CC BY
60
совершенно отличающийся от того метода, который традиционно излагается при изучении раздела: «Деформация при изгибе». В данной работе в отличие от [2] используя только неопределенные интегралы, производится интегрирование дифференциального уравнения, а неизвестные постоянные определяются из граничных условий.
Список литературы / References
1 Алдабергенов А.К. Сопротивлекние материалов с основами теории упругости. Алматы: Рауан, 1994.
2 Варвак П.М. Новые методы решения задач сопротивления материалов. Киев: Вища школа, 1977. С. 160.
3 Алдабергенов А.К. Новое в методе непосредственного интегрирования. // Проблемы современной науки и образования. № 5 (47). М., 2016.
4 Алдабергенов А.К. О методе непосредственного интегрирования // Вестник науки и образования, 2016. № 8 (20). 29-32.
ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Томарева И.А.1, Медведева Д.А.2, Шерстюгов Р.А.3 Em ail: Tom areva640@scientifictext.ru
'Томарева Инесса Александровна - кандидат технических наук, доцент; 2Медведева Дарья Александровна — магистрант; 3Шерстюгов Роман Андреевич - магистрант,
кафедра нефтегазовых сооружений, Институт архитектуры и строительства Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград
Аннотация: в статье дан обзор существующих методов оценки безопасной работы трубопроводов. Выявлены причины, влияющие на надежность трубопроводных систем нефтегазовых месторождений. Предложен комплексный подход, направленный на совершенствование обеспечения надежности в строительстве трубопроводов: разработана блок-схема модели комплексного обеспечения надежности трубопроводных систем нефтегазовых месторождений, были выделены параметры частных целей по снижению аварийности, описывающие характеристики мероприятий по обеспечению безопасности, а также параметры, относящиеся к факторам риска, что позволило построить дерево целей. Ключевые слова: надежность, трубопроводные системы, нефтегазовые месторождения, методы оценки безопасности.
PROBLEMS OF RELIABILITY OF PIPELINE SYSTEMS OF OIL AND GAS FIELDS Tomareva I.A.1, Medvedeva D.A.2, Sherstugov R.A.3
'Tomareva Inessa Alexandrovna - PhD in Engineering, Associate Professor; 2Medvedeva Daria Alexandrovna - Graduate Student; 3Sherstugov Roman Andreevich - Graduate Student, INSTITUTE OF ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION VOLGOGRAD STATE TECHNICAL UNIVERSITY, VOLGOGRAD
Abstract: the article reviews the existing methods for assessing the safe operation of pipelines. The reasons influencing reliability of pipeline systems of oil and gas deposits are revealed. A comprehensive approach aimed at improving reliability in the construction of pipelines was proposed: a block diagram of a model for the integrated reliability ofpipeline systems of oil and gas fields was developed, the parameters of private accident reduction objectives describing the characteristics of safety measures and parameters relating to risk factors, which allowed to build a tree of goals. Keywords: reliability, pipeline system, oil and gas fields, methods of safety assessment.
УДК 622.24:658.3:621.646
Современный уровень научно-технического прогресса позволяет создавать трубопроводные транспортные системы, обладающие высокой экономичностью и надежностью.
Мерой надежности принято считать вероятность безотказной работы за весь период жизненного цикла сооружения.
В проблеме обеспечения надежности трубопроводных систем существенную роль играют правила расчета, представленные в строительных нормах (технических регламентах) и определяющие ожидаемый уровень надежности. Необходимый уровень надежности достигается не только при выполнении расчетных требований норм проектирования, но и зависит от выбора метода расчета, вида соединений элементов конструкции, плана испытаний системы и условий ее приемки при монтаже, своевременной дефектоскопии сооружения во время строительства и эксплуатации трубопроводов.
В настоящее время существует много методов оценки безопасности конструкций. Теоретические основы расчета конструкций сформулированы в методах строительной механики. Первым был разработан метод допустимых напряжений. При проектировании по методу допустимых напряжений работа материалов в конструкции рассматривается в упругой стадии и практически не учитывает пластические свойства материалов. Более совершенным является метод разрушающих нагрузок, основанный на учете пластической работы материала для определенных схем разрушения, установленных испытаниями различных конструктивных элементов. Основы нормирования расчета строительных конструкций получили дальнейшее развитие в методе предельных состояний. Этот метод позволил учесть статические нагрузки, механические свойства материалов и условия работы конструкций. Дальнейшее совершенствование правил расчета строительных конструкций, в частности, трубопроводных систем, привело к необходимости привлечения методов теории надежности, использующие теорию вероятности и математическую статистику [1].
Трубопроводы являются сложными техногенными системами. На протяжении всего их жизненного цикла могут создаваться негативные ситуации (отказы, аварии и т.д.), анализ которых показывает, что в основе их лежит целый ряд причин. Главным в идентификации является установление причин проявления опасности.
Анализ предаварийных ситуаций и аварий на трубопроводах на протяжении их жизненного цикла в отечественной и мировой практике свидетельствует о том, что причинами их возникновения может быть ряд факторов: давление перекачиваемого продукта; изгибы и изломы на неровностях рельефа, в том числе под водными преградами; не преднамеренные механические воздействия (на реках и морях: суда, их якоря); сейсмическая активность; размывы при паводках и т.д. Часть нагрузок в трубопроводах носит случайный характер, но стабильно развивающиеся во времени действуют всегда: вибрация, коррозия, нарушение изоляции, ее старение и т.п. [2].
В России главными причинами аварий на трубопроводах являются [3]:
• внешние факторы - земляные работы вблизи трубопроводов, оползни, диверсии - 45,3%;
• брак строительно-монтажных работ - 20,8%;
• технические - выход из строя затворов, несовершенство вентилей, заводской брак - 5,6%;
• причины организационного характера - 11,3%;
• коррозия - 13,2%;
• прочие - 3,8%.
На основе анализа статистических данных о нештатных ситуациях и отказах выделены следующие типовые сценарии аварий, связанных с повреждениями трубопроводов:
• полный разрыв трубопровода от ударной волны, механического повреждения и при техногенных катастрофах;
• образование протяженных и локальных трещин в трубопроводе с раскрытием части из них на ширину сварного шва с диффузией транспортируемого продукта в окружающую среду;
• образование локального свища в трубопроводе с постоянным дебетом транспортируемого продукта и возможностью его изоляции от окружающей среды.
Целью обеспечения надежности в строительстве трубопроводных систем нефтегазовых месторождений является сведение до минимума причин аварийных ситуаций. В этом случае при принятии решений по обеспечению надежности необходимо включить в цикл управления системой «человек - производственная среда»: анализ аварийных ситуаций; конкретизацию цели выбора; принятие организационно-технических решений; реализацию принятого решения с социально-экономической оценкой последствий его реализации.
Поскольку речь идет о систематизации и формализации значительного по своему объему информационно-расчетного массива, то наиболее приемлемым средством описания процесса принятия решений по обеспечению надежности в строительстве трубопроводных систем нефтегазовых месторождений является модель комплексного обеспечения надежности, блок-схема которой представлена на рис. 1.
Анализ статистических данных позволил нам объединить основные причины аварийности в строительстве трубопроводных систем в группы: организационные; технические; организационно-технические; социально-экономические.
Реализация основной цели требует более детальной конкретизации: переход от основной цели к отдельным целевым функциям (частным целям); снижение вероятности серьезных ошибок при принятии решений; определение соразмерности целевых функций с ресурсами.
Для решения поставленной задачи были выделены параметры частных целей по снижению аварийности, описывающие характеристики мероприятий по обеспечению безопасности, а также параметры, относящиеся к факторам риска, что позволило построить дерево целей (рис. 2).
Частные цели (количественные параметры) описывают: эффективность, КПД как основные технологические характеристики любого рода мероприятий по снижению аварийности; надежность, как базовый функциональный параметр, способный охарактеризовать эффективность мероприятий на любой период времени; экономический эффект и приведенные затраты как основные показатели экономичности принимаемых решений.
Рис. 1. Блок-схема модели комплексного обеспечения надежности трубопроводных систем нефтегазовых месторождений
Рис. 2. Дерево целей при снижении аварийности ТС
Выделенные параметры частных целей практически равнозначны, противонаправлены и изначально несводимы. Связь между ними является дизъюнктивной (по принципу «или»).
Стратегия оптимизации целевой функции снижения аварийности ТС предполагает однозначную последовательность действий, которые позволяют в режиме реального времени осуществлять объективно обоснованный выбор организационно -технических решений в условиях конкретного производства при наличии всей совокупности известной информации [2].
Проблема повышения надежности трубопроводных систем нефтегазовых месторождений требует систематизации методик расчета, создания банка данных отказов и аварий на их жизненном цикле, прогнозирования ресурса безопасной работы трубопроводов.
Таким образом, актуальными являются исследования, направленные на совершенствование обеспечения надежности в строительстве трубопроводных систем путем комплексного подхода к оптимизации существующих и разрабатываемых решений.
Список литературы / References
1. Райзер В.Д. Теория надежности сооружений. Научное издание. М.: Издательство АСВ, 2010. 384 с.
2. Томарева И.А. Оценка и прогнозирование безопасных условий труда в строительстве переходов инженерных сетей: дис. канд. техн. наук. Волгоград, 2010. 142 с.
3. Томарева И.А., Карагодов Н.А. Применение метода горизонтально направленного бурения в строительстве прибрежного участка подводного трубопровода // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, 2014. № 4. С. 40-42.
