Автоматизированная система обнаружения утечек нефти и нефтепродуктов из магистральных трубопроводов

• Автор: Бабков, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил

Содержание.
Введение..

Глава 1. ПРОБЛЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК И АНАЛИЗ

СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ.

1.1. Анализ причин возникновения утечек и статистика аварий.

1.2. Требования к системам обнаружения утечек и классификация методов обнаружения утечек

1.2.1. Требования к системам обнаружения утечек.

1.2.2. Классификация методов обнаружения утечек.

1.3. Анализ существующих методов обнаружения утечек

1.3.1. Акустические ультразвуковые методы контроля утечек

1.3.2. Методы статического контроля.

1.3.3. Методы контроля утечек на основе моделирования процесса перекачки.
1.4. Цели и задачи исследований, изложенных в диссертационной работе
Глава 2. СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК УТЕЧКА,
РАБОТАЮЩАЯ В РЕАЛЬНОМ МАШТАБЕ ВРЕМЕНИ
2.1. Патентная информация по системам и ее анализ
2.2. Анализ систем обнаружения утечек, применяемых в трубопроводном транспорте.
2.3. Сущность нового предложения
2.4. Описание структуры системы
Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ
ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ТРУБОПРОВОДА
3.1. Модель неустановившегося напорного течения жидкости в трубопроводе
3.2. Метод характеристик для решения уравнений неустановившегося напорного течения слабо сжимаемой жидкости в трубопроводе.
3.3. Распад произвольного разрыва.
3.4. Расчет неустановившихся процессов методом С. Годунова
3.5. Безнапорное течение жидкости в трубопроводах.
3.6. Конечноразностные формулы для расчета течения жидкости на безнапорных участках трубопровода.
3.7. Краевые условия для расчета
3.8. Реализация алгоритма в компьютерной программе
УтечкаIй.
Глава 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УТЕЧКА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ИЗ ТРУБОПРОВОДА.
4.1. Общая структура программного комплекса Утечка2
4.2. Алгоритм расчета, используемый в программном комплексе Утечка2
4.2.1. Алгоритм расчета начального режима
4.2.2. Алгоритм расчета текущих слоев
4.3. Результаты тестирования программного комплекса Утечка2.
4.4. Результаты расчетов по обнаружению утечек с помощью
программного комплекса Утечка 2
Глава 5. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК.
5.1. Требования к комплексу технических средств.
5.2. Система сбора данных и диспетчерского управления ПТК Сириус
5.2.1. Обоснование выбора ПТК Сириус в качестве системы сбора данных.
5.2.2. Первичные датчики измерения параметров
5.2.3. Структура верхнего уровня автоматизированной системы
5.2.4. Обмен оперативной информацией в комплексе для обнаружения утечек.
Основные результаты работы.
Литература


Сегодня трудно себе представить, как развивалось бы общество, если бы не открытие месторождений нефти и газа, разработка способов их транспортировки, переработки и использования продуктов переработки во всех отраслях хозяйственной деятельности. В нашей стране создана уникальная трубопроводная система [,,], которая лидирует среди всех видов транспорта по производительности, грузообороту, дальности доставки и себестоимости перекачки углеводородного сырья []. В настоящее время в России свыше % нефтепроводов имеют срок эксплуатации свыше лет, что значительно увеличивает вероятность аварий на линейной части магистральных трубопроводов. Ужесточение законов об охране окружающей среды [,] делает сегодня проблему обнаружения утечек особенно актуальной. В данной главе приводятся причины, которые приводят к нарушению герметичности трубопроводов. На основе изученных материалов, представлены основные требования, которые должны выполняться системами обнаружения утечек, и предложена классификация методов обнаружения утечек, которая отражает особенности работы и возможности их применения на трубопроводах. На основе обобщения публикаций отечественных и зарубежных специалистов излагаются основы различных методов прогнозирования и контроля утечек при эксплуатации систем транспорта жидких углеводородов. Анализ причин возникновения утечек н статистика аварий. В настоящее время в России . Подходит к критическому сроку ресурс пленочных изоляционных покрытий нефтепроводов большого диаметра общей протяженностью тыс. Сравнительный анализ отечественных трубопроводов с зарубежными показывает, что состояние трубопроводов в странах Западной Европы и Северной Америки практически такое же, как и у отечественных. Развитие трубопроводных систем в этих странах началось в - годы и сегодня около половины трубопроводов имеют срок эксплуатации более лет. Это явление позволяет применять различные зарубежные разработки и технологии для повышения надежности отечественного трубопроводного транспорта. С татистика в нашей стране и за рубежом показывает, что ежегодно на трубопроводах происходит сотни аварий, вызывающих загрязнение окружающей среды, сокращение пропускной способности и дорогостоящий ремонт. Анализ повреждений и причин и их систематизация просто необходимы, чтобы улучшить техническое обслуживание действующих трубопроводов, совершенствовать их при реконструкции и при строительстве новых трубопроводов. Здесь необходимо отметить некоторых авторов, которые в своих публикациях предлагали различные способы классифицирования повреждений [1,-,,,,,,,-,,2,5]. Анализ аварий на трубопроводах США [9J показывает, что наибольшее число аварий (,5%) вызвано "посторонними силами" (табл. Из 0 аварий на европейских нефтепроводах возрастом - лет % также обусловлено коррозией ( - наружной и 3 - внутренней), из-за механических повреждений - %, % аварий вызвано случайными причинами [1,7]. По статистике компании АК «Транснефть» следует, что в результате строительного брака происходит % аварий, из-за заводских дефектов труб - %; из-за коррозии - % []. Учитывая данные статистики, транспортным компаниям в нашей стране необходимо ужесточить требования к строительным организациям по строительству новых трубопроводов и при проведении ремонтно-восстановительных работ, а также устанавливать современные средства противокоррозионной защиты на трубопроводы. Данные меры и мероприятия позволят улучшить состояние и продлить срок службы трубопроводной системы. Но аварии па трубопроводах происходят [6,,. Оценка интенсивности отказов (аварии) на трубопроводах по причинам. Коррозия 3 0. Ошибка оператора 7 0. Дефект трубы 0. Повреждение оборудования 0. Все причины 1. К сожалению, для оценки масштабов аварии до сих пор отсутствуют единые унифицированные методы определения размеров выбросов нефти и нефтепродуктов из трубопроводов, поэтому уровень оценки отказов в опубликованных источниках различный. К примеру, в табл. Таблица 1. Оценка размеров утечки. Наименование компании, проводившей оценку утечки нефти Размеры утечки, тыс. АО "Норлэко Пик" 2.