Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В настоящее время наметился переход от освоения запасов нефти и газа суши к разработке морских залежей углеводородов. Добыча нефти на шельфе широко распространена за рубежом - в Норвегии, Великобритании, Соединенных Штатах Америки, Франции, в результате чего этими странами накоплен большой опыт по разработке и освоению морских месторождений.
Однако, сооружение сложных технических объектов по добыче и транспортировке углеводородов в условиях открытого моря по прежнему является серьезным вопросом с точки зрения обеспечения их качества.
Это связанно в первую очередь с тем, в каких природных условиях происходит весь цикл работ, а также с контролем и управлением организационными, техническими, человеческими и другими группами факторов. Кроме того, необходимо учитывать высокую уязвимость акваторий, в которых производится нефтедобыча. В свою очередь это накладывает серьезные экологические требования к обеспечению надежности работы как добывающих, так и транспортных систем морского нефтепромысла. В результате этого, с одной стороны - многофакторность решаемой задачи и сложность контроля и управления параметрами процесса сооружения объектов морской нефтедобычи, а с другой стороны - высокая степень ответственности за их надежность и исполнение создают ряд рисков, для управления которыми необходимо разработать специализированную систему управления качеством процессов при сооружении объектов нефтегазового комплекса в море.
Степень разработанности проблемы. Поскольку в Российской Федерации относительно интенсивное освоение морских месторождений началось сравнительно недавно и имеет широкие перспективы в будущем, то представляемый вопрос является крайне важным.
До последнего времени в России отсутствовали серьезные нормативные документы государственного и международного уровня по рассматриваемому вопросу. При реализации любых нефтегазовых проектов на шельфе использовался зарубежный опыт, который не всегда может быть применим в условиях нашей страны. Таким образом, создание системы управления качеством процесса сооружения морских объектов нефтегазового комплекса с учетом более суровых условий окружающей среды и повышенной экологической уязвимости зон перспективной нефтедобычи на Российском шельфе представляется актуальным. Здесь следует отметить, что одной из самых уязвимых систем морских нефтепромыслов является транспортная, поскольку на долю нефтепроводов приходиться до сорока процентов выбросов нефти в окружающую среду. Вследствие этого необходимо в первую очередь при разработке вопроса управления качеством процесса сооружения морских объектов нефтегазового комплекса уделять наибольшее внимание проблеме обеспечения качества процесса сооружения морских промысловых нефтепроводов.
Рассматривая представленный вопрос в региональном плане, следует отметить то, что подавляющая часть запасов углеводородов, находящихся на суше Калининградской области, исчерпана, в связи, с чем разработка морских залежей (в которых сосредоточено до 50% запасов нефти по региону) крайне перспективна. Все это совместно с географическими особенностями региона, развитой инфраструктурой нефтегазового комплекса, а также с учетом опыта и рядом новых технических проектов по освоению месторождений акватории южной Балтики компанией ООО «Лукойл-Калининградморнефть» открывает перспективы по исследованию и разработке вышеобозначенных проблем управления качеством процесса сооружения подводных нефтепроводов.
Цель исследования: Целью исследования является разработка системы управления качеством процесса сооружения подводного нефтепровода на шельфе Балтийского моря на основе исследования уровней качества поставки и хранения оборудования, материалов и качества проведения строительных и сварочных работ. В качестве характерного примера избран нефтепровод от НСП «Романово» к МЛСП «Д-6», сооруженный компанией ООО «Лукойл-Калининградморнефть».
Задачи исследования:
-
Проанализировать этапы процесса сооружения подводного нефтепровода от НСП «Романово» к МЛСП «Д-6» и выявить основные внешние и внутренние факторы, повлиявшие на качество процесса.
-
Установить наиболее дефектоносные процессы, влияющие на качество и надежность сооружаемой технической системы.
-
Разработать методику выявления и анализа несоответствий при сооружении морского нефтепровода на шельфе Балтийского моря.
-
Разработать алгоритм по оценке влияния внешних и внутренних параметров процесса сооружения на качество подводных нефтепроводов в исследуемой акватории.
-
Разработать методику управления качеством процессов сооружения морских нефтепроводов в условиях Балтийского моря.
-
Исследовать и оценить степень влияния несоответствий уровня качества на уровень риска сооружения и эксплуатации подводного нефтепровода для природной среды.
Объект исследования: система управления процессом сооружения подводного нефтепровода, предмет исследования: изменение уровня качества сооружаемого нефтепровода в зависимости от видов и последствий несоответствий процессов и материалов.
Методы исследований. В диссертационной работе использовались методы математической статистики, планирования эксперимента, моделирования процессов, а также методы экспертных оценок, FTA, HAZOP, FMEA- анализы, нормировка векторов, метод главных компонент и другие инструменты по управлению качеством.
Научная новизна: Состоит в том, что впервые был разработан алгоритм управления качеством процесса сооружения подводного нефтепровода на этапе реализации сварочных технологий, заключающийся в применении последовательного анализа причин возникновения несоответствия на различных этапах сварки с помощью использования комплексного подхода (FTA, HAZOP, FMEA) и последующей обработки полученных фактических и экспертных данных с использованием нормированных векторов и метода главных компонент с целью получения объективной информации о качественных характеристиках сварного соединения.
Практическая значимость: Полученные результаты нашли практическое применение в разработке с непосредственным участием диссертанта компанией ООО «Лукойл-Калининградморнефть» внутреннего документа – «Практические рекомендации по управлению качеством сварочных процессов при сооружении подводного нефтепровода диаметром 273 мм».
Положения, выносимые на защиту:
-
Методика анализа и выявления основных показателей качества и элементов по их управлению при процессе сооружения подводного нефтепровода.
-
Методика проведения комплексного анализа процесса сооружения подводного нефтепровода на основе использования трех методов менеджмента риска (FTA, HAZOP, FMEA - анализы) с целью выявления основных базовых элементов управления, влияющих на качество стыкового соединения, последующего установления взаимосвязей между ними, их группировки по подпроцессам и выявления наиболее дефектоносного из них на различных этапах работ по сооружению морского нефтепровода.
-
Алгоритм управления уровнем дефектности соединения на основе контроля и управления вероятностью возникновения и вероятностью обнаружения дефектов на различных этапах процесса сварки.
-
Метод установления вероятности возникновения дефектов с использованием нормированных векторов и метода главных компонент.
-
Методика управления вероятностью обнаружения дефектов стыкового соединения различными методами неразрушающего контроля посредством увеличения их точности.
-
Метод установления взаимосвязи между уровнем дефектности соединения и степенью риска его разрушения, с последующей оценкой экологических последствий.
Реализация результатов работы: Основные положения диссертационной работы и результаты исследований автора докладывались, обсуждались и были положительно оценены на следующих научных конференциях: 66-ая международная конференция «Нефть и Газ», РГУНГ им. И.М. Губкина, Москва, 2012 г.; 9- ая Всероссийская конференция «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», РГУНГ им. И.М. Губкина, Москва, 2012 г.; 67-ая международная конференция «Нефть и Газ», РГУНГ им. И.М. Губкина, Москва, 2013 г.
Публикации. В ходе выполнения диссертационной работы опубликовано шесть научных статей, в том числе три из них в изданиях, входящих в перечень ВАК.
Структура работы. Диссертация состоит из одного тома, включающего введение, три главы, общие выводы по работе, список литературы, представленный 103 источниками, а также 10 приложений. Общий объем работы составляет 190 страниц и включает в себя вместе с приложениями 47 рисунков и 33 таблицы.
