автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Прогнозирование остаточного ресурса линейной части магистральных нефтепроводов на основе внутритрубной дефектоскопии

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО

ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ, УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНГбЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ( ! \ 4

На правах рукописи

Для служебного пользования

ЧЕРНЯЕВ КОНСТАНТИН ВАЛЕРЬЕВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ НА ОСНОВЕ ВНУТРИТРУБНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Специальность 05.15.13. - Строительство я эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

л

V . Уфа - 1995

с1/ //

Работа выполнена в АО "Центр технической диагностики" и на кафедре высшей математики Уфимского Государственного нефтяного технического Университета.

Научный руководитель : доктор технических наук,

профессор А.К.Галлямов Научный консультант : доктор технических наук,

доцент ИЛ'.Байков

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор технических наук, профессор В.Л.Березик

Кандидат технических наук, доценг Н.Ф.Султанов

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

Уральское объединение магистральных нефтепродуктопроводов

—

Защита состоится : " Лъ " декабря 1995 г. в час. ' на заседании диссертационного совета Д.063.09.02* р Уфимском Государственном нефтяном техническом Университете по адресу: 450062, г.Уфа, ул.Космонавтов, I

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГНТУ.

Автореферат разослан

__995 г.

Учёный секретарь

диссертационного Совета /»/_...

доктор физ.мат.наук, профессор /'?"—■—- Р.Н.Бахтизин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Проявляющиеся в последнее время симптомы экономического кризиса России не только стимулируют и делают актуальной проблему повышения надежности функционирования трубопроводных систем, но и требуют коренного изменения уровня эффективности методов обеспечения надежности магистральных нефтепроводов (МН). Проблемы безопасности функционирования трубопроводных систем дол; ы рассматриваться в комплексе с потенциально возможным« последствиями аварий, сопровождающимися нарушением сплошности линейной части. Существующий в настоящее время принцип "загрязняющий платит" в наибольшей степени стимулирует нефтяные и газовые транспортные предприятия в создании новых систем диагностики технического состояния нефтепроводов, в целях прогнозирования остаточного ресурса трубопроводных систем.

Существующие подходы к решению проблем технической диагностики, основанные на известных на сегодняшний день методах оценки прочности магистральных нефтепроводов, не позволяют с полной достоверностью оценить остаточный ресурс МН в целом по той причине, что проблема диагностики является системной. Она должна осноьываться на учете всего необходимого комплекса оценочных характеристик, которые формируют уровень безопасности трубопровода с учетом всех этапов его жизненного цикла. Это положение обосновывает принципиально новый подход к организации построения системы диагностики. Из него следует, что системы дефектоскопии должны

иметь интегрированную конструкцию по составу функциональных задач н системную основу для решения каждой из них. Следовательно, необходим соответствующий спектр научного обеспечения задачи повышения надежности магистральных нефтепроводов. Этот вывод формирует состав научных и технических проблем диагностики МН, их приоритетность и необходимую достаточность разработки.

Проблемы создания современных систем диагностики технического состояния МН состоят не только в решении задач создания инструментально-приборного парка дефектоскопов нового поколения, но и в разработке математического и программного обеспечения, позволяющего.прогнозировать остаточ-г .ный ресурс магистрального нефтепровода с учетом всех этапов его жизненного цикла.

Цель диссертационной работы.

Диагностирование технического состояния и прогнозирование остаточного ресурса лрнейной части магистральных нефтепроводов на основе данных внутритрубной дефектоскопии.

В работе решены следующие основные задачи.

1. Адаптироваиы к условиям эксплуатации магистральных нефтепроводов АК "Транснефть" методы ультразвуковой дефектоскопии линейной части трубопроводов при помощи внут-ритрубных инспекционных снарядов (ВИС) "Ультраскан". Разработана методика и технология обследования состояния линейной части магистральных нефтепроводов (ЛЧ МН) пр'офиле-мерами "Калипер." и дефектоскопами "Ультраскан". На основе анализа данных' ультразвукового обследования более 6 тыс.км.

магистральных нефтепроводов произведена статистическая обработка и классификация основных типов дефектов отечественных МН.

2. Предложена методика определения оптимального времени проведения дефектоскопического обследования магистральных нефтепроводов внутритрубными инспекционйыми снарядами, основанная на вероятностно-статистических методах обработки ретроспективной информации.

3. Разработан вероятностный метод оценки остаточного ресурса магистральных нефтепроводов, позволяющий прогнозировать изменение интенсивности отказов линейной части в зависимости от конкретного этапа жизненного цикла трубопровода.

4. Построена динамическая модель изменения остаточного ресурса магистральных нефтепроводов в зависимости от кон-' струхтивных особенностей изготовления труб и условий эксплуатации магистральных трубопроводов.

5. Разработан метод выбора оптимальных объемов выборочной дефектоскопии линейной части нефтепроводов для ситуаций, когда сплошное обследование МН внутритрубными инспекционными снарядами невозможно либо по техническим, либо по экономическим причинам.

6. разработан метод минимизации затрат на выборочный капитальный ремонт линейной части магистральных трубопроводов по данным ВИС, основанный на применении теории нечётких множеств.

Методы решении задач.

При решении поставленных задач использованы методы теории идентификации и прикладной математики. Ряд результа-'

тов получен на основе промышленных экспериментов. Для подтверждения теоретических выводов и апробации предложенных в работе алгоритмов использованы данные внутритрубной дефектоскопии нефтепроводов АК "Транснефть".

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты. \

1. Разработан теоретико-вероятностный подход к решению задачи определения периодичности дефектоскопического обследования линейной части магистральных нефтепроводов, позволяющий минимизировать стоимость внутритрубной инспекции и уменьшить возможный ущерб от розлива нефти в результате аварии. Показано, что в зависимости от коррозионной активности грунтов н условий эксплуатации, МН АК "Транснефть" необходимо обследовать не реже, чем через 3...5 лет. |

2. Разработана идентифицируемая модель, описывающая интенсивность отказов линейной части МН, как функцию времени. Показано, что предложенная модель с высокой степенью адекватности описывает вероятность аварий линейной части нефтепроводов как на стадии нормальной эксплуатации, так и на этапе возникновения усталостных и коррозионных отказов.

3. Разработана динамическая модель прогноза изменения остаточного ресурса линейной части магистральных нефтепроводов. Показано, что отказы линейной частя МН обусловлены как конструктивными особенностями труб на этапе их заводского изготовления и монтажа в полевых условиях, так и условиями эксплуатации нефтепроводов.

4. Предложен способ выбора объемов внутритрубной де-фектопии трубопроводов при отсутствии возможности сплошного обследования, основанный на теоретико-игровых методах.

позволяющих минимизировать затраты на проведение инспекции МН и ущерб от возможных аварий линейной части.

5. Разработана методика снижения металлоемкости выборочного капитального ремонта линейной части нефтепроводов, проводимого на основании данных внутритрубной диагностики.

На защиту' выносятся результаты научного обобщения разработок в области повышения надежности эксплуатации систем магистральных нефтепроводов на основе использования внутритрубных инспекционных снарядов.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Научные результаты, полученные в работе, нашли широкое применение в практике трубопроводного транспорта нефти и газа. Суммарный учтенный экономический эффект от внедрения основных результатов, полученный в 1993 г., составил 21722689 рублей (получен за счет уменьшения объемов выборочной дефектоскопии трубопровода "Уфа-Прибой" Уральского производственного объединения магистральных нефтепродуктопрово-дов).

Апробация работы.

О.сновные результаты работы докладывались на:

-Четвертой Международной деловой встрече Диагностика-94" в г.Ялте в апреле 1994 г.;

-Пятой Международной деловой встрече "Диагностика-95" в г.Ялте 24-29апреля 1995г.;

-Первой международной конференции "Энергодиагностика" в г.Москве 5 сентября 1995г.;

-Международной научно-практической конференции по проблеме: "Безопасность трубопроводов" в г.Москве 18 сентября. 1995г.;

-Советах директоров Акционерной Компании "Транснефть".

Публикации..

По теме диссертации автором опубликовано 12 работ.

Структура н объем работы.

Работа состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы, включающего 137 наименований. Она содержит 200 страниц машинописного текста, 31 рисунок, 18 таблиц и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении осбоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и основные задачи, решенные в работе.

Первая глава диссертации посвящена обзору основных методов и средств технической диагностики линейной части магистральных нефтепроводов.

Единственным способом уменьшения риска экологических катастроф вследствие розлива нефти и уменьшения, тем самым, значительных экономических потерь является капитальный ремонт нефтепроводов. Как правило, замена труб при этой производится сплошными участками, что требует значительных материальных затрат.

Проведенный анализ работы АК- "Транснефть" показал, что существующая на сегодняшний день устойчивая тенденция к снижению объемов трубопроводного транспорта нефти приводит к тому, что МН эксплуатируются с пониженным давлением и в менее напряженных режимах, по сриЪнению с проектными что естественным образом увеличивает их остаточный ресурс. Поэтому в большинстве случаев нет необходимости в сплошной замене труб. Достаточно лишь достоверно выявить локальные дефекты и установить их точное местоположение в целях проведения выборочного капитального ремонта.

Главной трудностью при этом является отсутствие высоконадежных средств технической диагностики линейной части, позволяющих распознавать отдельные дефекты без вскрытия трассы нефтепровода. Проведенный в первой главе анализ деятельности крупнейших мировых компаний, осуществляющих транспорт нефти, показал, что наиболее перспективными направлениями дефектоскопии следует.считать применение внутритруб-■ ных инспекционных снарядов (ВИС). На сегодняшний день существует более 30 конструкции подобных систем. Каждая из них по-своему уникальна и может использоваться для проведения конкретных видов инспекций.

В настоящее время имеются дна основных метода внутреннего обследования МН, задействованных в ВИС: это магнитографический и ультразвуковой методы.

Главным достоинством магнитных снарядов является то, что они могут эксплуатироваться в любой рабочей среде. Это может быть жидкость, газ или двухфазная смесь. Магнитографи-

ческий метод, в отличие от ультразвукового, не является методом прямого измерения глубины дефекта и толщины стенки трубы. Амплитуда сигнала, вырабатываемая магнитным .снарядом, зависит от величины и геометрии дефекта. Это выражается в том, что небольшой, но имеющий резко выраженные кромки местный дефект потери металла, дает более сильный сигнал, чем, например, имеющий плавные очертания участок сильного поражения коррозией, что приводит к значительным трудностям в интерпретации экспериментальных данных. Но основным недостатком магнитных снарядов являются трудности в обнаружении дефектов толстостенных трубопроводов. Проведенный в первой главе анализ работы магнитных ВИС показал, что они позволяют получать удовлетворительные результаты до толщин стенок 12...15 мм, после чего эффективность подобных снарядов резко падает.

В отличие от магнитных ВИС, основным преимуществом ультразвуковых снарядов является то, что они обладают высокой точностью и могут использоваться для измерений толщины стенки до 100 мм в зависимости от диаметра обследуемого трубопровода. К недостатку относится то, что для нормальной эксплуатации ультразвуковых ВИС необходимо нахождение их в однородной жидкости. Тем не менее, этот недостаток полностью компенсируется точность» производимых измереиий. В частности, ультразвукового принципа действия ВИС "Ультраскан" позволяет измерять остаточную толщину стенки и глубину повреждений трубопроводов с точностью до 0.2 мм,, причем погрешность не зависит от того, какой дефект диагностируется -внутренний или наружный.

На основании проведенных в первой главе сравнительных исследований делаются выводы о том, что современные как магнитные, так и ультразвуковые снаряды имеют наиболее высокую точность измерений из всех имеющихся на сегодняшний день средств неразрушающей дефектоскопии магистральных трубопроводов.

В заключительной части первого раздела работы рассмотрен опыт внутритрубной дефектоскопии нефтепроводов АК "Транснефть". Показано, что с внедрением внутритрубного контроля в практику компании "Транснефть", он занял одно из центральных мест в системе технического обслуживания нефтепроводов. На основе информации, получаемой ВИС, стало возможным оценивать техническое состояние трубопроводов, определять безопасные технологические режимы перекачки нефти и устанавливать необходимость вывода трубопроводов в ремонт.

Во второй главе рассматриваются вопросы организации и производства работ по диагностике и выводу участков нефтепровода в ремонт на основании данных внутритрубной дефектоскопии.

В этой главе обобщены многочисленные экспериментальные данные, на основании которых разработаны методика и технология использования профилеметров "Калипер" и дефектоскопов "Ультраскан" для внутритрубного диагностического обследования трубопроводов с высокой степенью парафинизации и загрязненности внутренней поверхности.

В частности показано, что наиболее существенное влияние на распознавание и классификацию того или иного вида дефекта,

оказывает уровень загрязненности внутренней поверхности. Даже небольшое количество парафина, неизбежно попадающее в коррозионную каверну или трещину, способно кардинальным образом исказить вид и структуру дефекта. На основании проведенных во второй главе исследований была разработана специальная технология очистки, в соответствии с которой в зависимости от степени загрязненности внутренней поверхности трубопровода необходимо не менее 4...5 раз, а в отдельных случаях и до 8 раз производить очистку внутренней полости МН специальными щеточными устройствами и скребками с дисковыми манжетами.

В результате проведения многочисленных промышленных экспериментов на отечественных трубопроводах, в диссертации разработана и адаптирована экспертная система обработки ультразвуковых данных дефектоскопии, представленная во втором . разделе. Обработка результатов внутритрубной дефектоскопии проведённой на целом ряд® действующих нефтепроводов показала, что используемая схема адаптации и обработки первичных, данных позволяет с высокой степенью адекватности распозно-вать вид и структуру дефекта и определять его точное местоположение как по длине, так и по сечению трубопровода. В тре-| тьем разделе производится анализ технического состояния МН А К "Транснефть" на основании обобщения опыта дефектоскопии около 6 тыс. км отечественных нефтепроводов. Анали"> имеющихся экспериментальных данных показал, что аварии ли-;

нейной части происходят вследствие несовершенства проектных

.

решений, заводЬкого брака труб, брака строительно-монтажных.

работ, нарушения условий и норм эксплуатации трубопроводов, коррозионных и усталостных повреждений.

В результате проведенных исследований было установлено, что наиболее распространенными дефектами нефтепроводов являются расслоения и потерп металла (почти 80% от всех видов дефектов). Причем, если потерн металла являются следствием механических (царапины, забоины) или коррозионных повреждений, то расслоения следует относить к заводскому браку. При этом, на основании обработанных данных прогонов ВИС типа "Ультраскан" получено, что в среднем количество дефектов потерь металла на внешней поверхности нефтепроводов не менее, чем в 2 раза больше, чем на внутренней, и определяется как условиями эксплуатации трубопроводов, так и режимами перекачки нефти.

Проведённый далее сравнительный анализ изменения соотношения дефектов линейной части МН различного типа с течением времени показал, что в последние годы преобладающими стали аварии, связанные с коррозионным износом трубопроводов. Причём основным видом коррозионных повреждений .нефтепроводов является внешняя коррозия. Однако при достаточно длительном сроке эксплуатации линейной части МН это соотношение выравнивается и перераспределяется почти равномерно.

Далее в работе рассмотрены вопросы исследования статистических закономерностей распределения коррозионных дефектов по длине трубопровода. Показано, что подавляющее большинство внешних коррозионных повреждений находится в районах расположения насосных станций.

На основании этих исследований в работе делаются выводы о возможности использования данных внутритрубной диагностики для определения наиболее рациональной схемы распо- ! ложения станций противокоррозионной защиты на конкретных нефтепроводах АК "Транснефть". " "

Выполненный во второй главе анализ результатов обследования целого ряда трубопроводов дает основание сделать заключение о том, что ультразвуковая дефектоскопия с использованием ВИС позволяет достоверно диагностировать тип и размеры дефектов и проводить их привязку по трассе трубопровода.

Третьи глава диссертации посвящена прогнозированию

остаточного ресурса линейной части магистральных нефтепро-I

[

водов. • |

I .

Проведенный в первом разделе анализ работы АО "Центр техническом диагностики показал, что детерминистически!! подход к оценке остаточного ресурса МН не всегда позволяет оценивать интегральные характеристики надежности линейной части трубопроводов. Недостатки детерминированных методов в диссертации предложено компенсировать некоторыми вероятностно-статистическими характеристиками, позволяющими осуществить системный подход к оценке остаточного ресурса МН. '

.Основой для получения обоснованных выводов о состоянии линейной части МН является достаточное количество исходной экспериментальной информации. Эта проблема напрямую 1 связана с частотой проведения, т.е. с периодичностью осмотров линейной части. Чем больше количество произведенных осмот-

ров, тем более достоверны выводы об остаточном ресурсе МН. Однако, проведение внутритрубного дефектоскопического обследования представляет собой дорогостоящую операцию, которая не может проводиться с произвольно выбранной периодичностью.

Для решения задачи определения оптимальной периодичности пропуска БИС в работе предложено минимизировать функцию, связывающую вероятностные характеристики возможной аварии линейной части и стоимость инспекционного обследования МН.

где С„ - стоимость внутритрубной дефектоскопии;

С, - ущерб от аварии;

а - эмпирический показатель надежности линейной части МН;

Т - период пропуска ВИС;

Сп - стоимость нефти;

М(</) - математическое ожидание потерь нефти в результате аварии, определяемое на основании обработки ретроспективной информации.

Минимизируя функцию (1), можно определить значение Т, соответствующее необходимой периодичности внутритрубной диагностики.

(I)

С, = С. • М(?),

Результаты проведенных исследований показывают, что в

зависимости от эмпирического параметра интенсивности отказов линейной части, обследование нефтепроводов АК "Транснефть" необходимо производить не реже, чем *1ерез 3...5 лет.

Основным фактором, влияющим на стоимость и частоту внутритрубного диагностического обследования ЛЧ МН является изменение характеристик надежности нефтепроводов. Проведенные во втором разделе третьей главы исследования показали, что интенсивность отказов линейной части Х(1) зависит, от времени эксплуатации МН. Статистический анализ аварийности отечественных МН показал, что параметр потока отказов изменяется во времени в зависимости от этапа эксплуатации МН. Показано, что функцию надежности эксплуатации нефтепроводов можно разбить на три этапа: приработка, нормальная эксплуатация, появление износовых и коррозионных отказов.

Во втором разделе третьей главы расматривается возможность описания изменения интенсивности отказов линейной части МН при помощи функции

(2)

где Х(1) - интенсивность отказов линейной части;

А - размерный коэффициент;

I - время, прошедшее с начала эксплуатации МН;

К,- эмпирические коэффициенты.

В качестве критерия адекватности модели (2) в работе

предложено использовать критерий 'Гейла.

Апробация модели (2) на примере описания изменения интенсивности отказов линейной чисти нефтепроводов ПО "Урало-Сибирские МН" и АО "Приволжские МН" показала, что достоверность прогноза достигает 90%.

В работе показано, что использование модели (2), адаптированной к конкретным нефтепроводам АК "Транснефть", позволяет установить приоритеты и определить очередность проведения внутритрубной дефектоскопии. При этом предпочтение отдается нефтепроводам, для которых значение функционала (2) - максимально.

В заключительном разделе третьей главы рассматриваются вопросы оценки остаточного ресурса линейной части на основе обработки ретроспективной информации.

Анализ аварий МН показывает, что все причины отказов линейной части можно разделить на внутренние и внешние. К внешним относятся природно-климатические условия и рабочие режимы нефтепровода, к внутреннем - технология изготовления труб и брак строительно-монтажных работ. Такая классификация причин отказов МН позволила создать в работе детерминированную модель изменения остаточного ресурса на базе обыкновенного дифференциального уравнения с переменными коэффициентами. Задача решается в дискретной постановке, путем представления линейной части нефтепровода в виде совокупности последовательно соединенных элементов (секций труб), объединенных единым технологическим процессом. Проводится апробация предложенной модели на основе данных эксплуатации конкретных нефтепроводов.

В четвертой главе рассматриваются новые способы решения оптимизационных задач повышения надежности трубопроводов при одновременном уменьшении стоимости внутритрубной дефектоскопии.

Конечной целью технологического процесса транспорта нефти является уменьшение аварийности трубопроводов и снижение эксплуатационных затрат. Если расходы на капитальный ремонт могут быть подсчитаны достаточно точно, то ущерб от аварий прогнозировать очень трудно, а порой и вообще невозможно. Все эти причины приводят к тому, что подобную задачу нельзя свести к однокритериальной, как это делается в классическом примере нахождения оптимального решения по минимуму приведенных затрат.

В первой части последней главы рассматривается задача выбора оптимальных объемов внутритрубной инспекции трубопроводов на основе теоретико-игрового подхода. В рамках по-.ставленной задачи, на основании экспертных оценок, были по- | строены функции принадлежности двум альтернативным целям: !

I

уменьшить затраты на проведение дефектоскопии и снизить I ущерб от возможных аварий. В качестве уравнения, связы- I вающего расплывчатые множества решений двух альтернатив, использовались статистические характеристики функции" отказов линейной части МН, построенные по данным эксплуатации ряда УМН АК "Транснефть". При этом предполагалось, что трубо- 1 провод эксплуатируется . в режиме "авария-восстановление". В! заключении рассмотрены примеры, иллюстрирующие возможности предлагаемого метода.

Проведенные в четвертой главе исследования показали, что использовать вероятностные характеристики при оценке оптимальных объемов внутритрубной диагностики достаточно затруднительно, так как объгм экспериментальных данных невелик. Поэтому получение индивидуальных характеристик для отдельных нефтепроводов может быть сопряжено с большими ошибками.

Во втором разделе четвертой главы рассматриваются новые методы решения задачи выбора оптимальных объемов внутритрубной дефектоскопии, в условиях минимума априорной информации о параметрах интенсивности отказов и восстановлений линейной части МН.

В качестве основного подхода к решению поставленной задачи применяются теоретико-игровые методы, при использовании которых вероятностные характеристики считаются неиз-вестньТми, а задаются лишь некоторые пределы их изменения, то есть оптимизационная задача решается в условиях неопределенности.

Выбор оптимального объема обследования МН производится в этом случае на основании выбора наилучшей стратегии матричной игры. В качестве критериев выбора оптимальной стратегии в работе были использованы критерии Вальда, Лапласа, Гурвица и некоторые другие.

Анализ полученных решений показывает, что в существующих на сегодняшний день условиях эксплуатации МН наиболее надежными являются критерии Лапласа и Гурвица.

В заключении второго раздела даются границы зон оптимальных объёмов внутритрубной инспекции трубопроводов АК "Транснефть". Показано, что при отсутствии возможности сплошной дефектоскопии по техническим или экономическим причинам, наиболее эффективные результаты, в зависимости от условий эксплуатации МН, достигаются при обследовании линейной части в диапазоне от 50% до 75% от общей длины нефтепровода.

В третьем разделе рассмотрены вопросы выбора оптимальных технических решений при проведении выборочного капитального ремонта линейной части МН по результатам дефектоскопического ультразвукового обследования.

В работе эту задачу предложено решать по двум критериям с использованием аппарата нечетких множеств. В качестве альтернативных расплывчатых целей были выбраны две конфликтные задачи: уменьшить возможный ущерб от аварии и минимизировать затраты'на капитальный ремонт. В качестве основного критерия, характеризующего затраты на капитальный ремонт, использовался показатель металлоемкости линейной части трубопроводов.

Функции принадлежности альтернативным целям лялись на основании экспертных оценок. Для замыкания ограничений использовалась эмпирически установленная для нефтепроводов АК "Транснефть" статистическая связь между потоком отказов и толщиной стенки трубопровода.

опреде-системы

В результате проведенных исследований были определены оптимальные толщины стенок при выборочной замене труб по данным ВИС, для различных диаметров трубопроводов.

В заключений работы даются практические рекомендации, полученные по основным результатам исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. На основании обработки данных внутритрубной диагностики более б гыс. километров магистральных нефтепроводов АК "Транснефть" получены основные статистические закономерности распределения дефектов линейной части трубопроводов как по длине, так и по периметру труб.

2. Предложена методика определения оптимальной периодичности дефектоскопического обследования магистральных нефтепроводов при помощи внугритрубных инспекционных снарядов "Ультраскан" и профилемеров "Калипер". Показано, что разработанная методика позволяет минимизировать стоимость внутритрубных инспекций и уменьшать возможный ущерб от розлива нефти в результате аварий линейной части. Установлено, что в зависимости от коррозионной активности грунтов и условий эксплуатации, магистральные нефтепроводы необходимо обследовать в среднем не реже, чем через 3-5 лет.

3. Разработана идентификационная вероятностная модель, описывающая изменение интенсивности отказов линейной части магистральных нефтепроводов во времени. Используемая модель позволяет получать количественные оценки вероятности аварийных остановок магистральных нефтепроводов как на стадии нормальной эксплуатации, так и на стадии возникновения

усталостных и коррозионных повреждений. Апробация предложенной модели на опыте эксплуатации ряда нефтепроводов пр-казала, что ошибка прогноза числа отказов линейной части нефтепроводов при этом не превосходит 5-10 %, в зависимости от региона прокладки трубопроводов.

4. Разработана динамическая модель прогноза изменения остаточного ресурса линейной части магистральных нефтепроводов. Показано, что изменение уровня надежности нефтепроводов обусловлено как уоловиями эксплуатации, так и конструктивными особенностями труб на этапе их заводского изготовления и монтажа в полевых условиях. Проведена апробация предложенной модели на основании данных промышленной экс-

фллуатации ряда нефтепроводов. Установлено, что точность прогноза количества аварий линейной части нефтепроводов достигает 95 %.

5. Предложена методика выборочного обследования линейной части нефтепроводов при помощи внутритрубных инспекционных снарядов, позволяющая минимизировать как затраты на проведение внутритрубной инспекции, так и ущерб от возможных аварий на недефектоско'пированных участках: трас- I сы. Показано, что при отсутствии возможности проведения сплошного обследования нефтепроводов, необходимо дефекто-скопировать от 50 до 75 % от общей длины трассы, в зависимое- ;

I

ти от условий и продолжительности эксплуатации трубопроводов и степени поврежденности металла стенки труб и изоляционного покрытия.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

1. Шолухов В.И., Черняев К.В. Техническая диагностика нефтепроводного транспорта АК "Транснефть" // Доклад на 4-й международной деловой встрече "Диагностика-94". - М. - 1994. -с. 31-35.

2. Черняев К.В., Шолухов В.И., Дегков А.Ю. Акустико-эмиссионная диагностика объектов нефтяной и газовой промышленности // Трубопроводный транспорт нефти. - 1994. - N1.

- с. 32-34.

3. Нащубский В.А., Черняев К.В. Научно-методологические направления решения проблемы повышения надежности и безопасности трубопроводного транспорта // Трубопроводный транспорт нефти. - 1994. - №2. - с. 5-6.

4. Черняев К.В., Шолухов В.И., Кадакин В.П. Техническая диагностика нефтепроводного транспорта АК "Транснефть" // Трубопроводный транспорт нефти. - 1994. - №5. - с. 29-31.

5. Детков А.Ю., Черняев К.В., Шолухов В.И. Требования к технологии акустико-эмиссионной диагностики объектов магистральных нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. -1994. - N5. - с. 15-18.

6. Детков А.Ю., Черняев К.В. Требования к аппаратуре акустико-эмиссионной диагностики объектов магистральных нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. - 1994. -N6. - с. 22-24.

7. Нащубский В.А., Чепурский В.Н., Черняев К.В. Автоматизированная экспертно-техническая система диагностики магистральных трубопроводов // Трубопроводный транспорт нефти.

- 1994. - №1 I. - с. 5-10.

8. Черняев К.В. Технология проведения работ по диагностированию действующих магистральных трубопроводов внут-ритрубными инспекционными снарядами // Трубопроводный

9. Черняев К.В. Оценка-прочности И остаточного ресурса магистрального нефтепровода с дефектами, обнаруживаемыми ; внутритрубными инспекционными.снарядами // Трубопроводный.транспорт нефти, 1995. - N2. - с. 21-31.

10. Черняев К.В., Банков И.Р. Оценка остаточного ресурса магистральных нефтепроводов И Трубопроводный транспорт : нефти. - 1995. - N7. - с. 21-16.

11. Черняев К.В. Обеспечение надежности магистральных нефтепроводов АК "Транснефть" путем управления.их техниче- ; ским состоянием на основе диагностической информации II ; Международная научно-практическая конференция по проблеме: "Безопасность трубопроводов" 17-21 сентября 1995 г., М., с.68-

12. Черняев К.В. Роль и задачи диагностики нефтепроводов России// Газовая промышленность. - 1995. -№8. - с.41-43.

транспорт нефти. - 1995. - N1. - с. 21-31.

74.

К.В.Черняев