Научная статья на тему 'ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА'

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
116
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ / ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ / НАДЕЖНОСТЬ / КАТАСТРОФА

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Габибов И.А.

Обеспечение безопасности производственных объектов, связанных с транспортировкой углеводородов, является приоритетной задачей на уровне государственной политики. Мировая практика показывает, что средства, необходимые для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций техногенного характера, значительно превосходят затраты на непрерывный мониторинг технического состояния и обеспечение надежности производственного объекта. Существующие средства мониторинга трубопроводных систем решают только ограниченный круг задач и не являются комплексными. Поэтому совершенствование методологии оценки технического состояния производственных объектов и управления экологическими и технико-технологическими рисками, создание новых технических средств и технологий для эксплуатации трубопроводных систем, включая методы и средства диагностики, обеспечение их устойчивости к воздействию естественных факторов и технологических нагрузок - важная задача. В статье рассматривается задача обеспечения безопасности при транспортировке газа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ENSURING SAFETY DURING GAS TRANSPORTATION

Ensuring the safety of production facilities related to the transportation of hydrocarbons is a priority task at the level of state policy. World practice shows that the funds needed to eliminate the consequences of man-made emergencies significantly exceed the costs of continuous monitoring of the technical condition and ensuring the reliability of the production f acility. The existing monitoring tools for pipeline systems solve only a limited range of tasks and are not comprehensive. Therefore, improving the methodology for assessing the technical condition of production facilities and managing environmental and technical and technological risks, creating new technical means and technologies for the operation of pipeline systems, including diagnostic methods and tools, ensuring their resistance to natural factors and technological loads is an important task. The article deals with the problem of ensuring safety during gas transportation.

Текст научной работы на тему «ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА»

Вектор ГеоНаук/Vector of Geosciences

5(2) 2022

йй!: 10.24412/2619-0761-2022-2-19-22 УДК 542.73

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА

Габибов И.А.

Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджан

*Е-таИ: h.ibo@maii.ru

Аннотация. Обеспечение безопасности производственных объектов, связанных с транспортировкой углеводородов, является приоритетной задачей на уровне государственной политики. Мировая практика показывает, что средства, необходимые для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций техногенного характера, значительно превосходят затраты на непрерывный мониторинг технического состояния и обеспечение надежности производственного объекта.

Существующие средства мониторинга трубопроводных систем решают только ограниченный круг задач и не являются комплексными. Поэтому совершенствование методологии оценки технического состояния производственных объектов и управления экологическими и технико-технологическими рисками, создание новых технических средств и технологий для эксплуатации трубопроводных систем, включая методы и средства диагностики, обеспечение их устойчивости к воздействию естественных факторов и технологических нагрузок - важная задача.

В статье рассматривается задача обеспечения безопасности при транспортировке газа.

Ключевые слова: безопасность производственных объектов, техническое состояние, надежность, катастрофа.

Введение.

адача управления рисками решается нами с помощью полумарковской модели принятия решений в непрерывном времени при ограниченных объемах средств, выделенных на ликвидацию или предупреждение аварии каждого типа. По критерию максимума среднего дохода (минимума средних издержек) находится оптимальная стратегия управления, согласно который аварии каждого типа ставится в однозначное соответствие определенное мероприятие из комплекса мероприятий, применяемых в случае данной аварии.

Локальную интенсивность аварий определяют на основании статистических данных об инцидентах и отказах и по результатам экспертных оценок конструктивно-технологических особенностей, условия строительства, эксплуатации и текущего технического состояния технологического оборудования. Очевидно, что для учета в расчетных моделях всех факторов риска необходима корпоративная база данных (БД), на основе которой с помощью информационно-аналитической системы (ИАС) можно получить экспертные оценки, зависящие, прежде всего, от сроков эксплуатации и системы технического обслуживания объектов добычи газа.

Основная часть. Статистика природных, природно-техногенных и техногенных катастроф свидетельствует, что основной ущерб связан с редкими наиболее сильными событиями. При этом считается, что возникновение аномально сильных катастроф часто обусловлено синергетическим эффектом, когда развитие катастрофы создает условия для дальнейшего роста физических размеров катастрофы и/или вызываемых ею величин ущерба. Процесс развития таких катастроф описывается моделью [1].

Хт =ФХ (X + а)+р2 (1 + д)Хг (1)

(сер Cl) Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 4.0. Любое дальнейшее распространение этой работы должно содержать указание на автора (ов) и название работы, цитирование в журнале и DOI.

где ф1 и ф2 - случайные переменные, принимающие на каждом шаге i значения 0 или 1. Если Prob (ф1 = 1) >> Prob (ф2 = 1), то модель (1) в широком диапазоне числовых параметров приводит к модельному распределению, при малых X описываемому экспоненциальным, а при больших X- степенным законом.

На основе тесной аналогии мультипликативной схемы генерации степенных распределений и модели лавинообразного процесса дается трактовка процесса реализации синергетического эффекта как результата возникновения в ходе развития катастрофы положительной обратной связи между достигнутой величиной катастрофы и скоростью ее дальнейшего роста, что позволяет сформулировать общие рекомендации по уменьшению вероятности развития существенного синергетического эффекта.

Для повышения точности прогноза вероятности катастроф нами использован разработанный в [2] методический аппарат для снижения статистической неопределенности прогноза катастроф на основе имеющихся статистических данных за некоторый период наблюдения с учетом тенденций изменения их числа и распределения по ущербу.

Одним из важных этапов методологии оценки риска на экологически опасных объектах является определение параметров, характеризующих надежность оборудования системы безопасности. На основе анализа критических ситуаций техногенной природы нами показана [3] необходимость использования робастных Байесовских оценок для определения параметров надежности магистральных газопроводных систем (МГС) при наличии неполной первичной информации. Возможность риска от возникновения аварии некоторого типа находится с помощью алгоритма вычисления вероятности неготовности системы защиты, имеющейся в распределении МГС, от данного типа аварии.

Применение аэрокосмометодов в геодинамических исследованиях позволяет сравнительно быстро получать информацию о проявлениях инженерно-геологических процессов на трассе, дает возможность изучать их с учетом динамики, детализировать наиболее геодинамически напряженные участки (ГДНУ) трассы, определяя первоочередные объекты для полевых работ. Крупномасштабным дешифрированием и полевым обследованием выявляются места опасного геодинамического воздействия на газопровод оползневых, карстовых, эрозионных процессов в руслах водотоков, овражной эрозии на склонах долин, изменения состояния и свойств грунтов при увлажнении. На переходах газопроводов через болота и реки выявляются места их деформации в результате пучения торфяников или всплывания.

В последние годы особую актуальность приобретает проблема обеспечения безопасного функционирования нефтегазопроводов при пересечении ими рек. Нередко экологическую обстановку таких объектов можно охарактеризовать как предкритическую.

Прогнозирование понижения дна в створах пересечения водотоков трубопроводами различного назначения в последнее время становится одной из самых важных задач при проектировании трубопроводных подводных переходов (ТПП), которая до сих пор далека от решения из-за недостаточной степени изученности размывов русел рек. Для описания процесса размыва в [8] применяется стохастическое дифференциальное уравнение (СДУ).

где у(^ - определяющий параметр (глубина размыва), т0 - постоянная средняя скорость изменения определяющего параметра, о - постоянное среднеквадратическое отклонение, х^) - случайная составляющая гауссовского процесса. Основной задачей анализа процесса размыва является определение времени достижения процессом (2) верхней границы области и решается в [8] с помощью уравнения Фоккера - Планка - Колмогорова (ФПК).

Однако, в общем случае скорость изменения глубины размыва dy/dt зависит от t и у и процесс у(^ описывается СДУ.

где a(t, y) и b(t, y) - неслучайные функции от t и y; W(t) - стандартный винеровский процесс dW(t) = V(t)dt, V(t) - белый шум интенсивности V(t). Нами рассмотрен случай,

dy(t) =modt +adx(t),

(2)

dy(t) = a(ty) dt + b(t,y) dW(t)

(3)

Вектор ГеоНаук/УесЬог Сеовс!епсев

5(2) 2022

когда

а(^у)= ао+ а ¡у и Ь(1у) = во (4)

В этом случае уравнение (3) имеет единственное решение у(£), являющееся гауссовским марковским процессом и время достижения процесса у(^ верхней границы Н (предельной глубины разрыва) представляется в виде двумерных квадратур от функций (4) [9] и могут быть вычислены приближенно с помощью квадратурных формул со степенью точности наблюдаемых значений у

Важную роль в повышении безопасной эксплуатации МГНТС может сыграть совершенствование системы диагностики и применение новых высокотехнологичных методов. С этой целью предлагается метод геотехнической диагностики (ГТД) магистральных трубопроводов, базирующийся на обработке материалов аэрокосмической съемки земной поверхности [4].

Конечным этапом оценки технического состояния исследуемых объектов является аналитическая обработка результатов дешифрирования, включающая выделение природных процессов и образований, потенциально опасных для газопроводов. К ним относятся: при воздействии подземных вод - подпочвенные водотоки, карсты, суффозии, подтопления территорий; при воздействии подземных вод - сели, абразия берегов, аккумуляция берегов, эрозии (овраги); при смещениях, определяемых гравитационными и другими силами - оползни, обвалы, осыпи, курумы, крипы, гидрокриопроцессы.

Заключение.

1. Важным моментом аналитической обработки результатов дешифрирования снимков, полученных при дистанционном зондировании Земли (ДЗЗ), который, кстати, не исследуется, является проблема классификации вышеуказанных природных объектов в условиях, когда присутствует временная несогласованность данных обучающей выборки и распознаваемого объекта.

2. Для решения данной задачи разработан метод классификации и распознавания объектов на основе наблюдений, полученных для разных распознаваемых объектов (РО) в неодинаковые моменты времени t1 и ^ с использованием процедуры, обеспечивающей

временную привязку данных обучающей выборки к текущим сеансом наблюдений в

* .

моменты времени t1 ,^,ts. После процедуры временной синхронизации производится сжатие информации за счет выделения информативных признаков в виде вейвлет-коэффициентов синхронизированных наблюдений за объектами и их фрактальной размерности, на основе которых строится нейронный классификатор объектов, используемый, в конечном счете, для распознавания класса исследуемого объекта.

Литература: 3. Габибов И.А., Джамалов А.Т., Дышин

1. Родкин М.В. Модель развития ОА. Применение Байес°вског° п°дх°да к синергетического эффекта при сильных оценке параметров надежности магистраль-катастрофах // Геоэкология. Инженерная ных газонефтетрубопроводных систем // гидрогеология. Геокриология. 2005. №1. Труды науч.-практ.конф. «Хазарнефте-С. 81-87. газятаг-2008». С. 91-93.

2. Радаев Н.Н. Повышение точности 4. Ширинзаде А Гасанов ^ Рагимов прогноза вероятности катастроф за счет Р . , Ти мо феев А. Применение метода геотех-учета неоднородных статистических данных нической диагностики магистральных по ущербу // Автоматика и телемеханика. нефтегазопроводов по материалам аэрокос-2000 №3 С 183-189 мического мониторинга // Доклады НАН

Азербайджана. 2008. Т.54. №1. С. 49-56.

Контактные данные:

Габибов Ибрагим Абульфас оглы, e-maii.ru: h.ibo@maii.ru

© Габибов И.А., 2022

Вектор ГеоНаук/Vector of Geosciences

5(2) 2022

ENSURING SAFETY DURING GAS TRANSPORTATION

¡.A. Habibov

Azerbaijan State University for Oil and industry, Baku, Azerbaijan

E-mail: h.ibo@mail.ru

Abstract. Ensuring the safety of production facilities related to the transportation of hydrocarbons is a priority task at the level of state policy. World practice shows that the funds needed to eliminate the consequences of man-made emergencies significantly exceed the costs of continuous monitoring of the technical condition and ensuring the reliability of the production f acility.

The existing monitoring tools for pipeline systems solve only a limited range of tasks and are not comprehensive. Therefore, improving the methodology for assessing the technical condition of production facilities and managing environmental and technical and technological risks, creating new technical means and technologies for the operation of pipeline systems, including diagnostic methods and tools, ensuring their resistance to natural factors and technological loads is an important task.

The article deals with the problem of ensuring safety during gas transportation.

Keywords: safety of production facilities, technical condition, reliability, disaster.

References

1. M.V. Rodkin, A model for the development of a synergistic effect in severe catastrophes, Geoecology. Engineering hydrogeology. Geocryology, (1) 2005 81-87.

2. N.N. Radaev, Increasing the Accuracy of Catastrophe Probability Prediction by Accounting for Non-Uniform Damage Statistics, Automation and Telemechanics. 3 (2000) 183-189.

3. I.A. Gabibov, AT. Dzhamalov, O A. Dyshin, Application of the Bayesian approach to assessing the reliability parameters of gas and oil pipeline systems, in: Proceedings of scientific-practical conference "Khazarnefte-gazyatag-2008", pp. 91-93.

4. A. Shirinzade, Kh. Gasanov, R. Rahimov, A. Timofeev, Application of the method of geotechnical diagnostics of main oil and gas pipelines based on aerospace monitoring materials, Reports of the National Academy of Sciences of Azerbaijan, 54(1) (2008) 49-56.

Contacts:

ibragim A. Habibov, h.ibo@maii.ru

© Habibov, I.A., 2022

Габибов И.А. Обеспечение безопасности при транспортировке газа // Вектор ГеоНаук. 2022. Т.5. №2. С. 19-22. DOI: 10.24412/2619-0761-2022-2-19-22.

Habibov I.A., 2022. Ensuring safety during gas transportation. Vector of Geosciences. 5(2). Pp. 19-22. DOI: 10.24412/2619-0761-2022-2-19-22.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.