Проектирование и эксплуатация газонефтехранилищ

Введение

В настоящее время на территории Российской Федерации проводится полномерная эксплуатация магистральных трубопроводных систем, протяженность которых составляет, 240 тыс. км.
При эксплуатации магистральных трубопроводов, можно отметить работу объектов по их технологическому обслуживанию, это насосные станции, резервуарные парки, и хранилища. Промысловые трубопроводные системы имеют протяженность около 350 тыс. км.
В России роль трубопроводной системы в транспортировке основных источников энергии и химического сырья велика, для больших поставок, нефти, газа и нефтепродуктов как на территории страны так и в различные зарубежные страны.
Магистральные трубопроводные системы в настоящее время относятся к единым системам снабжения потребителей энергетическими ресурсами.
Данный принцип постановки работы трубопроводных систем, характеризуется организационно-техническим компонентом для выявления резервных возможностей и моделированием потока для большей надежности функционирования всей системы.
Магистральные трубопроводы снаружи конструктивно очень просты, но в то же время необходимо учитывать сложность получаемых нагрузок, возможность работы в деформированном состоянии и эффект масштабности.
Больший процент трубопроводных систем в нашей стране был построен в 70-80 года, и в настоящее время нет намечающейся тенденции к замене имеющихся ресурсов, соответственно большая аварийность на всех объектах магистральных трубопроводов, это огромный процент от работы в целом всей системы по стране.
Рассматривая динамику аварийных ситуаций при эксплуатации трубопроводных систем, можно отметить выявление множества повреждений, как в сварных швах, так и в металле трубы. В данном случае, любые нарушения могут подвергать увеличению вследствие отсутствия ремонтных работ и большого слияния микротрещин в период эксплуатации.
Таким образом, резюмируя, можно отметить, что больший процент аварийных ситуаций на трубопроводах можно предотвратить вследствие своевременного и качественно ремонта и при использовании современных диагностических методов выявления деформаций в трубопроводных системах, но вследствие больших недостатков в нормативно-технической документации по эксплуатации трубопроводных систем, при минимизации количества обследований трубопроводов, вероятность возникновения различных аварийных ситуаций на магистральных трубопроводных системах в нашей стране будет прогрессивно расти.

Аварийность на магистральных газопроводах

В настоящее время количество аварий из-за коррозии металла возрастает при интенсивной эксплуатации магистральных трубопроводов на территории Российской Федерации [1].
Соответственно работа трубопроводных систем усложняется при отсутствии качественных систем мониторинга для обеспечения их безопасной эксплуатации. Важно создать в настоящее время параметры контроля и прогноза степеней опасности при безопасной эксплуатации магистральных трубопроводных систем, и активизации работы служб которые могут быть потенциально опасными для трубопроводных систем.
Возрастные характеристики трубопроводных систем всегда оказывает отрицательное влияние на их работу, и могут вызвать большие риски при их эксплуатации. Больший процент риска в эксплуатации трубопроводных систем приходится на трубопроводы которые отработали 20 лет. Некоторые магистральные трубопроводы могут работать более 40 лет в зависимости от условий эксплуатации [2].
Изменение эксплуатационных показателей трубопроводных систем связано со снижением качественных показателей эксплуатации изоляционного материала, и увеличением количества дефектов в самих трубопроводах и сварных швах.
Механические свойства трубопроводных систем, их прочность и процент трещиностойкости за весь период эксплуатации будет зависеть от процессов влияющих на деформацию и уровень прочности трубопроводов.
Эксплуатационные характеристики трубопроводов зависят от пластичных и вязкостных свойств металла.
В настоящее время проводится ремонт и модернизация магистральных трубопроводных систем, но экспорт до сих пор может происходить по старым функционирующим трубопроводам.
Одним из основных факторов, которые в настоящее время характеризуют качество трубопроводных систем это показатель процента аварийности.
Для поддержания трубопроводов в работоспособном состоянии необходимо проводить работы по сохранению пропускной способности и безопасности линейной части. Все газопроводы также нуждаются в регулярной очистке и диагностике состояния стенок для поддержания надлежащего уровня технического состояния [3].
Обследование внутренней поверхности линейной части производится с помощью специальных снарядов, перемещающихся в трубопроводе

. Газопроводы, как объект внутритрубной диагностики, имеют ряд особенностей, обусловленных таким свойством транспортируемого продукта, как сжимаемость.
Организационная структура диагностирования магистральных газопроводов базируется на централизованной системе управления, которая предусматривает взаимодействие подразделений центрального аппарата департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа, газотранспортных обществ, специализированных диагностических организаций ДОАО «ОРГЭНЕГОГАЗ», ЗАО НПО «Спецнефтегаз», ООО Подводгазэнергосервис», ЗАО «Нефтегазкомплектсервис», ООО «ВНИИГАЗ».
Таким образом, диагностические обследования магистральных газопроводов проводятся на регулярной основе. Для обследования магистральных газопроводов создано большое количество диагностических снарядов, перемещаемых потоком транспортируемого газа.

Диагностика аварийного состояния газопроводов

Снаряд для диагностики аварийного состояния трубопроводов содержит центральное твердое тело с аппаратурой и уплотняющие манжеты из упругого материала, обеспечивающие центрирование и уплотнение центрального тела внутри трубопровода.
Тяжелые диагностические снаряды, такие как магнитные дефектоскопы, часто снабжают еще и поддерживающими колесами, установленными на подпружиненных стойках.
Обжатые в трубопроводе манжеты создают значительное сопротивление движению снаряда. Это сопротивление сильно зависит от геометрических размеров манжет, от степени их обжатия, геометрии и шероховатости стенок трубопровода, наличия жидкости и отложений в газопроводе [4].
Движущийся снаряд постоянно преодолевает меняющееся сопротивление трения манжет о стенки трубопровода. Особенно сильно меняется сопротивление движению снаряда при преодолении мест резкого изменения диаметра (сужения) линейной части трубопровода, так как в таких местах для обжатия манжет и подпружиненных стоек с колесами требуется многократное увеличение движущей силы. В таких местах чаще всего и происходят остановки снарядов.
До начала земляных работ определяют месторасположение врезки катушки по трассе, при необходимости отсоединяют устройства электрохимической защиты, контрольно-измерительных колонок, линейной арматуры и др., уточняют места пересечения трубопровода по трассе с подземными и наземными коммуникациями, которые могут быть повреждены во время вскрышных работ [5].
Работы по вскрытию газопровода в местах прохождения подземных коммуникаций различного назначения, шоссейных и железных дорог разрешается производить только после официального письменного согласования с организациями, эксплуатирующими данное сооружение. Засыпать траншеи в местах с подземными коммуникациями разрешается слоями не более 0,1 м с тщательным их трамбованием.
Земляные работы при пересечении действующего электрического кабеля, а также в пределах 1,5 м от него допускается производить в присутствии технического персонала, ответственного за производство ремонтно-строительных работ, и представителя организации, эксплуатирующей кабельную линию. Работы по вскрытию трубопровода можно начинать только после того, как будет уточнено его местонахождение на местности и зафиксировано знаками [6].
При прокладке участка трубопровода параллельно действующему до начала работ по вскрытию необходимо провести специальный инструктаж по технике безопасности со всеми работающими и запретить движение ремонтно-строительных машин и механизмов по валику действующего трубопровода.
В тех случаях, когда необходим переезд через действующий трубопровод, устраивают специальные переезды.
Грунт, вынутый из траншеи, укладывают в отвал с одной стороны траншеи, оставляя другую сторону свободной для отбраковки труб сварочно-восстановительных и изоляционно-укладочных работ. При этом край отвала грунта во избежание обвала стенок забоя должен быть расположен на расстоянии не ближе 0,5 м от бровки траншеи. Размеры отвала определяют с учетом первоначального разрыхления грунта [7].
Планом ремонтных работ рытье траншей предусматривается в сроки, обеспечивающие возможно минимальный разрыв во времени между их рытьем и засыпкой.
При производстве работ в траншее устанавливаются приставные переносные лестницы для свободного и быстрого выхода работающих из траншеи.
При ремонте трубопровода в траншее вскрышные работы обычно выполняют двумя методами:
1. трубопровод вскрывается с двух сторон до его нижней образующей с применением специального вскрышного экскаватора;
2. трубопровод вскрывается одноковшовым экскаватором с двух сторон до нижней образующей трубы.
Для вскрытия участков трубопровода, подлежащих ремонту, чаще всего применяют одноковшовые экскаваторы оборудованный обратной лопатой