Замена дефектных участков: оценка экономической эффективности применения технологии для выполнения вре-зок и перекрытия сечения трубопровода под давлением

Каждый год на объектах трубопроводного транспорта возникает необходимость проведения замены дефектных участков, ремонта или реконструкции действующих трубопроводов, на которых лупинги и байпасы отсутствуют, и строительство их экономически неоправданно.

При врезке в действующий трубопровод традиционным методом не обойтись без временной остановки перекачки продукта, и перед тем, как начать ремонтные работы, трубопровод необходимо опорожнить от газа, нефти и нефтепродуктов и очистить полость. Только после проведения этих мероприятий можно гарантировать безопасность при сварочно-монтажных работах. Остановка перекачки транспортируемых продуктов может вызвать перегрузку его линейной части волнами давле­ния и разряжения, возникающими при переходных про­цессах, привести к снижению пропускной способности трубопровода, затратам на вывод из эксплуатации и возобновление работы скважины, расходам на слив нефти и нефтепродуктов, потерям от нереализованного продукта, а также к загрязнению окружающей среды и штрафным санкциям за нарушение экологических норм и загрязнение окружающей среды. Работы, выполняемые традиционным методом на действующих трубопроводах, не могут проводиться в ограниченные сроки, и затраты на них очень велики.

Поэтому нахождение наиболее современного, безопасного и экономичного метода ремонта и реконструкции действующих трубопроводов является важнейшей задачей для эксплуатирующих организаций.

Один из таких методов ремонта базируется на применении технологии компании T. D. Williamson, которая обеспечивает непрерывность работы трубопровода без прекращения поставки продукта и без снижения давления при выполнении ремонта дефектов, замены дефектных участков трубопроводов, проведении внутритрубной диагностики или комплексного проекта, включающего несколько видов работ. В настоящее время практически все крупные нефтегазовые компании мира стремятся использовать технологию и оборудование фирмы T. D. Williamson.

Разработан методический подход к оценке экономической эффективности применения технологий замены дефектных участков трубопроводов на примере технологии для выполнения врезок и перекрытия сечения трубопроводов под давлением компании T. D. Williamson, позволяющей проводить замену дефектных участков трубопроводов, ремонт или установку задвижек, запорной арматуры и другие виды ремонта и реконструкции трубопровода без прекращения поставки продукта и без снижения давления.

Для оценки экономической эффективности применения технологии замены дефектных участков трубопроводов предлагается следующая методика.

В тех случаях, когда пропускная способность магистрального нефтепровода на определенном участке снижается ниже номинального значения (участки трубопровода не позволяют поддерживать в них расчетное давление и т.д. вследствие проведения ремонтных работ, например), возникает необходимость в ликвидации «узкого» места. Продолжение эксплуатации трубопровода при наличии в нем «узких» мест связано со значительным снижением объемов перекачиваемой нефти.

Показатель экономической эффективности от внедрения мероприятия, направленного на ликвидацию «узкого» места (в руб.) определяется по формуле:

где q_y, q_ом - ­ пропускная способность магистрального нефтепровода в «узком» месте до и после его ликвидации соответственно, т/сут.;

DС_i – ­ тариф на перекачку нефти в i-том году, руб/т 100 км;

DS - ­ годовой экономический эффект от внедрения рассматриваемого мероприятия;

S_yi - удельная (приходящаяся на одну тонну) себестоимость прокачки нефти в i-том году.

При оценке экономической эффективности применения предлагаемой технологии замены дефектных участков предлагается учитывать риски эксплуатации трубопроводов, работающих под давлением. Для этого предлагается рассчитывать интегральный уровень риска и учитывать уровень этого риска в расчетах годового экономического эффекта.

Годовой экономический эффект (DS) от применения предлагаемой технологии замены дефектных участков трубопроводов при условии, что пропускная способность на данном участке не изменяется, складывается за счет:

1) снижения текущих затрат на содержание объектов магистрального нефтепровода (DЗ_сд);

2) снижения величины финансовых потерь от остановки перекачки нефти за период T (DП_ос);

3) снижения величины финансовых потерь из-за утраты продук­ции (разлива) (DП_пс);

4) снижения финансовых потерь из-за штрафных санкций (DП_шс).

Предлагается корректировать данные величины на уровень риска эксплуатации трубопровода. Алгоритм предлагаемой методики оценки экономической эффективности применения технологии замены дефектных участков трубопроводов приведен на рисунке 1.

Годовой экономический эффект от применения предлагаемой технологии замены дефектных участков трубопроводов при условии, что пропускная способность на данном участке не изменяется, предлагается рассчитывать по формуле:

где DЗ_сд - средний показатель разницы затрат на содержание объектов магистрального нефтепровода за период T, руб.;

DП_ос -­ средний показатель разницы финансовых потерь от остановки перекачки нефти за период T, руб.;

DП_пс -­ средний показатель разницы финансовых потерь из-за утраты продук­ции за период Т, руб.;

DП_шс - средний показатель разницы финансовых потерь из-за штрафных санкций за период Т, руб.;

Т - период использования данного мероприятия, год;

DS_вн - изменение­ (снижение) затрат на ремонт по предлагаемой технологии ремонта;

IR₀ - интегральный уровень риска, связанный с эксплуатацией трубопровода, до внедрения мероприятия;

IR₁ - интегральный уровень риска, связанный с эксплуатацией трубопровода, после внедрения мероприятия.

---

Средний показатель разницы затрат на содержание объектов МН за период T определяется по формуле:

где DЗ_сдi - ­ показатель разницы затрат на содержание объектов магистрального нефтепровода между сравни­ваемыми вариантами, отнесенный к i-ому году, млн. руб.;

К_инфi -­ коэффициент инфляции в i-ом году.

Показатель разницы затрат на содержание объектов магистрального нефтепровода между сравниваемыми вариантами, отнесенный к i-ому году, определяется из выражения:

где p_oi - удельные, приходящиеся на единицу произведенной продукции (тонну прокачиваемой нефти), затраты на содержание и обновление данного участка (данного объекта) магистрального нефтепровода, соответственно без проведения и после проведе­ния рассматриваемого мероприятия в i-ом году его использования;

q₀ - номинальная (расчетная) пропускная способность нефтепровода, т/сут.;

t ­- продолжительность года, сут.

Объемы потерь продукта напрямую зависят от диаметра останавливаемого трубопровода. График зависимости потерь объемов нефти от диаметра трубопровода представлен на рисунке 2. Как видно из данного графика, при увеличении диаметра трубопровода увеличивается и объем потерь жидкости.

Средний показатель разницы финансовых потерь от остановки перекачки нефти за период T определяется по формуле:

где DП_осi - ­ показатель разницы финансовых потерь от остановки перекачки нефти в i-ом году, млн. руб., определяется по формуле:

где n_oi, n_mi - ­количество отказов в i-ом году на 1000 км до и после внедрения данного мероприятия;

l ­ - протяженность рассматриваемого участка МН, км;

Dt_в - ­ продолжительность устранения одного отказа, сут.;

d - ­ коэффициент перераспределения нефтепотока при аварии на данном участке;

DС ­ - тариф на перекачку нефти, руб./т 100 км;

НДС - налог на добавленную стоимость, %;

L – протяженность магистрального нефтепровода, км.

Средний показатель разницы финансовых потерь из-за утраты продук­ции за период Т определяется по формуле:

где DП_псi - показатель разницы финансовых потерь из-за утраты продукции в i-ом году, млн. руб., определяется по формуле:

где Qi - масса теряемой нефти при отказе, т, определяемая по формуле:

где DVi - масса теряемой нефти при отказе на данном участке магистрального нефтепровода в безнапорном режиме (размещаемой между заслонками), т;

- доля собираемой нефти;

С_ц - цена нефти, руб./т;

- доля порывов при отказах.

Средний показатель разницы финансовых потерь из-за штрафных санкций за период Т определяется по формуле:

где DП_шсi - ­показатель разницы финансовых потерь из-за штрафных санкций в i-ом году, млн. руб.;

К_инфi -­ коэффициент инфляции в i-ом году.

Показатель разницы финансовых потерь из-за штрафных санкций в i-ом году определяется по формуле:

где ∑С_шс - суммарные штрафные санкции за загрязнение окружающей среды, руб./т, определяемые по формуле:

где штрафные санкции для водных объектов и почвы соответственно, руб./т;

d_ВД - ­ доля участков магистральных нефтепроводов, приходящихся на подводные переходы.

Важной задачей является также определить и учесть все затраты, связанные с внедрением проводимого мероприятия (S_вн).

Показатель экономической эффективности от внедрения мероприятия, направленного на ликвидацию «узкого» места, используется для сравнения вариантов эксплуатации магистрального нефтепровода без ликвидации «узкого» места и с его ликвидацией.

Поскольку результаты такого сравнения очевидны, то ликвидация «узкого» места любым способом будет оправдана с экономической точки зрения. Тем более, что актуальной является задача сравнения альтернативных вариантов ликвидации «узких» мест.

В этом случае можно сравнивать последовательно полученные результаты для каждого из альтернативных вариантов ликвидации «узкого» места.

При этом предлагаемый подход предлагает учитывать уровень риска эксплуатации трубопровода: чем больше риск, тем меньше величина ожидаемой экономической эффективности от внедрения мероприятия.