CC BY
17К.О. Романова
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ В МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДАХ
В данной статье приводится обширная классификация методов обнаружения возмущений в магистральных нефтепроводах, а также производится анализ данных методов.
Ключевые слова: магистральный нефтепровод, обнаружение утечек, классификация, методы обнаружения утечек.
В настоящее время весьма актуальной задачей является разработка мер по повышению надежности магистральных трубопроводов, а также предотвращению аварий и их последствий. Актуальность обуславливается огромной вероятностью возникновения утечек на магистральных трубопроводах ввиду достаточно большого срока их эксплуатации. Возможный ущерб в результате аварии можно уменьшить за счет оперативного обнаружения утечки с потерями перекачиваемого продукта. Поскольку магистральный нефтепровод является составной частью линейного сооружения большой протяженности, то особенно важно определение не только факта наличия утечки, но и его точного местоположения на трубопроводе.
Существует огромное число различных методов и способов обнаружения утечек на магистральных трубопроводах, основанных на физических явлениях и различных принципах. [1]
Американский институт нефти (American Petroleum Institute, API) - национальная неправительственная организация США, занимающаяся исследованиями всех аспектов и обеспечивающая деятельность по регулированию вопросов в области нефтяной и газовой промышленности. Институт разработал ряд стандартов и публикаций, регламентирующих построение систем обнаружения утечек (СОУ). [2]
Стандарт API 1130 - стандарт, содержащий основную информацию в области систем обнаружения утечек. В данном стандарте приведена самая общая классификация систем обнаружения утечек.
Данная классификация подразумевает, что СОУ делятся на следующие виды:
1.СОУ на базе процессов, происходящих в трубопроводе. Такие системы используют контрольно-измерительное оборудование для мониторинга параметров транспортируемой среды в трубопроводе.
2. СОУ на базе процессов, происходящих вне трубопровода. Такие системы используют контрольно -измерительное оборудование для мониторинга параметров вне трубопровода.
Параметрические методы, которые основаны на показаниях датчиков измерений параметров перекачиваемой среды, включают в себя следующие:
- понижение давления с фиксированной установкой - метод подразумевает сравнение давления, рассчитанного по гидроуклону, с давлением, измеренным через определенные промежутки времени и последующая фиксация установленного перепада. Вычисленные значения давления сопоставляются с фактическими показаниями датчиков. При обнаружении несоответствия происходит оповещение о предполагаемой утечке. [5]
- сравнение скорости изменения расходов - метод основывается на сравнении скорости измерения расходов в начале и конце участка магистрального трубопровода при возникновении в нем утечки. [6].
- контроль материального баланса - метод подразумевает получение информации с датчиков расхода и давления, установленных в начале трубопровода, и его сравнение с соответствующим значением в конце участка магистрального трубопровода. [7]
- контроль статического давления - метод подразумевает контроль показаний датчиков давления в режиме остановленной перекачки для определения утечки. При статическом контроле утечку можно обнаружить методом падения давления и методом дифференциального давления. [8]
- контроль волны отрицательного давления - метод подразумевает регистрацию датчиками отрицательной волны давления, распространяющейся в двух направлениях участка трубопровода от местоположения утечки. [9, 10].
К непараметрическим же относят методы, основанные на показаниях датчиков измерений параметров среды, расположенных вне магистрального трубопровода, дистанционные методы обнаружения утечек и методы, основанные на результатах внутритрубного диагностирования.
Рассмотрим методы, основанные на показаниях датчиков измерений параметров среды, расположенных вне магистрального трубопровода. Их, в свою очередь, делят на волоконно-оптические и акустические.
© К.О. Романова, 2022.
Волоконно-оптические методы основаны на свойствах оптического волокна регистрировать изменения температуры и изменения уровня обратного рассеяния при виброакустических воздействиях.
Акустические методы включают в себя:
- метод акустической эмиссии - метод подразумевает регистрацию датчиками магистрального трубопровода сигналов акустической эмиссии. [12]
- акустический корреляционный метод - Метод подразумевает анализ виброакустических колебаний магистрального трубопровода. [8]
К дистанционным методам обнаружения утечек относят следующие:
- инфракрасный метод базируется на использовании инфракрасной аппаратуры для выявления температурных перепадов.
- лазерный газоаналитический метод - метод подразумевает поглощение углеводородсодержащими газами энергии источника инфракрасного излучения с длиной волны 3,39 мкм. [12]
К методам, основанным на результатах внутритрубного диагностирования, относят:
- ультразвуковой метод - метод подразумевает обследование состояния магистрального трубопровода с помощью ультразвуковых волн, он основан на законах распространения упругих волн, преломления и их отражения с частотой 0,5-24 МГц [14, 3].
- магнитный метод - метод подразумевает подачу снаряда для исследования взаимодействия магнитного поля с внутренней поверхностью трубопровода. Для его проведения применяют дефектоскопы с феррозондовыми и индукционными датчиками. [5]
В результате анализа методов обнаружения возмущений в магистральных нефтепроводах можно сделать вывод, что нет какого-то единого универсального метода, удовлетворяющего всем необходимым критериям, которые предъявляются к современным методам обнаружения утечек на нефтепроводах. Каждый из методов обладает как своими преимуществами, так и недостатками. [1]
Выбор метода обнаружения возмущений в магистральном нефтепроводе зависит от ряда факторов, например
•параметры магистрального трубопровода;
•профиль трассы;
•свойства перекачиваемой жидкости;
•зависит от направления и режима перекачки;
•зависит от природно-климатических условий.
Библиографический список
1. Латышев Л.Н., Насырова З.Р. Система обнаружения несанкционированных врезок в магистральном нефте-проводе//Нефтегазовое дело. - 2006.
2.Системы обнаружения утечек. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://prosou.ru/viewtopic.php?t=70
3.Магистральные нефтепроводы. Часть 2. Нефть, газ и фондовый рынок. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ngfr.ru/ngd.h1mr7neft20
4.API (2007) Recommended Practice 1130. - Стандарт. - Computational Pipeline Monitoring.
5.Методы определения утечек и незаконных врезок в нефтепроводы. Единый стандарт. Центр сертификации и лицензирования. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://1 cert.ru/stati/metody-opredeleniya-utechek-i-nezakonnykh-vrezok-v-nefteprovody
6.Кутуков С. Е. Проблема повышения чувствительности, надежности и быстродействия систем обнаружения утечек в трубопроводах // Нефтегаз. дело. 2004. Т. 2. С. 29-45.
7.Ишмухаметов, И.Т. Сборник практических расчетов при транспортировке нефтепродуктов по трубопроводам / И.Т. Ишмухаметов, С.Л. Исаев, С.П. Макаров, М.В. Лурье. - М: Нефть и газ, 1997. - 111 с.)
8.Мишкин, Г. Б. Классификация систем обнаружения утечек на магистральных трубопроводах нефти, газа и нефтепродуктов / Г. Б. Мишкин. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2010. — № 11 (22). — Т. 1. — С. 56-58. — [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://moluch.ru/archive/22/2266/
9.Щербань, А.И. Система обнаружения утечек из продуктопроводов по волне давления / А.И. Щербань, А.С. Лосенков, Ю.В. Фирсов // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 1999. - №3. - с. 5 - 8.
10.Эксплуатация магистральных нефтепроводов: Учебное пособие. 2-ое изд. / Под общей редакцией Ю.Д. Зе-менкова - ТюмГНГУ, 2001. - 623 с.
11.Методы диагностики линейной части нефтепроводов для обнаружения утечек / Т.Е. Мамонова. Проблемы информатики. - 2012. - с.103 - 112. — [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n7metody-diagnostiki-lineynoy-chasti-nefteprovodov-dlya-obnaruzheniya-utechek
12.Методы и приборы обнаружения утечек нефтепродуктов/ П.А. Первухин. Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" - 2009. - №6. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2009-6/03-06-09.ttb.pdf
13. Алиев, Т.М. Методы и средства контроля малых утечек на магистральных нефте- и продуктопроводах [Текст] / Т.М. Алиев, Р.И. Карташова, А.А. Тер-Хачатуров, В.Л. Фукс. // - М.: ВНИИОЭНГ. 1977. - 61 с.
14.Низамутдинов, Р.И. Система обнаружения утечек / Р.И. Низамутдинов, Р.И. Низамутдинов // Записки Горного института «Проблемы рационального природопользования», Санкт-Петербург. - 2009, т. 182, с. 255 - 258.
РОМАНОВА КСЕНИЯ ОЛЕГОВНА - магистрант, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия.
