«Совершенствование методов повышения эффективности выборочного р. Совершенствование методов повышения эффективности выборочного ремонта магистральных газонефтепроводов
 Скачать 2.82 Mb.
|
|
Определения В данной работе применены следующие термины в соответствии с определениями: выборочный ремонт нефтепровода: Локальный ремонт линейной части нефтепровода с целью ликвидации дефектов на ограниченном участке нефтепровода. вмятина: Уменьшение проходного сечения трубы длиной менее 1,5 номинального диаметра трубы, которое возникло в результате механического воздействия, при котором не происходит излома оси нефтепровода. глубина дефекта: Наибольший размер дефекта в направлении толщины стенки (радиальном направлении) трубы. длина дефекта: Расстояние между наиболее удаленными в продольном направлении (вдоль оси трубы) точками дефекта. дополнительный дефектоскопический контроль (ДДК): Контроль, проводимый неразрушающими методами с целью уточнения типа и параметров дефекта, обнаруженного ВИП и выявления возможных дополнительных дефектов. заварка: Ремонт, который заключается в восстановлении толщины стенки трубы в местах потери металла и сварного шва методом наплавки. капитальный ремонт нефтепровода: Плановый ремонт, сопровождающийся заменой труб или ремонт стенки, монтажных и заводских сварных швов трубы с заменой изоляционного покрытия нефтепровода. катушка: Часть трубы длиной не менее диаметра и не более длины заводской секции трубы, ввариваемая в нефтепровод с помощью двух кольцевых стыков или вырезаемая из нефтепровода с помощью двух кольцевых резов. композитная муфта: Стальная оболочка, не приваренная к стенке трубопровода и заполненная композитным составом. коррозия: Физико-химическое взаимодействие между металлом и средой, в результате которого изменяются свойства металла. магистральный трубопровод; МТ: Инженерное сооружение, состоящее из подземных, подводных, наземных и надземных трубопроводов и связанных с ними насосных станций, хранилищ нефти и нефтепродуктов и других технологических объектов, обеспечивающих транспортировку, приемку, сдачу нефти и нефтепродуктов потребителям или перевалку на другой вид транспорта. метод постоянного ремонта трубопровода: Метод ремонта, восстанавливающий несущую способность участка трубопровода с дефектами до уровня бездефектного участка на все время его дальнейшей эксплуатации. необжимная приварная муфта: Ремонтная конструкция, имеющая полость длиной более 100 мм и привариваемая к трубе с зазором на технологических кольцах. неразрушающий контроль: Контроль качества продукции, при котором не нарушается пригодность контролируемых объектов, в т.ч. технических устройств, зданий и сооружений, к применению и эксплуатации. номинальный наружный диаметр трубы: Наружный диаметр трубы, указанный в сертификате на трубу. нормативный документ: Документ, устанавливающий правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов. обжимная приварная муфта: Ремонтная конструкция, при установке которой производится обжатие дефектного участка трубопровода с последующей ее приваркой к трубе. околошовная зона: Участок основного металла трубы шириной, равной четырем номинальным толщинам стенки трубы в каждую сторону от края сварного шва. ремонтная конструкция: Конструкция, установленная на трубопроводе для ремонта дефектов. сварное присоединение: Металлический элемент, приваренный к трубопроводу (или вваренный в трубопровод). секция: Участок трубы между двумя ближайшими поперечными сварными стыками. стык: Неразъемное сварное соединение труб, трубы и соединительной детали или трубы и запорной арматуры. ширина дефекта (длина по окружности трубы): Расстояние между наиболее удаленными в кольцевом направлении точками дефекта. шлифовка: Метод ремонта, заключающийся в снятии в зоне дефекта слоя металла путем шлифования для устранения концентрации напряжений. Обозначения и сокращения: БД - база данных ДДК – дополнительный дефектоскопический контроль; КМТ - композитно муфтовая технология; МН – магистральный нефтепровод; НД – нормативный документ; ППР – планово-предупредительный ремонт; РД – руководящий документ; Ростехнадзор – Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору; РСК – ремонтно-строительная колонна; РСМ – ремонтная стеклопластиковая муфта; УКМТ – усиливающая композиционная муфта трубопровода Содержание ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………13 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ……………………………………………………...15 2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА………… ..17 3. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ РЕМОНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЫБОРОЧНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ………………………………………………… ..20 3.1 Ремонтная стеклопластиковая муфта ………………………………………..20 3.1.1 Ремонт с установкой стеклопластиковых муфт…………………………26 3.2 Усиливающая Композиционная Муфта Трубопровода ……………………33 3.3 Ремонтная манжета Clock Spring….………………………………………..36 3.4 ГАРС………………………………………………………………………….38 3.5 УКМ «КОНУС»………………………………………………………………..40 3.6 Муфта «Антисвищ»…………………………………………………………..43 3.7 Муфта «Конус плюс» ………………...……………………………………44 4. ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫ РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА…………………………………………………………………47 4.1 Виды ремонтных работ на линейной части магистрального нефтепровода47 4.2 Выборочный ремонт………………………………………………………….48 4.2.1 Ремонт с установкой муфт…………………………………………………49 4.2.2 Ремонт с заменой «катушки»…………………………………………….52 4.2.3 Шлифовка…………………………………………………………………55 4.2.4 Заварка дефектов ……………..………………………………………57 5. РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РСМ……………………………59 5.1 Расчетная схема определения критерия работоспособности дефектного участка трубопровода…………………………………………………………….59 5.2. Расчет усилий, напряжений и контактного давления……………………..62 5.3. Критерий работоспособности дефектного участка трубопровода с установленной муфтой ……………………………………………………………66 5.4. Определение коэффициента усиления дефектного участка с использованием стеклопластиковых муфт………………………………………67 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЁННО ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ……………………………………………………………………….71 7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ………………………………………………………….76 7.1 Расчет расхода материалов…………………………………….………….….76 7.2 Расчет времени на проведение мероприятия…………………….……….….79 7.3 Расчет количества необходимой техники и оборудования…….…………..80 7.4 Затраты на амортизационные отчисления……………………….………….82 7.5 Расчет затрат на оплату труда…………………….………….………………83 7.6 Затраты на страховые взносы…………………………………….…………..84 7.7 Затраты на проведение мероприятия……………………….……………….86 8. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ………………………….………..87 8.1. Производственная безопасность………………………………………….…88 8.1.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов……………....88 8.1.2 Обоснование мероприятий по защите персонала предприятия от действия вредных и опасных факторов…………………………………….……91 8.2 Охрана окружающей среды……………………………………………….…94 8.2.1 Анализ влияния на окружающую среду…………………………….……94 8.2.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ……….…….95 8.3 Защита в чрезвычайных ситуациях…………………………………………97 8.3.1 Анализ вероятных ЧС………………………….…………………………97 8.3.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действия в случае возникновения ЧС……………………………………………..97 8.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………99 8.4.1Специальные правовые нормы трудового законодательства ……....99 8.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ……..100 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………102 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………….……….………103 ПРИЛОЖЕНИЕ А (ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)………………………….……….……..107 ПРИЛОЖЕНИЕ Б……………………………………………….………………..123 Введение Тема данной магистерской диссертации актуальна в наше время, так как увеличение возраста трубопроводов и повышение требований к экологической безопасности обуславливает необходимость безотказной и надежной работы объектов трубопроводного транспорта с предупреждением аварий в трубопроводной системе. Целью данной работы является анализ современных методов выборочного ремонта магистральных газонефтепроводов. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать современные ремонтные конструкции выборочного ремонта трубопроводов; изучить технологии ремонта магистральных газонефтепроводов с помощью ремонтной стеклопластиковой муфты; определить критерий работоспособности дефектного участка трубопровода, отремонтированного РСМ. Согласно официальным сведениям Ростехнадзора об аварийности и данным Росстата, в последние года наблюдается положительная динамика, но всё же уровень аварийности магистральных газонефтепроводов остается довольно высоким (См. рисунок 1) [1]. Наблюдается увеличение протяженности магистральных трубопроводов (См. рисунок 1). [1] Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13 Совершенствование методов повышения эффективности выборочного ремонта магистральных газонефтепроводов Разраб . Афанасьев Р. Г. Руковод. Крец В.Г. Консульт. И.о.Зав. Каф. Бурков П. В. Введение Лит. Листов 124 НИ ТПУ гр. 2БМ5А Рисунок 1 – Количество аварий магистральных газонефтепроводов Рисунок 2 – Протяженность магистральных газонефтепроводов В результате аварий на газонефтепроводах кроме экономического ущерба создаётся значительная угроза для окружающей среды. В некоторых случаях ущерб от отказа магистрального трубопровода для потребителей и поставщиков будет превышать ущерб транспортников. В таких условиях важное значение приобретают вопросы по обеспечению надежности газонефтепроводов, т.е. способности объектов трубопроводного транспорта выполнять заданные функции в период его эксплуатации. К задачам государственной важности относится обеспечение безотказной и надежной работы систем магистрального трубопроводного транспорта. При решении этих задач важное значение уделяется капитальному ремонту линейной части магистральных газонефтепроводов. 0 5 10 15 20 25 30 2009 2010 2011 2012 2013 2014 К о л ич е ст во авар ий Количество аварий 220 225 230 235 240 245 250 2009 2010 2011 2012 2013 2014 П р о тя женн о ст ь тыс. км Протяженность газонефтепроводов Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 14 Введение 1. Литературный обзор В процессе подготовки данной магистерской диссертации была изучена и проанализирована тематическая и научная литература, патенты и полезные модели, руководящие документы и стандарты организаций компаний ПАО «Транснефть» и ПАО «Газпром»: 1. Трубопроводный транспорт нефти. Под ред. С.М. Вайнштока. Учебник. – М.: Недра, Т.2 – 2004. – 621 с. 2. Юдин В.В., Лещенко В.В., Винокуров В.И. и др. Устройство ремонта трубопровода. Патент на полезную модель № 80530 Российская Федерация. – 10.02.2009. – Бюлл. № 20. 3. Капитальный ремонт подземных нефтепроводов / Гумеров А.Г., Зубаиров А.Г и др.– М.: Изд-во Недра-Бизнеспентр, 1999. – 525 с. 4. РД-23.040.00-КТН-140-11 «Методы ремонта дефектов и дефектных секций действующих магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов». 5. РД-23.040.00-КТН-011-11 «Классификатор дефектов магистральных и технологических трубопроводов» 6. СТО Газпром 2-2.3-335-2009 Инструкция по ремонту дефектных участков трубопроводов стеклопластиковыми муфтами с резьбовой затяжкой. – Введен 27.04.2009. – М.: ОАО «Газпром». – 2009. – 40 с. В диссертации «Разработка конструкций стеклопластиковых муфт и методов расчета их работоспособности при ремонте газопроводов» Романцова С. В. представлен аналитический обзор муфтовых устройств, предназначенных для ремонта трубопроводов. Была поставлена и решена задача анализа НДС участка трубы с установленной на нее муфтой при затяжке болтовых Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 15 Совершенствование методов повышения эффективности выборочного ремонта магистральных газонефтепроводов Разраб . Афанасьев Р. Г. Руковод. Крец В.Г. Консульт. И.о.Зав. Каф. Бурков П. В. Литературный обзор Лит. Листов 124 НИ ТПУ гр. 2БМ5А соединений и воздействия внутреннего давления [2]. В статье «Прогрессивный способ ремонта трубопроводов» Юдина В.В., Лещенко В.В. и Винокурова В.И, опубликованной в марте 2010 года в журнале «СФЕРА НЕФТЕГАЗ», рассматривается проблема выбора способа выборочного ремонта трубопроводов. Приводится сравнение современных ремонтных конструкций выборочного ремонта трубопровода [3] Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 16 Введение 2. Анализ состояния трубопроводного транспорта Современная система трубопроводного транспорта постоянно развивается и занимает важное место во всей инфраструктуре как газовой, так и нефтяной промышленности. Доля газа и нефти в энергобалансе развитых промышленных стран составляет около 75-80 %. Доля капитальных вложений на сооружение линейной части составляет около 70 - 80 % от общего объема капитальных вложений на создание нефте- , газо-, и нефтепродуктопроводов. От 20 до 30% приходятся на компрессорные станции (КС) и нефтеперекачивающие станции (НПС) со вспомогательными сооружениями. Трубопроводы связывают места добычи с местами потребления и переработки газа и нефти 4 Различают трубопроводы нескольких видов: газопровод — трубопровод для транспорта газа; нефтепровод — трубопровод для транспорта нефти; продуктопровод — трубопровод для транспортировки нефтепродуктов; магистральный трубопровод — трубопровод, которые соединяет места первичной обработки с местами переработки или потребления и имеющий протяженность в десятки тысяч километров. промысловый трубопровод — трубопровод, который соединяет непосредственно место добычи с местом первичной обработки газа или нефти и подготовки их для транспорта по магистральным трубопроводам; В период Советского Союза нефтегазовое трубопроводное строительство развивалось весьма динамично. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 17 Совершенствование методов повышения эффективности выборочного ремонта магистральных газонефтепроводов Разраб . Афанасьев Р. Г. Руковод. Крец В.Г. Консульт. И.о.Зав. Каф. Бурков П. В. Анализ состояния трубопроводного транспорта Лит. Листов 124 НИ ТПУ гр. 2БМ5А После распада СССР и последовавшего за этим развала промышленности объем реконструкции и строительства нефтепроводов заметно снизился. Только в последние года появилась устойчивая тенденция возрождения газовой и нефтяной промышленности. Ведущие нефтяные компании имеют свои собственные программы реконструкции и ремонта нефтепроводов, но к сожалению, не всегда они выполняются в достаточной степени. Современная энергетическая стратегия Российской Федерации ориентирована на увеличение добычи газа и нефти (См. рисунок 3) 5 Рисунок 3 - Прогноз поэтапного развития добычи нефти на период до 2020 года 5 Нефтепроводы и продуктопроводы В 1991 году общая протяженность продуктопроводов и нефтепроводов бывшего СССР составляла около 90000 км. Эти данные не включают более 600 000 км коллекторов разного диаметром от 57 до 700 мм и промысловых трубопроводов. Больше чем половина трубопроводов (около 52000 км) было построено из труб диаметром от 700 мм и больше. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 18 Анализ состояния трубопроводного транспорта К началу 1991 года протяженность нефтепроводов для сырой нефти достигала около 70 000 км. Общее количество нефтеперекачивающих станций на трассах составляло 572. Газопроводная система младше системы нефтепроводов. С этим связана относительно большая аварийность нефтепроводов. В 2013 году удельная интенсивность аварий на российских магистральных трубопроводах составляла 0,03 случая на 1000 км·год. Стоит отметить, что на МТТ удельная аварийность после увеличения в 1993-1998 годах на грузооборот уменьшается, и в начале 2010-х годов по этому показателю вышли на уровень начала 1990-х годов. 2 Необходимо отметить, что за рассматриваемый период отсутствовали новые технические решения на нефтеперекачивающих станциях, а также темпы работ по модернизации и ремонту существующего парка насосных агрегатов были недостаточно энергичные. Все МН России сегодня эксплуатируются компанией «Транснефть». При движении от грузоотправителя до грузополучателя нефть проходит в среднем 3000 км. «Транснефть» разрабатывает маршруты движения нефти, а также тарифы на ее перекачку и перевалку. 73% нефтепроводов были построены более 20 лет назад. В 2010 году ПАО «Транснефть» утвердила «Программу технического перевооружения, развития и капитального ремонта объектов магистральных нефтепроводов ПАО «АК «Транснефть» на период 2011–2017 годов». Эта программа предусматривает замену до 2017 года трубопроводов общей протяженностью 6 503,61 км, ремонт и реконструкция 481 резервуара общей емкостью 8 349 тыс. куб. м, включая строительство 56 резервуаров общей емкостью 1079 тыс. кубометров. Замене в первую очередь подлежат участки МН, переходы через малые водотоки и водные преграды, которые были построены в период шестидесятых-семидесятых годов прошлого века с использованием труб из низконадежных марок стали. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 19 Анализ состояния трубопроводного транспорта |