CC BY
11ются его ценные компоненты, которые ранее использовались в качестве сырья для химической и нефтехимической промышленности республики, а также вся система газотранспорта подвергается коррозионному воздействию. Ввиду отсутствия надежных систем промысловой обработки газа только третья добываемая его часть подвергается переработке [3]. Целесообразность и эффективность использования газа в конкретных технологических процессах, топливо - потребляющих агрегатах, устройствах и др. - наиболее важный показатель, так как на его основе определяется эффективный тип потребления, решаются задачи оптимизации структуры газопотребления и рационального распределения приростов газа.
Разрыв между возможностями сложившейся структуры трубопроводного транспорта газа и необходимостью максимального обеспечения газом потребителей регионов требует системного подхода к решению проблемы повышения эффективности трубопроводного транспорта газа. Суть такого подхода применительно к анализу надежности магистральных газопроводов заключается в построении достаточно простых и обозримых моделей, позволяющих определить степень влияния параметров надежности газопроводов на общие показатели функционирования ЕГС. Дальнейшее расширение локальной реконструкции газопроводных систем без учета особенностей существующей
газовой инфраструктуры Азербайджана приведет к еще большему дисбалансу между системой трубопроводного транспорта газа и потребителем. При этом возникает проблема управляемости и режимного резервирования.
Таким образом, повышение надежности и эффективности работы газотранспортной системы на основе традиционных технологий эксплуатации невозможно и бесперспективно. Задачу реконструкции газотранспортной системы Азербайджана необходимо решать путем снижения энергоемкости на основе использования энергосберегающих технологий и создания научно обоснованной теоретической базы оптимального управления трубопроводным транспортом газа с применением новых технологий.
Литература
1. Габибов И.А., Джамалов А.Т. Состояние и перспективы развития газотранспортной системы Азербайджанской Республики// Азербайджанское нефтяное хозяйство, №11-12, 2000. -С. 70-77.
2.Эффимофф И. Комментарии по нефтегазовым ресурсам Каспийского региона, объем производства и экспортные маршруты//Еnergy, Ecology, Economy, №3-4, 1999. -С.27-34
3. Багиров Р.А., Меликов А.С., Габибов И.А. Пути развития газовой промышленности Азербайджана. Баку: Маариф, 2004.-260с.
ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСТНОСТИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗА
ГабибовИ.
Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности
д.т.н. профессор, Кафедра Промышленные машины
ENSURING SAFETY DURING THE TRANSPORTATION OF GAS
Habibov I.
Department of Industrial machines Azerbaijan State Oil and Industry University
Baku, Azerbaijan ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3393-7812
АННОТАЦИЯ
Обеспечение безопасности производственных объектов, связанных с транспортировкой углеводородов, является приоритетной задачей на уровне государственной политики. Существующие средства мониторинга трубопроводных систем решают только ограниченный круг задач и не являются комплексными.
В работе задача управления рисками решается с помощью полумарковской модели принятия решений в непрерывном времени при ограниченных объемах средств, выделенных на ликвидацию или предупреждение аварии каждого типа.
ABSTRACT
The safety of the industrial objects connected to transportation of hydrocarbons, is a priority problem at a level of a state policy. Existing means of monitoring of pipeline systems solve only the limited circle of problems and are not complex.
In work the problem of management of risks is solved with the help полумарковской models of decision-making in continuous time at the limited volumes of the means allocated on liquidation or the prevention of failure of each type.
Ключевые слова: Транспортировка углеводородов, трубопроводный систем, ликвидация, чрезвычайная ситуациа, случайные переменны.
Keywords: Hydrocarbon transportation, pipeline systems, liquidation, emergency, random variables.
Актуальность темы. На уровне государственной политики обеспечение безопасности производственных объектов, связанных с транспортировкой углеводородов, является приоритетной задачей. Практика показывает, что, 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 не являются комплексными и решают только ограниченный круг задач. Поэтому важной задачей является совершенствование оценки технического состояния производственных объектов, создание новых технических средств, управления экологическими и технико-технологическими рисками, создание технологий для эксплуатации трубопроводных систем, сюда включаются методы и средства диагностики, обеспечение их устойчивости к воздействию естественных факторов и технологических нагрузок.
Цель исследования является обеспечения безопасности при транспортировки газа в магистральных газопроводах.
Задача 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.
Статистика природных, природно-техноген-ных 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]
Х+ = р (х, + а) + (1 + 3)х,, (1)
где рх и р2 - случайные переменные, принимающие на каждом шаге , значения 0 или 1. Если Рг оЪ((р1 = 1) >> РгоЪ(р2 = 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 синер-гетического 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 (см.[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 предкрити-ческую.
Прогнозирование понижения дна в створах пересечения водотоков трубопроводами различного назначения в последнее время становится одной из самых важных задач при проектировании трубопроводных подводных переходов (ТИП), 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)
ду(г) =ШоЖ + сСх() , (2)
где - определяющий параметр (глубина размыва), Шо - постоянная средняя скорость изменения определяющего параметра, а - 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 (ФИК).
Однако в общем случае скорость изменения глубины размыва dy/dt зависит от t и у и процесс уф описывается СДУ.
ёуф=а^) Л +Ь(^у) dW(t) (3)
где a(t,y) и ь(^у) - неслучайные функции от t и у; W(t)-стандартный винеровский процесс dW(t)=V(t)dt, V(t)- белый шум интенсивности V(t). Нами рассмотрен случай, когда
а^,у)=ао+ а у и Ь$,у)=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) (см. [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 примененияе 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, гидро-криопроцессы.
Существенно 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.
Для решения данной задачи совместно с НИИ «Геотехнологические проблемы нефти, газа и химия» разработан метод классификации и распознавания объектов на основе наблюдений, полученных для разных распознаваемых объектов (РО) в неодинаковые моменты времени ti и t2 с использованием процедуры, обеспечивающей временную привязку данных обучающей выборки к текущим сеансом наблюдений в моменты времени t/,...,ts. оценки технического состояния исследуемых объектов является аналитическая обработка результатов
Таким образом, для оценки технического состояния исследуемых объектов необходимо соблюдать следующую порядок операций: 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
1. Родкин М. В. Модель развития синергети-ческого эффекта при сильных катастрофах // Геоэкология. Инженерная гидрогеология. Геокриология, 2005, №1, с. 81-87.
2. Радаев Н.Н. Повышение точности прогноза вероятности катастроф за счет учета неоднородных статистических данных по ущербу // Автоматика и телемеханика, 2000, №3, с. 183-189.
3. Габибов И.А., Джамалов А.Т., Дышин О.А. Применение Байесовского подхода к оценке параметров надежности магистральных газонефтетру-бопроводных систем // Труды научно - практической конференции «Хазарнефтегазятаг-2008», с. 91-93
4. Ширинзаде А., Гасанов Х., Рагимов Р., Тимофеев А. Применение метода геотехнической диагностики магистральных нефтегазопроводов по материалам аэрокосмического мониторинга // Доклады НАН Азербайджана, 2008, т.54, №1, с. 49-56.
