4 мин
33
0

Интеллектуальный мониторинг

В статье рассмотрены недостатки существующей системы организации обнаружения мест аварий и повреждений при перекачке нефтепродуктов по сборно-разборным трубопроводам.
Чтобы сократить время обнаружения мест утечек авторы предлагают использовать интеллектуальные датчики давления, наряду с более точными данными по их положению на трассе трубопровода.

Интеллектуальный мониторинг

Нефть и нефтепродукты являются важным энергетическим продуктом для жизнедеятельности в производственной и коммунальных сферах. Это видно из статистических показателей на рис. 1.


Рис. 1. Экспорт нефти из России по годам за период 2000 – 2022 гг. [1]

Транспорт нефти и нефтепродуктов осуществляется различными видами, однако 82 % приходится на трубопроводный. ПАО «Транснефть» эксплуатирует свыше 67 тыс. км. В процессе эксплуатации систем трубопроводного транспорта компании уделяют особое внимание обеспечению надежности и безопасности, реализуя приоритетную программу цифровой трансформации и интеллектуализации производства [2]. Тем не менее, многие вопросы оперативного предиктивного мониторинга и предупреждения инцидентов и аварий для объектов нефтегазового комплекса остаются открытыми [3-6]. Анализ групп аварий (рис. 2), опубликованных Ростехнадзором за последние 5 лет на объектах транспорта нефти и газа свидетельствует о том, что существуют системные аварийные ситуации, осуществляемых на идентичных объектах определенного типа.


Рис. 2. Группы аварий («Уроки, извлеченные из аварий», Ростехнадзор) [7]

Перечень наиболее частых предписаний государственными органами по итогам расследования событий, представлен на рис. 3. Из опубликованного Ростехнадзором перечня предписаний [7], а также результатов расследований [8] следует, что многие аварии на объектах магистрального транспорта были обнаружены средствами телеметрии и диспетчерским персоналом, что означает факт возможности предупреждения инцидентов и аварий с помощью критериев безопасности технологических процессов по их параметрам и динамике трендов.

Таким образом, возникает необходимость разработки инструментария для мониторинга безопасности процессов по технологическим параметрам и алгоритмов их предиктивного анализа, а не по фактическим аварийным отклонениям на стадии предпосылок к авариям и отклонениям.


Так, например, вопросу обнаружения утечек уделяется постоянное внимание с целью своевременной ликвидации аварий и снижения потерь перекачиваемого продукта в результате утечек. Утечки возникают по различным причинам - коррозии стенки трубы, механическим повреждениям, несанкционированным врезкам, нанося серьезный ущерб экосистемам (рис. 4).

Предписания в области усиления контроля режимов, технического состояния, надежности, в особенности ресурсных показателей для объектов со значительным сроком службы, требуют создания интеллектуальных систем мониторинга безопасности на основании контроля надежности технических систем, сооружений и оборудования как на объектам линейной части, так и на станциях со сложным силовым оборудованием[3-6].

Одной из сложнейших задач разработки и внедрения таких систем мониторинга является создание инструментальной базы, т.е. датчиков, которые оперативно собирали бы информацию, как с линейной части, так и со сложного технологического оборудования. На объектах магистральных нефтепроводов такие системы существуют, функционируют системы обнаружения утечек и управления процессами [9], однако для мобильных нефтепродуктотранспортных систем такие системы пока только формируются.


Рис.4. Нефтяные разливы в Республике Коми [10].

Во время арктической зимы нефть вытекает из подземных аварийных нефтепроводов. С талой водой нефть весной попадает в реки, 2013 г.

Сборно-разборные трубопроводы (СРТ) применяются с целью обеспечения техники Вооруженных Сил Российской Федерации светлыми нефтепродуктами в различных условиях. Утечки возникают на таких трубопроводах вследствие повреждений различной тяжести при постоянной эксплуатации в условиях воздействия бандформирований, а также по техническим причинам (рис. 5).


Рис. 5. Утечка нефтепродукта из СРТ

Утечки из трубопроводов приводят к материальному ущербу из-за потерь перекачиваемого продукта и загрязнения прилегающих территорий. Для устранения аварии и ликвидации ее последствий требуется время. Во время устранения аварии перекачка продукта по трубопроводу остановлена. Аварийная остановка трубопровода ведет к недопоставкам необходимого количества продукта получателю. Исходя из выше сказанного, необходимо снизить время простоя трубопровода. Это возможно сделать своевременным обнаружением утечки.

Рассмотрим процесс эксплуатации на объектах СРТ. С вводом СРТ в эксплуатацию создается диспетчерская служба, на которую возлагается организация управления перекачкой и патрульно-аварийной службой [11].

Патрульно-аварийная служба предназначена для наблюдения за состоянием линейной части трубопровода, своевременного обнаружения и устранения течи нефтепродукта, сбора пролитого нефтепродукта. Однако применяемые в настоящее время методы обнаружения дислокации утечек (визуальный метод, определение места повреждения с помощью гидравлического треугольника и др.), не являются достаточно эффективными ввиду неточностей и больших временных затрат.

Алгоритм действий при возникновении аварии представляет собой последовательность ряда событий.

Диспетчер получает доклады мотористов насосных станций о нарушении установленного режима перекачки. Мотористы судят об этом по показаниям манометров, установленных на насосных установках.

При получении от мотористов докладов о резком изменении режимов работы насосных станций диспетчер отдаёт распоряжение о выезде на трассу патрульно-аварийных команд от «предаварийной» и «зааварийной» насосных станций во встречном направлении для обнаружения места повреждения СРТ и устранения неисправности. Затем он, используя гидравлический треугольник (рис. 6), определяет и передаёт по радио патрульно-аварийным командам данные о возможном месте произошедшего повреждения трубопровода.







Статья «Интеллектуальный мониторинг» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№5-6, 2022)

Авторы:
Комментарии

Читайте также