авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Организационно-технологическая система обеспечения эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов

-- [ Страница 1 ] --

УДК 622.692.4 На правах рукописи

Гаспарянц Рубен Саргисович

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ

МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

Специальность 25.00.19 – Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Уфа 2008

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Инжиниринговая нефтегазовая компания Всероссийский научно-исследовательский институт по строительству и эксплуатации трубопроводов, объектов ТЭК» (ОАО ВНИИСТ)

Официальные оппоненты: – доктор технических наук, профессор Халлыев Назар Халлыевич – доктор технических наук, профессор Мустафин Фаниль Мухаметович – доктор технических наук, доцент Каравайченко Михаил Георгиевич
Ведущая организация – ОАО «Институт Нефтепродуктпроект»

Защита диссертации состоится 26 сентября 2008 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов»
по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП «Институт проблем транспорта энергоресурсов».

Автореферат разослан « ___ » ___________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Магистральные нефтепроводы (МН) в экономике страны занимают одну из ключевых позиций. Вопросы обеспечения надежной и безопасной эксплуатации магистральных нефтепроводов затрагивают не только систему нефтепроводного транспорта, но и многие другие отрасли, а также существенно влияют на достижение целей, сформулированных в Концепции энергетического развития страны.

Современное состояние нефтепроводного транспорта характеризуется длительным сроком эксплуатации ряда действующих магистральных нефтепроводов при существенном увеличении объемов перекачки нефти и сооружением новых мощных МН, работающих при повышенном давлении. Обеспечение эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов в условиях их длительной эксплуатации, увеличения объемов перекачки и повышения давления становится все более актуальным.

Проблема надежности магистральных нефтепроводов охватывает широкий круг вопросов, таких как анализ условий возникновения повреждений и разработка мероприятий по их предотвращению, анализ фактического технического состояния МН и выбор эффективных способов повышения их надежности и безопасности. В связи с этим объективно необходимым является создание организационно-технологической системы обеспечения эксплуатационной надежности МН, содержащей приоритетные направления достижения цели. Одним из таких приоритетных направлений является обеспечение показателей надежности на стадии проектирования. Качественное проектирование позволяет в последующем существенно снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт МН. Обеспечение требуемых показателей надежности и безопасности может быть достигнуто также на основе применения научно обоснованных типовых проектных и технических решений, в т.ч. с учетом экологической безопасности, и соответствующими техническими требованиями к материалам, изделиям и оборудованию (комплектующим).

Достоверная оценка надежности МН занимает важное место в решении рассматриваемой проблемы. Исходя из конструктивных особенностей МН как сложной технической системы, принимая во внимание то, что МН относятся к опасным производственным объектам, эффективным методом оценки их надежности является вероятностный анализ безопасности (ВАБ).

С учетом того, что трубы, изделия и технологическое оборудование по разным причинам имеют дефекты, развивающиеся в ходе эксплуатации МН, техническое диагностирование объектов трубопроводного транспорта нефти и оценка их технического состояния являются необходимыми элементами обеспечения надежности МН. При этом с целью исключения отказов МН из-за роста дефектов до недопустимых параметров требуется разработка метода расчета труб на прочность и долговечность с учетом фактического уровня дефектности.

Формирование организационно-технологической системы обеспечения надежной эксплуатации МН как опасных производственных объектов предполагает создание и поддержание в актуализированном состоянии базы нормативно-технических документов в виде отраслевого информационного фонда (ОИФ).

Методологической основой решения проблем надежности магистральных нефтепроводов являются работы ведущих специалистов отраслевых институтов (ИПТЭР, ВНИИСТ, ГИПРОТРУБОПРОВОД), академических институтов (ИМАШ им. А.А. Благонравова, ИМЕТ им. А.А. Байкова, ИЭС
им. Е.О. Патона), лабораторий и кафедр высших учебных заведений
(УГНТУ, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина), Центра технической диагностики «Диаскан», специалистов АК «Транснефть», других научных центров страны.

Аналитической основой решения задач по расчету на прочность и долговечность труб МН являются методы механики деформируемых систем, развитые Лякишевым Н.П., Махутовым Н.А., Москвитиным Г.В., Морозовым Е.М., Стекловым О.И., Зайнуллиным Р.С. и другими учеными.

Методы и средства обеспечения надежности и безопасности магистральных нефтепроводов на основе анализа аварий и повреждений действующих МН, современные методы расчета и проектирования, диагностирования и оценки фактического технического состояния, разработанные
Абдуллиным И.Г., Азметовым Х.А., Березиным В.Л., Бородавкиным П.П., Быковым Л.И., Гумеровым А.Г., Гумеровым К.М., Гумеровым Р.С., Иванцовым О.М., Идрисовым Р.Х., Малюшиным Н.А., Пашковым Ю.И.,
Притулой В.В., Самойловым Б.В., Султановым М.Х., Фокиным М.Ф., Халлыевым Н.Х., Ямалеевым К.М., Ясиным Э.М. и другими учеными, позволили создать новые технические и технологические решения, обеспечившие прогрессивное развитие систем магистрального трубопроводного транспорта.

В последние годы наметились новые направления в решении проблемы обеспечения надежности магистральных нефтепроводов, в связи с чем появилась необходимость в их анализе, обобщении и развитии.

Основные научные исследования по диссертационной работе выполнены в рамках:

  • Межгосударственной научно-технической программы «Высоконадежный трубопроводный транспорт», утвержденной правительствами Российской Федерации и Украины в 1993 г.;
  • Концепции повышения надежности объектов трубопроводного транспорта нефти, принятой ОАО «АК «Транснефть»;
  • Государственного инновационного проекта «Магистраль».

Целью диссертационной работы является повышение надежности при эксплуатации магистральных нефтепроводов за счет создания комплексной организационно-технологической системы, включающей методы нормирования технических показателей элементов системы магистральных нефтепроводов, организации проектирования на основе применения типовых проектов, вероятностного анализа безопасности, расчета на прочность и долговечность труб с дефектами, оценки технического состояния объектов магистрального нефтепровода.

Основные задачи исследований

1. Разработать структуру и сформулировать направления развития компонентов организационно-технологической системы обеспечения эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов на всех этапах их жизненного цикла.

2. Усовершенствовать процесс организации проектирования сложных систем трубопроводного транспорта нефти на основе развития методологии типового проектирования и создания системы технических требований к комплектующим материальным ресурсам.

3. Разработать методику расчета напряжений в подземном трубопроводе на пересеченном рельефе местности и метод снижения ущерба окружающей среде при авариях.

4. Адаптировать методологию вероятностного анализа безопасности к задачам повышения эксплуатационной надежности объектов трубопроводного транспорта нефти.

5. Усовершенствовать систему организации технического диагностирования магистрального нефтепровода.

6. Разработать методы расчета труб на прочность и долговечность с учетом фактического уровня дефектности.

7. Разработать систему оценки технического состояния магистральных нефтепроводов.

8. Разработать методологию формирования отраслевого информационного фонда.

Методы решения

При решении поставленных задач использовались методы теории вероятности и математической статистики, методы исследования больших систем, методы механики деформируемых тел.

Для подтверждения выводов и результатов разработанных в работе расчетных методов использованы экспериментальные данные, полученные при опытно-промышленных натурных, стендовых и лабораторных испытаниях.

Научная новизна

1. Разработаны основные принципы обеспечения системной надежности магистральных нефтепроводов на всех этапах их жизненного цикла (предпроектная стадия, проектирование, строительство, эксплуатация).

2. Разработан комплекс технических требований и методы их количественной оценки для труб и других комплектующих материальных ресурсов, учитывающие разброс фактических свойств.

3. Разработан метод повышения экологической безопасности, основанный на оптимальном размещении запорной арматуры на линейной части магистрального нефтепровода. Предложено, с целью повышения экологической безопасности, в качестве критерия оптимальности размещения запорной арматуры использовать минимальный экологический ущерб окружающей среде при авариях.

4. Предложена адаптированная методология вероятностного анализа безопасности применительно к задачам количественной оценки надежности магистрального нефтепровода. Введены качественные и количественные критерии, позволяющие обосновывать безопасность магистрального нефтепровода.

5. Разработана методика определения оптимального интервала времени между диагностическими обследованиями действующих магистральных нефтепроводов.

6. На основании результатов анализа статистических данных по отказам и повреждениям, применения методов и средств диагностирования разработана методология оценки технического состояния объектов магистрального нефтепровода, основанная на систематизации их качественных и количественных характеристик.

7. Разработан метод расчета труб с дефектами на прочность и долговечность, основанный на учете развития дефектов во времени и деформирования труб под действием внутреннего давления. Установлены зависимости предельного давления от вида, геометрии и расположения дефекта, свойств материала, геометрических характеристик трубопровода и условий нагружения.

На защиту выносятся:

- структура и направления развития компонентов организационно-технологической системы обеспечения эксплуатационной надежности МН;

- основные принципы обеспечения показателей надежности магистральных нефтепроводов на стадии проектирования;

- методы повышения промышленной и экологической безопасности магистральных нефтепроводов;

- комплексная система организации диагностирования и оценки технического состояния объектов МН;

- метод расчета труб с дефектами на прочность и долговечность.

Практическая ценность результатов работы

  1. На основе проведенных комплексных исследований предложена организационно-технологическая система обеспечения эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов, базирующаяся на разработанной под руководством и при участии автора нормативной базе, большинство документов которой согласованы с уполномоченными органами государственного надзора, вошли в отраслевой информационный фонд ОАО «АК «Транснефть» и реализованы в системе трубопроводного транспорта нефти.

2. Усовершенствованная методология типового проектирования, способы организации проектирования сложных и уникальных магистральных нефтепроводов, система технических требований к комплектующим были использованы при проектировании магистральных нефтепроводов Восточная Сибирь – Тихий океан (ВСТО), Харьяга – Индига, при расширении Балтийской трубопроводной системы (БТС-2), что позволило сократить временные и ресурсные затраты на проектирование, применить трубы, изделия и технологическое оборудование, отвечающие условиям сооружения и эксплуатации нефтепроводов, обеспечить требуемый уровень эксплуатационной надежности.

3. Методика расчета на прочность подземного трубопровода при пересеченном рельефе местности позволяет выбрать схему прокладки трубопровода, соответствующую нормативным требованиям по прочности и фактическим условиям эксплуатации.

4. Разработанная методика оптимального размещения запорной арматуры на линейной части магистральных нефтепроводов позволяет определить координаты ее размещения исходя из условия обеспечения минимального экологического ущерба окружающей среде при аварии.

5. Методика вероятностного анализа безопасности объектов трубопроводного транспорта нефти позволяет количественно оценить соответствие показателей безопасности установленным требованиям и выявить факторы, вносящие наибольший вклад в указанные показатели.

6. Предложенные системы технического диагностирования и оценки технического состояния магистральных нефтепроводов позволяют установить фактическое техническое состояние объекта, определить методы ремонта и реконструкции.

7. Методология формирования отраслевого информационного фонда позволяет системно обеспечивать проектные, строительные и эксплуатирующие организации и службы магистрального нефтепровода актуализированной нормативно-технической документацией, что способствует достижению высоких показателей надежности и безопасности.

Апробация работы

Основные результаты исследований, представленные в работе, докладывались на:

- II Всесоюзной научно-технической конференции по трубопроводному транспорту нефти и газа (г. Уфа, 1983 г.);

- III Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа» (г. Ивано-Франковск, 1985 г.);

- Всесоюзной конференции «Пути развития научно-технического прогресса в нефтяной и газовой промышленности» (г. Грозный, 1986 г.);

- совместном заседании научно-технических советов Госстроя СССР и Миннефтегазстроя СССР «Проектирование и строительство объектов нефтяной и газовой промышленности в условиях вечномерзлых грунтов» (г. Надым, 1986 г.);

- Международном семинаре «Обеспечение качества строительства газотранспортных систем» (г. Москва, 1997 г.);

- Международном конгрессе СIТОGIС-2000 (г. Москва, 2000 г.);

- семинаре «Неделя высокой нефти» (г. Москва, 2001 г.);

- Второй ежегодной международной конференции «Российский газ»
(г. Москва, 2002 г.);

- Международном трубопроводном форуме (г. Москва, июнь 2002 г.);

- Парламентских слушаниях Государственной думы РФ (г. Москва, 2006 г.);

V Международном трубопроводном форуме «Трубопроводный транспорт - 2006» (г. Москва, 2006 г.);

- V Российском нефтегазовом конгрессе (г. Москва, 2007 г.)

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 40 работ, в том числе
11 работ в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 248 наименований, 7 приложений. Изложена на 395 страницах машинописного текста, содержит 74 рисунка, 55 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и основные задачи исследований, показаны научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведен анализ методов обеспечения эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов. В последние годы в связи с длительным сроком службы ряда магистральных нефтепроводов, функционированием их в напряженном эксплуатационном режиме из-за роста объемов перекачки нефти, а также сооружением в сложных инженерно-геологических условиях новых мощных МН, работающих при повышенном давлении, обострились проблемы обеспечения надежности и безопасной работы МН, защиты окружающей среды. В этой связи наметились новые направления в решении проблемы обеспечения надежности МН, появилась необходимость в их анализе, обобщении и развитии.

Анализ показал, что наиболее перспективным направлением решения проблемы представляется создание организационно-технологической системы обеспечения эксплуатационной надежности магистральных нефтепроводов, охватывающей все этапы жизненного цикла объектов: предпроектную стадию, проектирование, строительство, эксплуатацию.

Безотказная работа трубопроводов в значительной степени определяется уровнем заданных проектом технических решений, качеством материалов, изделий и технологического оборудования, используемых при строительстве. Проведенный анализ свидетельствует о необходимости совершенствования методологии применения типового проектирования, организации проектных работ и разработки унифицированных требований к материалам, изделиям и оборудованию.

Особое место отводится экологической безопасности нефтепроводов и составляющих их объектов, поскольку перекачиваемые продукты вредны для окружающей среды, химически агрессивны и огнеопасны. Следовательно, важным условием, при котором нефтепровод в целом и отдельные его технологические объекты могут считаться исправными, является обеспечение экологической безопасности. Современные высокие требования к экологической безопасности определяют необходимость поиска новых решений.

Магистральные нефтепроводы являются сложными техническими сооружениями, состоящими из множества деталей, изделий, оборудования и систем. Поддержание надежности МН при эксплуатации на требуемом уровне приводит к повышению затрат. С целью снижения этих затрат важными являются на стадии проектирования определение соответствия показателей надежности МН установленным требованиям и выявление факторов, вносящих наибольший вклад в количественные показатели надежности объектов МН.

В решении проблемы обеспечения надежности МН особое место занимают диагностика и оценка технического состояния. Увеличение сроков эксплуатации МН требует дальнейшего совершенствования выполнения указанных работ на основе использования современных методов и средств.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.