Диссертация (Разработка методики параметрической диагностики технологических участков магистральных нефтепроводов)

Федеральное государственное автономное образовательноеучреждение высшего образования«Российский государственный университет нефти и газа(национальный исследовательский университет)имени И.М. Губкина»На правах рукописиШЕСТАКОВ РОМАН АЛЕКСЕЕВИЧРазработка методики параметрической диагностики технологическихучастков магистральных нефтепроводов25.00.19 – Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ(технические науки)ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени кандидата технических наукНаучный руководитель:д.т.н., профессор В.А. ПоляковМосква – 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................

4ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ИНЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ВРЕЗОК НА НЕФТЕПРОВОДАХ ........................ 141.1 Анализ нормативных методов обнаружения утечек и несанкционированныхврезок на магистральных нефтепроводах................................................................ 141.2 Анализ существующих методов обнаружения утечек и несанкционированныхврезок ........................................................................................................................... 191.3 Волоконно-оптические системы обнаружения УНВ ....................................... 391.4 Классификации методов обнаружения утечек и несанкционированных врезок...................................................................................................................................... 43Выводы ........................................................................................................................

48ГЛАВА2ИССЛЕДОВАНИЕПРОБЛЕМАТИКИОТБОРАНЕФТИИНЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ТРУБОПРОВОДОВ .......................................................... 502.1 Анализ возможного количества постановок задачи по исследуемымпараметрам для отвода части нефти по несанкционированной врезке на простомнефтепроводе ..............................................................................................................

502.2 Анализ нормативных требований к методам обнаружения УНВ и к точностиприменяемых в данных целях КИП ......................................................................... 602.3 Анализ возможного количества постановок задачи по исследуемымпараметрам для отвода части нефти по несанкционированной врезке нанефтепроводе сложной конструкции ....................................................................... 70Выводы ........................................................................................................................

81ГЛАВА3РАЗРАБОТКАМЕТОДИКИОБНАРУЖЕНИЯУТЕЧЕКИНЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ВРЕЗОК ................................................................... 833.1 Методика параметрической локализации УНВ ................................................ 833.2 Методика локализации УНВ на телескопических трубопроводах .................

893.3МетодикапараметрическойлокализацииУНВ на телескопическихтрубопроводах ............................................................................................................ 943Выводы ...................................................................................................................... 100ГЛАВА 4 ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.................. 1014.1 Методика проведения эксперимента ...............................................................

1014.2 Экспериментальные данные ............................................................................. 1054.3Анализ результатов экспериментального подтверждения ......................... 109Выводы ...................................................................................................................... 112ГЛАВА 5 РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРИМЕНЕНИЮ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИКОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК И НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ВРЕЗОК ............. 1145.1 Рекомендации к применению методики параметрической локализации УНВ.................................................................................................................................... 1155.2РекомендациикприменениюметодикиобнаруженияУНВнателескопических трубопроводах ............................................................................

1195.3 Рекомендации к применению методики параметрической локализации УНВна телескопических трубопроводах ....................................................................... 124Выводы ...................................................................................................................... 129ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 130СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ .............................. 132СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................

133ПРИЛОЖЕНИЕ А ....................................................................................................... 153ПРИЛОЖЕНИЕ Б ........................................................................................................ 1544ВВЕДЕНИЕДиссертационнаялокализацииутечекнефтепродуктовсуществующихизработаипосвященапроблематикенесанкционированныхтрубопроводов.методов обнаруженияврезокПриведенУНВ,обнаружения(УНВ)системныйнормативныхнефтианализиивсехдокументов иклассификаций методов обнаружения УНВ.

Проведены исследования изменениятехнологический параметров нефтепровода при отводе части нефти, а такжеразработаны новые методики обнаружения УНВ. Разработаны рекомендации кприменению самих методик и программный комплекс для численной реализации.Одним из важных аспектов нефтегазовой отрасли нашей страны являетсятранспортировка нефти и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам.Магистральные трубопроводы относятся к стратегически важным объектам, а сампроцесс транспортировки нефти и нефтепродуктов является важным элементомпромышленной, экономической, экологической и национальной безопасности.В современных условиях падения мировых цен на нефть и усиленияконкуренции в области экспорта нефти и нефтепродуктов большое влияние наповышение конкурентоспособности в данной сфере оказывают такие факторы как:бесперебойность, оперативность (своевременность) и качество поставок.

Наличиеэтих факторов во многом предопределяет спрос на российскую нефть инефтепродукты и сказывается на экономическом благосостоянии и авторитете РФкак одного из ведущих экспортеров [26].В последние годы Россия занимает лидирующие позиции по объему добычисырой нефти, обеспечивая 12 % мировой торговли нефтью. Свыше четырех пятыхобъема российской нефти экспортируется в страны Европы, доля России на рынках5которых составляет около 30 процентов [26,146].Бесперебойность и оперативность транспортировки нефти и нефтепродуктовдостигается обеспечением безопасности магистральных трубопроводов, т.е.состоянием защищенности систем магистральных трубопроводов от внутренних ивнешних угроз [4].

Под магистральным трубопроводом понимается единыйимущественный производственный транспортный комплекс, состоящий изподземных,подводных,наземныхинадземныхтрубопроводов,иныхтехнологических объектов и предназначенный для транспортировки продукции отпунктов ее приемки до пунктов сдачи, технологического хранения или перевалки(передачи) на другой вид транспорта [1,26,82].Основной угрозой для состояния защищенности и бесперебойной работынефтепроводов являются утечки нефти из магистральных трубопроводов, а такженесанкционированные врезки.Хищение нефти из трубопроводов приняло масштаб национальной угрозы.Рост числа случаев хищения нефти и нефтепродуктов с помощью врезок втрубопроводы в последние годы ставит под угрозу надежность внутри российскихи экспортных поставок топлива, является источником обогащения криминалитетаи способствует разложению государственного аппарата.Увеличение количества врезок напрямую связано с увеличением стоимостиУВ и продуктов их переработки.

Несанкционированные врезки сопровождаютсямеханическими воздействиями на трубопровод, утечками продукта перекачки,наносят значительный материальный ущерб компаниям, эксплуатирующимтрубопроводы, и в ряде случаев приводят к серьезным экологическим катастрофам[25,127,147].На рисунке 1 представлена статистика обнаруженных несанкционированныхврезок на нефтепроводах по регионам России за 2007-2017 годы. Объемы хищениянефти и нефтепродуктов превышают 5 миллионов тонн в год, а финансовые потерикомпаний по разным подсчетам варьируются от 55 до 106 миллиардов рублей. Наликвидацию современной врезки требуется порядка 2,5 млн.

рублей, а дляликвидации разлива одной тонны нефти на почву требуется около 3 млн. руб., а на6воде этот показатель составляет уже 3,7 млн. руб. [26,80].Рисунок 1 – Статистика обнаруженных несанкционированных врезок нанефтепроводах и нефтепродуктопроводах по регионам России за 2007-2017 гг.Согласно последним данным в последнее время растет наиболеепривлекательным для злоумышленников стало дизельное топливо. Сегодня вмагистральные нефтепродуктопроводы (МНПП), по которым транспортируетсядизельное топливо, злоумышленники врезаются в 3,5 раза чаще, чем вмагистральные нефтепроводы (МН) [114]. Статистические данные показаны нарисунках 2 и 3.7Рисунок 2 – Несанкционированные врезки в трубопроводы РФ за 2007-2017 гг.Рисунок 3 – График числа совершенных врезок в магистральные трубопроводы натерритории РФ за 2003-2017 гг.Данная ситуация стала угрожать топливной безопасности России иисполнениюэкспортныхконтрактов.Поэтомуруководствокомпании,эксплуатирующих трубопроводы, вынуждено прилагать немало усилий и резкоувеличить расходы для обеспечения их безопасной эксплуатации трубопроводнойсети [12,114].Для обеспечения безопасной эксплуатации трубопроводноготранспорта, защиты от несанкционированных врезок необходима надежная8системанепрерывногодистанционногоконтролятехническогосостояниятрубопроводов с функциями обнаружения утечек и охраны.