. Лидс, 14-16 сентября 2009 г.), международный круглый стол «Организация и проведение HAZOP (Анализа опасности и работоспособности) электростанций собственных нужд и объектов энергетики ТНК-ВР» (г. Москва, 23 сентября 2009 г.).
По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 5 статей и 4 тезиса на межрегиональных научно-технических конференциях.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций; содержит 153 страницы машинописного текста, 18 таблиц, 38 рисунков, библиографический список использованной литературы из 139 наименований.
