Развитие методов оценки технологических режимов надежной эксплуатации для подводных коллекторов нефтесборных систем
В настоящее время транспортировка углеводородного сырья, в большинстве случаев, реализуется за счет применения трубопроводного транспорта. Но ввиду огромной протяжённости нефте- и газопроводов стоит вопрос об обеспечении надежности и экономической эффективности транспортировки сырья. Одним из возможных решений этой задачи является контроль технологического состояния. Контроль и оценка технологического состояния осуществляются диагностированием работоспособности и исправности технологического объекта. Высокая роль диагностики обусловлена следующими причинами: необходимостью повышения эффективности и экономичности эксплуатации оборудования, увеличением надежности функционирования трубопроводного транспорта и сокращение количества вывода технологического оборудования в капитальный ремонт.
Введение ……………………………………………………………………………………………………. 1
Обзор литературы………………………………………………………………………………………. 3
1. Методы разрушающего и неразрушающего контроля технического
состояния трубопровода …………………………………………………………………………….. 6
1.1 Физический метод контроля технического состояния…………………………. 6
1.1.1 Магнитные методы контроля технического состояния ……………………. 7
1.1.2 Акустические методы контроля технического состояния ……………….. 11
1.1.3 Вихретоковые методы контроля технического состояния ………………. 14
1.1.4 Радиоволновые методы контроля технического состояния …………….. 15
1.1.5 Методы проникающих излучений контроля технического
состояния………………………………………………………………………………………………. 16
1.1.6 Тепловые методы контроля технического состояния ……………………… 17
1.1.7 Электрические методы контроля технического состояния ……………… 20
1.1.8 Оптические методы контроля технического состояния ………………….. 21
2.Статистические методы обработки данных и способы их интерпретации .. 23
2.1 Метод статистического моделирования и его применение ………………… 23
2.2 Общая схема метода Монте-Карло …………………………………………………… 26
2.3 Мониторинг состояния процесса с использованием контрольных карт
Шухарта ……………………………………………………………………………………………….. 27
3. Расчетная часть …………………………………………………………………………………….. 29
3.1 Результаты статистической обработки показаний диагностических
замеров толщин стенок линейной части нефтесборного коллектора. ……… 29
3.2 Расчет остаточного ресурса трубопровода согласно ОСТ 153-39.4-010-
2002 ………………………………………………………………………………………………………. 29
4.Социальная ответственность …………………………………………………………………. 30
5.Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 48
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 56
Список использованной литературы …………………………………………………………. 57
В настоящее время транспортировка углеводородного сырья, в
большинстве случаев, реализуется за счет применения трубопроводного
транспорта. Это обусловлено высокой эффективностью данного способа,
поэтому на сегодняшний день трубопроводный транспорт широко
распространён. Но ввиду огромной протяжённости нефте- и газопроводов
стоит вопрос об обеспечении надежности и экономической эффективности
транспортировки сырья. Одним из возможных решений этой задачи является
контроль технологического состояния или мониторинг трубопроводного
транспорта.
Контроль и оценка технологического состояния осуществляются
диагностированием работоспособности и исправности технологического
объекта. Высокая роль диагностики обусловлена следующими причинами:
необходимостью повышения эффективности и экономичности эксплуатации
оборудования, увеличением надежности функционирования трубопроводного
транспорта и сокращение количества вывода технологического оборудования
в капитальный ремонт. То есть, контроль технологического состояния
линейной части нефте- или газопровода позволяет:
– расследовать причины возникновения дефектов или аварий;
– прогнозировать состояние объекта в будущем;
– снизить затраты на эксплуатацию оборудования;
– оперативно оптимизировать технологические параметры эксплуатации
объекта с учетом многочисленных особенностей каждого участка системы.
Обеспечение безопасноной и надежной эксплуатации магистральных
нефте- и газопроводов являются важной и актуальной проблемой в связи с тем,
что большое количество магистральных трубопроводов были построены в
1960-1980-х гг. За столь продолжительное время успело возникнуть
множество дефектов стенок трубы и произошел износ основного
оборудования транспорта нефти и газа
Целью работы является оперативно оптимизировать технологические
параметры эксплуатации объекта с учетом многочисленных особенностей
каждого участка системы.
Для того чтобы достичь поставленную цель были поставлены
следующие задачи:
1. Обработать большой массив данных посредством моделирования
прогнозируемых величин, и произвести их статистическую обработку
методом Монте-Карло;
2. Разработать модели прогнозирования для определения характера
изменения технического состояния нефтепровода с помощью построения
контрольных карт Шухарта;
3. Произвести расчет остаточного ресурса трубопровода по
минимальной вероятной толщине стенок труб и с учетом общего коррозионно-
эрозионного износа стенок согласно ОСТ 153-39.4-010-2002.
Научная новизна заключается в том, что, впервые предложено
использовать метод Монте-Карло для обработки результатов внутритрубной
дефектоскопии и для моделирования прогнозируемых значений, позволяющие
прогнозировать возникновения возможных дефектов.
Объектом исследования является участок линейной части нефтепровода
нефтесборного коллектора.
Обзор литературы
В ходе написании данной диссертационной работы были использованы
научная и учебно-методическая литература, нормативно-техническая
документация РФ, а также научные статьи. Вопросы обеспечения
надежности технических систем рассматривались в работах О.В. Аралова
«Основные положения разработки методологии оптимизации параметров
жизненного цикла технологического оборудования», «Основные положения
разработки методологии оптимизации параметров жизненного цикла средств
и комплексов связи», И. Базовского «Надёжность. Теория и практика» , Г.В.
Веникова «Надёжность и проектирование», В.К. Дедкова «Надёжность и
безопасность в технике», Ю.А. Ермолина «Надежность технических систем:
учебное пособие», В.Е. Канарчукова «Основы надёжности машин», А.М.
Климова «Надёжность технологического оборудования: учебное пособие»,
Г.Б. Лялькина «Надёжность технических систем и техногенный риск. Часть 1.
Надёжность технических систем: учебное пособие», А.М. Половко «Основы
теории надёжности», А.А. Рыжкина «Основы теории надёжности: учебное
пособие», О.Н. Хомяк «Расчёты надёжности элементов машин при
проектировании». В выше перечисленных источниках глубоко рассмотрены
вопросы обеспечения стабильной работы технических систем и их виды
отказов.
Обеспечении надежности оборудования, эксплуатируемого в
магистральном трубопроводном транспорте, были рассмотрены в работах О.В.
Аралова «Анализ методов и подходов к оценке надежности при
прогнозировании отказов оборудования магистрального трубопроводного
транспорта», «Анализ состава систем измерений количества нефти и
нефтепродуктов» «Исследование методов расчета кинематической вязкости
нефти в магистральном нефтепроводе», «Коррозионная активность растворов
пенообразователей», «Методологические основы управления качеством
продукции с применением механизма оценки соответствия в магистральном
трубопроводном транспорте», «Повышение надежности оборудования
магистральных нефтепроводов», А. И. Владимировой «Промышленная
безопасность и надёжность магистральных трубопроводов», С.В. Дейнеко
«Обеспечение надёжности систем трубопроводного транспорта нефти и газа»,
А.М. Зинекича «Развитие научных основ надежности трубопроводов», А.А.
Коршака «Обеспечение надёжности магистральных трубопроводов», Ю.В
Лисина «Разработка инновационных технологий обеспечения надёжности
магистрального нефтепроводного транспорта», А.А. Сарвина «Диагностика и
надежность автоматизированных систем управления», В.А. Сорока
«Надёжность оборудования после модернизации и капремонта до 95%», Ю.А.
Теплинского «Управление эксплуатационной надёжностью магистральных
газопроводов». В данных работах рассмотрены вопросы надежной
эксплуатации магистральных трубопроводов и технологического
оборудования, позволяющие прогнозировать состояние линейной части и
контролировать их, рассчитывать оптимальные технологические параметры
транспортируемой среды, для обеспечения надежной эксплуатации
трубопроводов и прилегающего оборудования.
Теория вероятностно-статистических методов анализа к
прогнозированию отказов оборудования приведена в работах В.А. Ватутина
«Теория вероятностей и математическая статистика в задачах», В.Г.
Воробьева «Диагностирование и прогнозирование технического состояния
авиационного оборудования», ГОСТ Р 50779.27-2017 «Статистические
методы. Распределение Вейбулла. Анализ данных», И.И. Елисеевой «Общая
теория статистики: учебник», В.Ю. Королева «Вероятностно-статистический
анализ хаотическихпроцессов с помощью смешанных гауссовских моделей.
Декомпозиция волатильности финансовых индексов и турбулентной плазмы»,
В.Г. Лисиенко «Моделирование сложных вероятностных систем: учебное
пособие», Н.С. Стрелецкого «Основы статистического учёта коэффициента
запаса прочности сооружений», В.Е. Сыцко «Основы стандартизации и
сертификации товарной продукции», Dinesh Kumar U. «Tutorials on Life Cycle
Costing and Reliability Engineering. Course Material», Wackerly D. «Mendenhall
W., Scheaffer R.L. Mathematical Statistics with Applications», О.В. Аралова
«Анализ системы стандартизации в области измерений количества нефти и
нефтепродуктов», «Корреляционная модель прогнозирования отказов
нефтеперекачивающих агрегатов», «Методический аппарат по прогнозной
оценке аварийности использования СИКН», «Разработка методологического
аппарата по определению вероятности появления дефекта оборудования при
его производстве на основе метода линейно-динамического
программирования», «Разработка методологического аппарата по
определению характера возникновения дефекта».
1. Методы разрушающего и неразрушающего контроля
технического состояния трубопровода
В данном разделе был рассмотрены основные понятия вредных и опасных
факторов влияющие на состояние здоровья сотрудников при строительстве и
эксплуатации магистрального нефтепровода.
Были приведены меры и рекомендации по обеспечению безаварийной
работы магистрального нефтепровода. В случае возникновения чрезвычайных
ситуаций рассмотрен план ликвидации аварии.
Для сотрудников, производящих обслуживание магистрального
нефтепровода, или производящих какие-либо работы предусмотрены
бесплатные средства индивидуальной защиты, обеспечены условия
безаварийной работы
1. ГОСТ 12.4.011-89 Средства защиты работающих. Общие требования и
классификация. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 7 с..
2. ГОСТ 12.1.003-83 Шум. Общие требования безопасности. – М.: Изд-во
стандартов, 1976. – 6 с..
3. ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху
рабочей зоны. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 50 с..
4.ГОСТ 12.0.003.-74. Опасные и вредные производственные факторы.
Классификация. – М.: Изд-во стандартов, 1976. – 6 с..
5.ГОСТ12.1.019-79Электробезопасность.Общиетребованияи
номенклатура видов защиты. – М.: Изд-во стандартов, 1979. – 5 с..
6. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования. – М.: Изд-
во стандартов, 1996. – 83 с..
7. 44 ГОСТ 12.1.035-81 Система стандартов безопасности труда.
Оборудование для дуговой и контактной электросварки. – М.: Изд-во
стандартов, 1982. – 7 с..
8. СанПиН 2.2.4.548-96 -Санитарные правила и нормы Гигиенические
требования к микроклимату производственных помещений.-М.: Изд-во
стандартов, 1996. – 120 с.
9. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ «Опасные и вредные производственные
факторы. Классификация (с Изменением N 1)». – М.: Государственный
комитет Совета Министров, 1974. – 4 с.
10. ГОСТ 12. 1.004 – 91 «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие
требования». – М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством
продукции и стандартам, 1991. – 81 с.
11. ГОСТ 12.4.011-89 «ССБТ. Средства защиты работающих. Общие
требования и классификация». – М.: Государственный комитет СССР по
стандартам,1989. – 8 с.
12.СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений, зданий и
наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с
Изменением N 1)». – М.: МЧС России,2009. – 35 с
13. ГОСТ Р 22.0.07-95 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Источникитехногенныхчрезвычайныхситуаций.Классификацияи
номенклатура поражающих факторов и их параметров». – М.: Госстандарт
России,1995. – 10 с.
14.ГОСТ12.1.035-81Системастандартовбезопасноститруда.
Оборудование для дуговой и контактной электросварки. – М.: Изд-во
стандартов, 1982. – 7 с..
15. ГОСТ 17. 4. 3. 04-85 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к
контролю и охране от загрязнения».-М.: Государственный комитет СССР,
1986.- 4 с.
16. «Трудовой кодекс Российской Федерации» (с изменениями на 3 июля
2016 года) (редакция, действующая с 1 января 2017 года). – М.:
Государственная Дума РФ,2001. – 176 с.
17. Аралов, О. В. Корреляционная модель прогнозирования отказов
нефтеперекачивающих агрегатов / О. В. Аралов, Н. В. Бережанский, Д. В.
Былинкин // Актуальные проблемы науки и техники-2016. Международная
научно-техническая конференция молодых ученых.- Уфа: Изд-во УГНТУ. –
2016. – С. 100-102.
18. Аралов,О.В.Основныеположенияразработкиметодологии
оптимизации параметров жизненного цикла технологического оборудования /
О.В. Аралов, И.В. Буянов, Б.Н. Мастобаев, Н.В. Бережанский, Д.В. Былинкин
// Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов.–
2016. – № 6 – С. 23–29.
19. Аралов, О.В. Исследование методов расчета кинематической вязкости
нефти в магистральном нефтепроводе / О.В. Аралов, И.В. Буянов, А.С.
Саванин, Е.И. Иорданский // Наука и технологии трубопроводного транспорта
нефти и нефтепродуктов. – 2017. – № 5. – С. 97-105.
20. Аралов, О.В. Анализ методов и подходов к оценке надежности при
прогнозировании отказов оборудования магистрального трубопроводного
транспорта / О.В. Аралов, И.В. Буянов // Наука и технологии трубопроводного
транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2017. – № 6. – С. 104-114.
21. Базовский, И. Надёжность. Теория и практика. пер. с анг. / И.
Базовский.– М.: Мир, 1965. – 373 с.
22. Веников, Г.В. Надёжность и проектирование / Г.В. Веников. –
М.:Знание, 1971. – 96 с.
23. Дедков, В.К. Надёжность и безопасность в технике / В.К. Дедков,
Северцев Н.А. // Труды международного симпозиума надёжности и качества.–
2007. – С. 18-20
24. Ермолин, Ю.А. Надежность технических систем: учебное пособие /
Ю.А. Ермолин. – М.: МИИТ, 2009. – 80 с.
25. Канарчук, В.Е. Основы надёжности машин. / В.Е. Канарчук. – Киев:
наук. думка, 1982. – 248 с.
26. Климов, А.М. Надёжность технологического оборудования: учебное
пособие. 2-е изд. / А.М. Климов, К.В. Брянкин. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос.
техн. унта, 2008. – 104 с.
27. Лялькин, Г.Б. Надёжность технических систем и техногенный риск.
Часть 1. Надёжность технических систем: учебное пособие / Г.Б. Лялькин. –
Пермь: Издво Перм. гос. техн. ун-та, 2011. – 90 с.
28. Половко, А.М. Основы теории надёжности / А.М. Половко, С.В. Гуров.
– СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
29. Рыжкин, А.А. Основы теории надёжности: учебное пособие / А.А.
Рыжкин, Б.Н. Слюсарь, К.Г. Шучев. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТ.,
2002. – 182 с.
30.Хомяк,О.Н.Расчётынадёжностиэлементовмашинпри
проектировании / О.Н. Хомяк, В.П. Волощенко. – Виев: Высш. шк., 1988. – 165
с.
31. Владимирова, А. И. Промышленная безопасность и надёжность
магистральных трубопроводов / А. И. Владимирова, В.Я. Кершенбаума. – М.:
Национальный институт нефти и газа, 2009. – 696 с.
32. Дейнеко, С.В. Обеспечение надёжности систем трубопроводного
транспорта нефти и газа / С.В. Дейнеко. – М.: Изд-во «Техника» , 2011. – 176
с.
33. Зиневич, А.М. Развитие научных основ надежности трубопроводов /
А.М. Зинекич // Строительство трубопроводов. – 1992. – № 2. – С. 15-18.
34. Коршак, А.А. Обеспечение надёжности магистральных трубопроводов
/ А.А. Коршак, Г.Е. Коробков, В.А. Душин, Р.Р. Набиев. – Уфа: ООО
«ДизайнПолиграфСервис», 2000. – 170 с.
35.Личко,Н.М.Стандартизацияиподтверждениесоответствия
сельскохозяйственной продукции: учебник для вузов / Н.М. Личико. – М.:
ДеЛи плюс, 2013. – 512 с
36. Сарвин, А.А. Диагностика и надежность автоматизированных систем
управления / А.А. Сарвин, Л.И. Абакулина, О.А. Готшальк. – СПб.: СЗТУ,
2003. – 69 с.
37. Смирнов, В.Г. Стандартизация и качество продукции / В.Г. Смирнов,
М.С. Капица, И.Э. Чиркун. – Минск: РИПО, 2013. – 302 с.
38. Сорока, В.А. Надёжность оборудования после модернизации и
капремонта до 95% / В.А. Сорока // Гл. инж. Упр. пром. пр-вом. – 2008. – № 6.
– С. 66-69.
39. Теплинский, Ю.А. Управление эксплуатационной надёжностью
магистральных газопроводов / Ю.А. Теплинский, И.Ю. Быков. – М.:
ЦентрЛитНефтеГаз, 2007. – 400 с.
40. Ватутин, В.А. Теория вероятностей и математическая статистика в
задачах / В.А. Ватутин, Г.И. Ивченко, Г.И. Медведев, Ю.И. Медведев, В.П.
Чистяков. – М..: Дрофа, 2005. – 317 с.
41. Воробьев, В.Г. Диагностирование и прогнозирование технического
состоянияавиационногооборудования:учебноепособиедлявузов
гражданской авиации / В.Г. Воробьев, В.В. Глухов, Ю. В. Козлов, В.Д.
Константинов, И.М. Синдеев. – М.: Транспорт, 1984. – 191 с.
42. ГОСТ Р 50779.27-2017 Статистические методы. Распределение
Вейбулла. Анализ данных. – М.: «Стандартинформ», 2017. – 58 с.
43. Елисеева, И.И. Общая теория статистики: учебник / И.И. Елисеева,
М.М. Юзбашев – М.: Финансы и статистика, 1998. – 656 с.
44. Королев, В.Ю. Вероятностно-статистический анализ хаотических
процессов с помощью смешанных гауссовских моделей. Декомпозиция
волатильности финансовых индексов и турбулентной плазмы / В.Ю. Королев.
– М.: МГУ, 2008. – 390 с.
45. Лисиенко, В.Г. Моделирование сложных вероятностных систем:
учебное пособие / В.Г. Лисиенко, О.Г. Трофимова, С.П. Трофимов, Н.Г.
Дружинина, П.А. Дюгай. – Екатеринбург: УРФУ, 2011. – 200 с.
46. Стрелецкий, Н.С. Основы статистического учёта коэффициента запаса
прочности сооружений / Н.С. Стрелецкий. – М.: Стройиздат, 1947. – 92 с.
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (18 отзывов)
5 (14 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
0 (13 отзывов)
4.9 (66 отзывов)
5 (174 отзыва)
4.8 (211 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
