Газонефтепроводы

• автоматическое управление магистральными насосами и агрегатами;
• автоматическое пожаротушение;
• автоматическое защитное отключение одного или всех агрегатов, сигнализацию аварийных параметров в зависимости от характера неисправности;
• возможность повторного пуска насосных агрегатов после выявления и устранения причины остановки;
• возможность отключения оборудования с выдержкой заданной интервалом времени по средствам установок защит;
• автоматическая защита агрегатов, работающих по заданной программе отключения с сигнализацией;
• селективную индикацию состояния агрегата (режимов его работы);
• сигнализацию предельного загазованности в помещениях, где могут образовываться взрывоопасные и вредные зоны, согласно требованиям к установке стационарных газоанализаторов и сигнализаторов в производственных помещениях предприятий нефтяной промышленности;
• раздельную фиксацию уровней загазованности: аварийного при достижении 50 % нижнего придела воспламенения (НПВ), предельного – 30% НПВ;

Удовлетворение нарастающих потребностей общества в энергетических и химических ресурсах неразрывно связано с освоением  новых нефтяных и газовых месторождений  и соответствующим развитием  систем добычи, промысловой переработки  и трубопроводного транспорта углеводородов.

Этим тенденциям объективно сопутствуют  как рост объемов капитальных  вложений в производство, так и  увеличение возможных ущербов от аварийных ситуаций на нефтегазопромысловых объектах.

Результаты анализа динамики техногенных  рисков в нефтяной и газовой промышленности показывают, что только за последние  десять лет экономический ущерб  от аварий возрос более чем в 2 раза. Согласно опубликованным данным, ежегодно на объектах нефтегазовой промышленности происходит около 20 тысяч крупных  аварий, связанных с опасными загрязнением воздуха, природных водоемов и территорий].Основными составляющими ущербов от указанных аварий могут являться вред, нанесенный здоровью и жизни промышленного персонала и населения, а также загрязнение окружающей природной среды и материальные потери, особенно, при эксплуатации сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений. В этих условиях обеспечение безопасности промышленного персонала, населения и защита окружающей природной среды требуют эффективного управления техногенными рисками, основанного на системном анализе причин и условий формирования чрезвычайных ситуаций, достоверном прогнозировании их развития и последствий, а также включающего адекватные организационные и технические мероприятия.Изучению отрицательного воздействия на окружающую среду опасных производственных объектов, разработке методов оценки риска и уменьшения негативных последствий возможных аварий посвящены работы отечественных ученых Акимова В.А., Азметова Х.А., Александрова A.A., Акатьева В.А., Боро-давкина П.П., Березина В.А., Брушлинского H.H., Генделя Г.Л., Грищенко А.И., Гумерова P.C., Гумерова K.M., Елохина А.Н., Идрисова Р.Х., Котляревского В.А., Ларионова В.И., Легасова В.А., Лисанова М.В., Махутова H.A., Нугаева Р.Я., Печоркина A.C., Прусенко Б.Е., Сафонова B.C., Швыряева A.A. и др.

Обеспечение промышленной безопасности объектов сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений требует решения  двух взаимосвязанных проблем:

- оценка техногенных рисков, присущих  исследуемому объекту; 

- обеспечение эффективного управления  техногенными рисками. 

 

Актуальность данной проблемы заключается в решении двух представленных проблем на базе единого научно обоснованного подхода, имеющего в своей основе единые параметры и критерии эффективности, что позволит проводить объективный отбор технических приемов и средств, конструктивных, организационных, экономических решений снижения техногенных рисков для последующей их реализации.

Актуальность проблемы безопасности персонала при работе на нефте проводахтакже подтверждается следующими обстоятельствами.

Первое - в условиях рыночной экономики  не реализуются какие-либо действия хозяйствующих субъектов, не имеющие  под собой четкого и аргументированного обоснования их эффективности, которое  имеет доступные и понятные критерии такой эффективности. Реализация неэффективных  мероприятий по обеспечению промышленной и экологической безопасности приводит не только к излишним затратам, но и  повышает вероятность и размеры  убытков в случае аварии. При этом аварии в нефтегазодобывающей отрасли  зачастую приводят к финансовой несостоятельности  предприятий, на которых аварии произошли. Особенно значительные потери предприятия  несут при ликвидации аварий, связанных  с выбросами сероводородсодержащей  пластовой продукции.

Второе — в настоящее время  при планировании деятельности предприятий, эксплуатирующих опасные производственные объекты, в том числе и при  финансовом анализе инвестиционных проектов, практически не используются количественные показатели техногенного! риска для объективной оценки экономических параметров, что существенно  искажает показатели инвестиционной привлекательности  таких проектов- и формирует завышенные ожидания инвесторов.

Предприятиям, эксплуатирующим опасные  производственные объекты, оценка эффективности  необходима для объективного обоснования  целесообразности внедрения на опасном  производственном объекте дополнительных и более совершенных мер по повышению безопасности его эксплуатации.

Цель моей курсовой работы — повышение безопасности сероводород-содержащих объектов нефтегазовых месторождений на основе комплексного метода оценки эффективности практических способов управления техногенными рисками.

Основные задачи исследования:

-анализ мероприятий, обеспечивающих  повышение уровня промышленной  безопасности при авариях на  объектах сероводородсодержащих  нефтегазовых месторождений и  методов оценки их эффективности;  -научное обоснование рекомендуемых методик оценки риска техногенных аварий на нефтегазодобывающих производственных объектах; -разработка комплексного метода оценки риска, основанного на величине математического ожидания ущерба и потерь от аварий; -выбор научно-обоснованных методов оценки и снижения техногенного риска на эксплуатируемых нефтегазодобывающих объектах; -разработка алгоритма и критерия оценки эффективности мероприятий, повышающих уровень промышленной безопасности нефтегазовых объектов;

-разработка методики расчета  эффективности мероприятий, направленных  на обеспечение промышленной  безопасности нефтегазовых производств,  и программного комплекса для  ее реализации:

-разработка технических средств  и технологий, обеспечивающих снижение  техногенного риска возможных  аварий и воздействия на окружающую  среду. 

Методы решения поставленных задач. Для решения поставленных задач  были использованы современные методы сбора и обработки информации: ее анализ и синтез, выявление закономерностей  и противоречий, описание и обобщение, математическое моделирование процессов  формирования техногенных опасностей, их экспериментальная проверка. Научная  новизна работы:

1. Предложена усовершенствованная,  научно-обоснованная методология  оценки риска опасных нефтегазовых  производственных объектов, отличающаяся  тем, что в качестве единого  экономического показателя используется  величина математического ожидания  ущерба и потерь от аварии;

2. Разработан метод и алгоритм  выбора мероприятий, направленных  на повышение уровня промышленной  безопасности нефтегазовых производств,  отличающиеся от ранее известных  тем, что позволяют сравнивать  эффективность мероприятий, технических  средств и технологий, имеющих  различную физико-химическую основу, конструктивные, организационные и  экономические параметры с учетом  рисков возможных аварий;

3.Впервые научно обоснован единый  количественный критерий эффективности  мероприятий на основе необходимых  затрат и математического ожидания  ущерба и потерь, характеризующих  данные мероприятия; 

4. Разработана научно-обоснованная  методика расчета параметра эффективности  мероприятий, направленных на  повышение уровня промышленной  безопасности нефтегазовых объектов, и программный комплекс для  ее реализации.

5.Разработан программный комплекс  на основе совершенствования  методики "ТОКСИ-3", отличающийся  от ранее известных тем, что  позволяет адекватно оценить  последствия выбросов сероводородсодержащей  пластовой продукции. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Экологическая опасность магистральных трубопроводов

Проблема экологической безопасности в системах магистрально трубопроводного  транспорта газа, нефти и нефтегазопродуктов 
Трубопроводные конструкции и системы находят широкое применение практически во всех отраслях промышленности. Трубопроводы относятся к категории энергонапряженных объектов, отказы которых сопряжены со значительным материальным и экологическим ущербом. Многочисленные отказы на технологических трубопроводах, транспортирующих пожаровзрыво-опасные продукты, ядовитые компоненты и токсичные среды, приводят к локальным и общим загрязнениям окружающей среды, создают повышенный риск с точки зрения безопасности персонала и населения. Исходя из этого, обеспечение экологической безопасности эксплуатации является важной задачей.  
Определяющим критерием экологической безопасности нефтегазопроводов является их конструктивная надежность - один из основных показателей качества любой конструкции (системы), заключающаяся в ее способности выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные свойства в течение требуемого промежутка времени "жизненного цикла".  
Особую остроту приобретает проблема экологической безопасности в системах магистрального трубопроводного транспорта газа, нефти и нефтегазопродуктов. Отказ магистрального нефтегазопровода, проявляющийся в местной потере герметичности стенки трубы, трубных деталей или в общей потере прочности в результате разрушения, приводит, как правило, к значительному экологическому ущербу с возможными непоправимыми последствиями для окружающей природной среды. 
До настоящего времени проблема надежности магистральных нефтегазопроводов рассматривалась только с точки зрения формирования нормативных свойств трубопроводных конструкций по конечным эксплуатационным критериям и количественной оценке таких свойств по заданным конструктивным и технологическим показателям. При этом основным математическим аппаратом анализа является статистическая теория вероятностей, использующая в качестве своей информационной базы ретроспективные сведения об отказах трубопроводных конструкций.  
Однако статистика отказов, являющаяся до настоящего времени основным источником информации для оценки надежности трубопроводов, была лишь сигналом обратной связи, дающим представление о том, насколько исходные материалы строительства, конструктивные и, реже, технологические решения обеспечивают требуемые показатели надежности. В такой методологической постановке надежность трубопроводов является категорией слабоуправляемой, в большей степени формальной. Это обстоятельство привело к тому, что отраслевая наука о надежности магистральных трубопроводов достигла кажущегося насыщения, исчерпала свои методологические резервы и определила круг задач, неразрешимых в рамках классических теорий и традиционных методов расчета.  
Принципиальный выход из создавшегося положения заключается в реализации системного подхода к проблеме, основывающейся на комплексных решениях по оптимальному управлению качеством и надежностью трубопроводного строительства и эксплуатации. С этой точки зрения ,расчет и прогнозирование возможного развития технологических процессов в реальных условиях строительства и эксплуатации трубопроводов, технологическое обеспечение заданных показателей качества, специальная организация контроля и испытаний (обеспечивающих требуемые гарантии нормированных свойств), гибкая регламентация условий эксплуатации трубопроводных конструкций (с дифференцированием их по конструктивно-технологическим, гидрогеологическим, метеорологическим и другим признакам) являются необходимой основой для формирования экологически оправданного уровня конструктивной надежности магистральных нефтегазопроводов.  
Экологический аспект проблемы повышения конструктивной надежности магистральных трубопроводов тесно связан с особенностями трубопроводного транспорта.  
Наибольшую потенциальную опасность для окружающей среды и обслужещего персонала представляют магистральные нефтегазопроводы, являющиеся линейно-протяженными объектами с высоким уровнем экологической опасности. Поэтому поиск эффективных путей, направленных на гарантированное обеспечение конструктивной надежности трубопроводов, - весьма актуальная задача с высокой экологической ответственностью.  
Конструктивная надежность - основной критерий экологической безопасности нефтегазопроводов 
Магистральный трубопровод представляет собой систему последовательно соединенных элементов — труб, трубных деталей, арматуры. Поэтому отказ любого из них приводит к аварийным ситуациям. Наибольшая вероятность отказов падает на трубы и сварные соединения, выполняемые при строительстве трубопровода.  
Магистральные трубопроводы являются уникальными сооружениями из-за их большого диаметра и производительности, их энергетической мощности. Рассматривая проблему работоспособности и надежности трубопроводов, следует отметить уникальный характер и интенсивность взаимодействия этих сооружений с окружающей средой, протяженность прокладки в различных климатических и гидрогеологических условиях, площадь поверхности контакта с грунтом, массу транспортируемого продукта, его теплосодержание и количество вносимого тепла (холода) в грунт, пересечение множества естественных, искусственных преград. Уникальность состоит в том, что трубопроводы (особенно трубопроводы больших диаметров) постоянно в течение всего срока службы во всех своих частях испытывают значительные внутренние напряжения, близкие к нормативным характеристикам прочности  
 
металла. Поэтому, даже незначительные отклонения действительных условий от принятых за исходные в расчетах приводят систему в состояние предельного состояния. 
Конструктивной надежностью трубопровода является его свойство сохранять потенциальную способность выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени. Указанная способность, в свою очередь, раскрывается через систему объективных критериев качества трубопровода, обусловливающих его нормативную работоспособность в режиме активного воздействия эксплуатационных факторов, в число которых входят также факторы окружающей среды. С этой точки зрения, конструктивная надежность, как свойство трубопроводной конструкции, должна удовлетворять экологическим критериям, поскольку полная или частичная утрата трубопроводом его работоспособности неизбежно сопровождается отрицательным воздействием на окружающую среду. Таким образом, расчетные модели конструктивной надежности трубопроводов должны строиться с учетом экологических ограничений.. Количественной мерой таких ограничений должны быть значения предельных допустимых воздействий, оцениваемых по всем компонентам окружающей природной среды, находящимся в контакте с трубопроводом.  
Конструктивная надежность трубопровода, как критерий его экологи-ческой безопасности, опирается на систему нормированных количественных показателей, определяющих уровень работоспособности трубопровода в реальном диапазоне эксплуатационных нагрузок и воздействий. В этой связи можно считать, что экологическая безопасность трубопровода является объективной мерой его эксплуатационных свойств, обеспечиваемых в процессе проектирования, строительства и эксплуатации трубопровода. Поэтому проблему обеспечения экологической безопасности трубопроводных конструкций следует рассматривать в контексте с вопросами формирования показателей надежности на всех этапах "жизненного цикла".  
Экологическая надежность трубопроводов - собирательное понятие для обозначения совокупности свойств, определяющих качество функционирования объекта. Магистральный трубопровод представляет собой сложную техническую систему с восстанавливаемыми и резервированными элементами. Под экологической надежностью магистральных трубопроводов следует понимать их свойство сопротивляться внешним и внутренним нагрузкам и воздействиям, сопутствующим транспортировке продукта без нарушения герметичности при соблюдении правил эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.  
Повышение конструктивной надежности магистральных трубопроводов во многом способствует повышению их функциональной надежности. Важность проблемы надежности магистральных трубопроводов, прежде всего, связана с возросшей ролью трубопроводного транспорта в экономике страны.  
Современные магистральные газо- и нефтепроводы качественно изменились: выросла их энергетическая мощность, строятся они в разнообразных почвенно-климатических условиях, причем основные объемы строительства трубопроводов перемещаются в арктические и субарктические, сильно заболоченные районы Западной Сибири и европейского Севера.  
Увеличение диаметра трубопроводов и повышение давления транспортируемого продукта, с одной стороны, увеличивает запас кинетической энергии, способной вызывать высокие напряжения в стенках труб, а в газопроводах - лавинные разрушения, с другой стороны, потери продукта при аварийных разрушениях таких трубопроводов резко возрастают. К тому же увеличение диаметра и протяженности нефтепроводов и газопроводов, прокладка их в труднодоступных местах на Крайнем Севере, в болотах Западной Сибири привели к увеличению времени ликвидации аварий. Кроме того, с увеличением средней дальности трубопроводов, которая уже превысила тысячи километров, естественно, повышается и вероятность отказов.  
Помимо прямой потери продукта при авариях, недодача сырья и топлива потребителям, продолжительные остановки в работе влекут за собой чрезвычайно большие экономические потери за пределами собственно трубопроводной системы. Вынужденная остановка промыслов и предприятий -потребителей нефтегазового сырья и топлива - может обойтись в десятки раз дороже, чем прямые потери от аварийных ситуаций в системе трубопроводного транспорта. Поэтому в связи с тем, что повышение надежности приводит и к дополнительным материальным затратам, а недооценка надежности -к большим убыткам от аварий и экологическим катастрофам следует искать оптимальные решения.  
Проблема надежности магистральных трубопроводов многопланова и в настоящее время еще не имеет четкого теоретического и методологического выражения. Не разработана оценка уровня надежности и не определены конкретные мероприятия по обеспечению ее требуемого уровня. Нет систематизированных данных по расчету надежности проектируемых трубопроводов, а также удобных для практики методик расчетов погрешности результата при расчете надежности трубопроводных систем.  
С точки зрения обеспечения экологической надежности трубопроводов в эксплуатационный период важна разработка мероприятий, обеспечивающих предупреждение аварий, а не ликвидацию их последствий.  
Оценка надежности трубопроводов важна на каждом этапе эксплуатации. Речь идет о технической диагностике магистральных трубопроводов, об оценке их работоспособности.  
Одним из основных направлений исследования в области конструктивной надежности магистральных трубопроводов следует считать прогнозирование их эксплуатационной надежности. По заданному уровню эксплуатационной надежности формируются требования к качеству исходных материалов (труб, изоляции, электродов и т.п.), проектных решений, культуре строительства и эксплуатации. Главным критерием оценки качества исходных материалов следует считать стабильность их свойств.  
Масштабный фактор современных трубопроводов по закону больших чисел, очевидно, не дает возможности достичь такого качества строительства и эксплуатации, при котором полностью исключалась бы вероятность появления дефектов и нарушений прочности магистралей. В то же время строители и эксплуатационники не располагают абсолютно надежными методами и средствами контроля качества производства работ и поведения трубопровода в период эксплуатации. Не установлена физическая природа надежности элементов трубопроводов и, прежде всего, линейной части, и не определен в свете новых условий и требований экологически целесообразный уровень надежности трубопроводных систем.  
Магистральные трубопроводы воздействуют на окружающую среду не только при аварийных ситуациях. При строительстве трубопроводов наблюдается деструкция грунтового массива и нарушение сложившихся равновесных взаимосвязей между компонентами ландшафта. Первые аэрокосмические исследования районов прокладки трубопроводов в Западной Сибири показали значительное обводнение трасс трубопроводов и особенно коридоров, в которых проложено несколько ниток в первые годы после строительства. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

1.Разработан проект магистрального  нефтепровода в городе Алматы с разработкой монтажа балочного перехода через естественные препятствия, при исходных данных объем перекачиваемой нефти Q=16млн. т/год, наружные диаметр трубопровода равен = 1020 мм, и плотность нефти ρ= 837 кг/м³, марка стали 09Г2ФБ.

2.Определила толщину стенки равная  δ=9мм.

3.Протяженность нефтепровода состоит L=570 км определила что, при такой протяженности нефтепровода находится 9 тепловых станций расстояние между ними 65 км количество НПС=9 штук расстояние между ними 60,83 км, станций дренажной защиты равно 11 расстояние между ними 40 км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Приложения

Приложение №1

Механические характеристики различных марок сталей

Выксунский трубный  завод			Волжский трубный завод
Марки стали	R1н,МПа	R1, МПа	Марки стали	R1н,МПа	R1, МПа
09Г2С	490	340	09Г2С	490	340
12Г2С	510	350	12Г2С	510	350
17Г1С	510	350	17Г1С	510	350
17Г1С-У	510	350	10ГФБЮ	588	441
13ГС	510	350	17Г1С-У	588	461
12ГСБ	510	350	13ГС	588	461
08ГБЮ	510	350	13Г1С-У	588	461
13Г2АФ	530	360	10Г2ФБ	588	461
13Г1С-У	540	390	Х70	588	461
09ГБЮ	550	380	Ст20(ТУ-98)	588	461
12Г2СБ	550	380	Ст20(ТУ-01)	690	560
09Г2ФБ	550	430	09ГСФ (ТУ-01)	690	560
13Г1СБ-У	570	470
10Г2ФБ	590	440
10Г2ФБЮ	590	460