CC BY
8УДК 614.8
Каримов А.Ш.
магистрант Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
АНАЛИЗ БЕЗОПАСНОСТИ НЕФТЕ- И ГАЗОПРОВОДОВ
Аннотация: новые тенденции в области цифровых технологий, интеллектуальных технологий и перехода к низкоуглеродным технологиям существенно повлияли на стратегии развития нефте- и газопроводов. Новые технологии привели к существенной экономии средств, но также вызвали обеспокоенность по поводу безопасности нефте- и газопроводов. С точки зрения строительства инфраструктуры, технологий обеспечения безопасности, а также нормативно-правовой базы, данное исследование предлагает обзор и оценку текущей практики для выявления проблем безопасности нефте- и газопроводов.
Ключевые слова: безопасность, безопасность нефтегазопроводов, нефтегазовая промышленность.
Основные артерии транспортировки энергоносителей, нефте- и газопроводы, имеют жизненно важное значение для экономической, социальной и энергетической безопасности страны.
Глобальный энергетический ландшафт трансформируется благодаря экологичному и низкоуглеродному развитию, что приводит к серьезным изменениям в энергетической отрасли.
Потребление природного газа как чистого и эффективного источника энергии увеличится и к 2030 году составит примерно 15% от потребления первичной энергии [1].
Развитие нефте- и газопроводов продвигается в направлении интегрированной эксплуатации, интеллектуального управления и технического
обслуживания, цифрового управления и перехода к низкоуглеродным технологиям. Таким образом, в дополнение к обычным рискам коррозии, повреждения от третьих лиц и частых геологических катастроф, новые технологии привели к возникновению новых проблем безопасности нефте- и газопроводов, таких как охрупчивание трубопроводов природного газа, работающего на смеси водорода, и кибератаки на интеллектуальные трубопроводные сети. Эти проблемы были особенно заметны в ходе прошлых инцидентов, что свидетельствует о том, что устранение обычных рисков и недавно возникших проблем имеет важное значение для обеспечения безопасности нефте- и газопроводов.
Повреждения при строительстве и хищения нефти в результате бурения являются основными причинами аварий на нефте- и газопроводах. Кроме того, по сравнению с предыдущим десятилетием возросла доля строительных повреждений, возможно, из-за быстрой урбанизации. Доля краж с перфорацией значительно снизилась, что объясняется повышением уровня жизни [2].
Технологии проверки дефектов трубопроводов являются относительно совершенными с точки зрения обнаружения деформации, утечки магнитного потока и внутренних датчиков инерционного отображения. Были достигнуты значительные успехи в выявлении и оценке дефектов кольцевых и спиральных сварных швов. Однако в области контроля трещин в кольцевых сварках остаются пробелы.
Технология распределенного оптоволоконного зондирования широко используется для мониторинга строительных работ, проводимых третьими лицами вдоль трубопроводов. Мониторинг вибрационных сигналов используется для раннего предупреждения, однако он сталкивается с проблемами, связанными с сильным фоновым шумом, вызванным сложной окружающей обстановкой и частыми действиями третьих лиц.
Для мониторинга утечек в трубопроводах используются многочисленные хорошо зарекомендовавшие себя технологии, включая баланс потока, звуковые волны и волны отрицательного давления. Тем не менее, он неэффективен для
точного определения местоположения незначительных утечек, а утечки размером менее 1%, вероятно, будут компенсированы с помощью анализа больших данных [3].
Уровень интеллектуальности нефте- и газопроводов должен быть повышен. Информационные технологии при эксплуатации трубопроводов в настоящее время являются основным направлением разработки интеллектуальных систем для нефте- и газопроводов, а разработка интеллектуальных трубопроводов все еще находится на ранних стадиях. Отсутствует хорошо отлаженная интеллектуальная система для всего жизненного цикла, включая планирование и проектирование, строительство, приемку проекта, эксплуатацию, техническое обслуживание и утилизацию. Нефте- и газопроводы не имеют достаточного количества данных для сбора, использования и распространения. Таким образом, невозможно эффективно обеспечить безопасность нефте- и газопроводов с помощью углубленного анализа интеллектуальных данных и приложений для поддержки принятия решений.
Совместное использование ресурсов для обеспечения безопасности и ликвидации чрезвычайных ситуаций на нефте- и газопроводах развивалось медленно из-за различий в степени цифровизации предприятий и протоколах защиты информации. Более того, командный центр реагирования на чрезвычайные ситуации не был создан с учетом качества. По-прежнему невозможно получить единую команду для реагирования на аварийную ситуацию на трубопроводе. Неадекватные системы обмена информацией препятствуют координации действий во время чрезвычайных ситуаций. Хотя поступила просьба о создании платформы для облегчения обмена информацией о безопасности и чрезвычайных ситуациях, процесс строительства продвигается медленно, что приводит к нехватке всеобъемлющей информации для принятия решений [4].
Нефте- и газопроводы сталкиваются с глубоко скрытыми опасностями, сложными информационно-физическими системами и разнообразными рисками
в связи с переходом к цифровизации, интеллектуальным технологиям, экологичным и низкоуглеродным технологиям, которые ухудшают безопасность. Нефте- и газопроводы переходят к обеспечению комплексной безопасности в связи с изменениями в социальной ситуации и технологическим прогрессом.
Стратегии управления рисками для нефте- и газопроводов переходят от пассивного мониторинга к активному предотвращению рисков, поскольку факторы риска постоянно развиваются наряду с совокупным воздействием ненормальных условий эксплуатации и воздействия окружающей среды. Это требует мониторинга рисков, основанного на физических знаниях и данных в режиме реального времени, а также моделей для идентификации, оценки и прогнозирования рисков на основе разнородных данных из нескольких источников и исторических/эмпирических/физических моделей для достижения эффективного управления рисками [5].
Разработка эффективного плана аварийного реагирования на утечки из нефте- и газопроводов имеет критически важное значение. Пробоина в трубопроводе не может быть устранена до тех пор, пока не будут откачаны вся нефть или газ. Этот тип традиционного ручного аварийного реагирования может усугубить последствия катастрофы, продлить простои в работе трубопроводов, загрязнить окружающую среду и привести к финансовым потерям.
Учитывая трудности перехода на экологически чистые технологии и технологии с низким содержанием углерода, необходимо разработать несколько технологий для обеспечения безопасности трубопроводов. В отличие от традиционных нефте- и газопроводов, безопасность трубопроводов зависит от совместимости стальных труб с высоким давлением и средами, богатыми водородом. Крайне важно изучить методы оценки пригодности к эксплуатации, механизмы предотвращения аварий, раннего предупреждения и методы контроля рисков. Например, долгосрочное воздействие давления водорода на материалы трубопроводов и сварку, определение выбора материала и контроль распространения трещин в трубопроводах, работающих на СО2; а также
стандарты проектирования, строительства, эксплуатации и управления трубопроводами, работающими на смеси природного газа и СО2. Также необходимо установить стандарты для определения зон повышенной опасности трубопроводов, по которым транспортируются водород и CO2. "Безопасное расстояние" должно быть исследовано с использованием полномасштабных экспериментов по разрыву трубопровода и численного моделирования рассеивания CO2 или возгораний струй водорода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Повышение надежности и эффективности технологического режима сети нефтесбора / А. Н. Смирнов, С. Ю. Подорожников, Ю. Д. Земенков, А. Н. Шиповалов // Трубопроводный транспорт: теория и практика. - 2011. - № 1(23). - С. 27-29;
2. Прогнозирование экологических рисков при техногенных авариях на магистральных и технологических нефтепроводах / И. Н. Квасов, Е. В. Шендалева, О. В. Штенгауэр, М. Ю. Земенкова // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2019. - № 6. - С. 103-117. - 001 10.31660/0445-01082019-6-103-117;
3. Земенкова, М. Ю. Интеллектуальное управление состоянием систем транспорта углеводородов с использованием нейросетевой идентификации / М. Ю. Земенкова, Е. Л. Чижевская, Ю. Д. Земенков // Трубопроводный транспорт: теория и практика. - 2021. - № 1(77). - С. 50-55;
4. Причины аварийных ситуаций при длительной эксплуатации магистральных трубопроводов в условиях Крайнего Севера / Н. В. Чухарева, А. М. Ревазов, С. А. Миронов, Т. В. Тихонова // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2011. - № 2. - С. 56-59;
5. Интеллектуальные системы для обеспечения промышленной и экологической безопасности магистральных газопроводов / С. М. Кудакаев, Ф.
М. Аминев, В. Ф. Гали- акбаров [и др.] // Газовая промышленность. - 2004. - № 5. - С. 10-12
Karimov A.S.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
ASSESSMENT OF FIRE SAFETY RISKS IN THE WORKPLACE
Abstract: new trends in the field of digital technologies, intelligent technologies and the transition to low-carbon technologies have significantly influenced the development strategies of oil and gas pipelines. New technologies have led to significant cost savings, but have also raised concerns about the safety of oil and gas pipelines. From the point of view of infrastructure construction, safety technologies, as well as the regulatory framework, this study provides an overview and assessment of current practices to identify safety problems of oil and gas pipelines.
Keywords: safety, oil gas pipelines, oil and gas industry.
