Русский

Анонс

Рубрика, название статьи и краткая аннотация

Авторы

1. Прочность, надежность и долговечность

1.1

Комплексный анализ прочности магистральных нефтепроводов

Рассматривается обобщенная структура нормативного определения параметров прочности магистральных трубопроводных систем, сложившаяся в нашей стране и за рубежом на протяжении 6–7 десятилетий. Основное внимание уделено магистральным трубопроводам для транспортировки нефти и нефтепродуктов. В основу расчетного анализа прочности положены два метода – метод по допускаемым напряжениям (принятый в зарубежной практике) и расчет по предельным состояниям и предельным сопротивлениям (принятый в отечественной практике).
Наиболее развитым и применяемым является детерминированный расчет прочности на стадии проектирования. При этом решаются прямые основные задачи определения толщины стенки трубопровода по заданным давлениям, пропускной способности труб и выбранным трубным сталям. Этот же метод используется на стадии поверочных расчетов прочности строящихся и большинства эксплуатируемых трубопроводов.
В тех случаях, когда необходимо расчетное обоснование прочности функционирующих трубопроводов при отклонениях от проектных решений и при возникновении дефектности труб за пределами установленных норм, необходимо проведение поверочных расчетов с использованием фактической статистической информации по всем расчетным параметрам. Одной из решаемых при этом задач становится назначение всех основных расчетных параметров по полученной статистической информации. В этих случаях характерно сохранение нормативных запасов прочности.
Для наиболее ответственных участков трубопроводов статистический анализ прочности может оказаться недостаточным и неприемлемым. Тогда требуются вероятностные оценки прочности с использованием функций распределения эксплуатационной нагруженности и механических свойств трубных сталей по параметру времени эксплуатации. Для этих ситуаций появляется возможность изменения запасов прочности для требуемых вероятностей возникновения опасных состояний.

ООО «НИИ Транснефть»:

Махутов Н. А. – д. т. н., член-корреспондент РАН, профессор, главный научный сотрудник;

Неганов Д. А. – к. т. н., первый заместитель генерального директора

1.2

Распространение пластических дефформаций в трубопроводе при изменении давления

Рассматривается распространения деформации в трубопроводе, основанного на трещинах (механическом разрушении) при сбоях в работе, вследствие декомпрессии нагнетающей среды. Представлены полуэмпирические модели, которые калибровались на сегментах трубопровода в производственном масштабе (в натуральную величину).

B. N. Leis Consultant, Inc. (США):

Б. Льюис

Ninth Planet Engineering Ltd (Великобритания):

А. Кошам

2. Проектирование, строительство и эксплуатация

2.1

Разработка организационно-технических мероприятий по использованию криогелей для повышения несущей способности грунтов при строительстве и эксплуатации технических объектов в нефтегазовой отрасли

Обозначены пути повышения эксплуатационной надежности магистральных трубопроводов в криолитозоне посредством увеличения несущей способности грунтов на основе применения технологии и технических средств управления их физико-химическими свойствами. Пример анализа мерзлотно-грунтовых условий Европейского Северо-Востока доказывает, что проблема укрепления грунтов основания возникает практически повсеместно и требует решения для широкого набора грунтов и температур. В связи с этим, решение задачи повышения эксплуатационной надежности магистральных трубопроводов в криолитозоне с применением технологии и технических средств управления физико-химическими свойствами грунтов является актуальной темой исследований как с научной, так и с практической точек зрения. Разработка новых способов получения композиционных материалов на основе криогелей с регулируемыми физико-химическими свойствами позволит решить важные технические задачи, присутствующие на Крайнем Севере.

Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук:

Алтунина Л. К. – д. т. н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий лабораторией коллоидной химии нефти

Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ)

Бурков П. В. – д. т. н., профессор отделения нефтегазового дела, кафедра транспорта и хранения нефти и газа (ТПУ), профессор механико-технологического факультета, старший научный сотрудник (ТГАСУ);

Бурков В. П. – ассистент отделения нефтегазового дела (ТПУ)

Ухтинский государственный технический университет:

Осадчая Г. Г. – к. геогр.н., доцент, профессор кафедры экологии, землеустройства и природопользования;

Дудников В. Ю. – к. т. н., доцент, заведующий кафедрой экологии, землеустройства и природопользования

2.2

Влияние асфальтено-смолистых веществ на эффективность противотурбулентной присадки

Большинство нефтяных месторождений России постепенно вступает в позднюю стадию разработки, поэтому в магистральных нефтепроводах с каждым годом значительную долю составляют тяжелые нефти с повышенным содержанием полярных и высокомолекулярных компонентов, представленных в основном асфальтено-смолистыми веществами. Такие компоненты нефти, так же как и высокоплавкие нефтяные парафины представляют угрозу для эффективной работы противотурбулентной присадки (ПТП).
В работе приведены: условия проведения экспериментов; методика формирования модельных нефтесмесей с различным содержанием асфальтено-смолистых веществ; экспериментальные данные по влиянию содержания тяжелых компонентов нефти на эффективность ПТП.
Обсуждение полученных данных и зависимостей позволило установить критические значения отдельно по содержанию асфальтенов и смол в составе нефти, выше которых применение присадки становится малоэффективным (снижение гидродинамического сопротивления не более 20 %).

ООО «НИИ Транснефть»:

Хасбиуллин И. И. – к. т. н., научный сотрудник лаборатории химических реагентов;

Валиев М. И. – заместитель директора центра исследований гидравлики трубопроводного транспорта;

Суховей М. В. – старший научный сотрудник лаборатории химических реагентов

Уфимский государственный нефтяной технический университет:

Гареев М. М. – д. т. н., профессор кафедры «Транспорт и хранение нефти и газа»

2.3

Численный метод идентификации гидравлической характеристики трубопровода для турбулентного потока вязких жидкостей

Предлагается математическая модель процесса нестационарного турбулентного течения несжимаемой вязкой жидкости по трубопроводу, построенная на основе полуэмпирической теории турбулентности Прандтля. В рамках этой модели поставлена задача идентификации гидравлической характеристики трубопровода. Предполагается, что на стенке трубопровода выполняется условие проскальзывания по закону Навье. Данная задача относится к классу обратных задач, связанных с восстановлением зависимости правых частей параболических уравнений от времени. Построен разностный аналог поставленной задачи и для решения полученной разностной задачи предложено специальное представление, связанное с решением двух линейных разностных задач второго порядка. В результате получена явная формула для определения приближенного значения перепада давления по длине трубопровода при каждом дискретном значении временной переменной. На основе предложенного вычислительного алгоритма были проведены численные эксперименты для модельных задач.

Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности:

Гамзаев Х. М. – д. т. н., профессор, кафедра «Общая и прикладная математика»

2.4

Выбор параметров велдолетов на основе компьютерного моделирования

Опыт эксплуатации трубопроводных систем показывает, что наиболее слабым звеном часто оказываются соединительные элементы, в первую очередь тройники. Одной из разновидностей тройника является велдолет (толстостенный патрубок). Как правило, велдолеты применяют для присоединения дополнительного ответвления к уже существующему трубопроводу. Необходимо выбрать конструктивное оформление и рассчитать параметры велдолета и сварных швов, присоединяющих его к магистрали трубопровода, для обеспечения необходимой прочности и долговечности конструкции.

ПАО «Транснефть»:

Временко А. В. – ведущий инженер управления главного механика

ООО «НИИ Транснефть»:

Гончаров Н. Г. – к. т. н., ведущий научный сотрудник лаборатории сварки;

Колесников О. И. – начальник отдела сварки и резервуаров

Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ имени Н. Э. Баумана»:

Пономарев П. А. – к. т. н., инженер

3. Материалы и оборудование

3.1

Опытное применение пеностекольного щебня для строительства объектов трубопроводного транспорта в сложных геокриологических условиях

Актуальным вопросом для надежного и устойчивого функционирования земляного полотна дорог является его защита от воздействия сил морозного пучения. Для зданий и сооружений актуальным вопросом является снижение теплопотерь и массы конструкций при эксплуатации, снижение возможного ореола оттаивания в многолетнемерзлых грунтах. За рубежом в качестве теплоизолирующего слоя в дорожном и гражданском строительстве уже многие десятилетия применяется пеностекло. Для оценки возможности применения на объектах ПАО «Транснефть» пеностекольного щебеня, используемого в качестве подсыпки основания для снижения возможного ореола оттаивания в многолетнемерзлых грунтах проведены лабораторные и натурные испытания данного материала.
Лабораторные испытания проводились с целью определения максимальной степени уплотнения пеностекольного щебня, прочности на сжатие пеностекольного щебня при различных степенях уплотнения, водопоглощения и теплопроводности пеностекольного щебня при различных степенях уплотнения в сухом состоянии и с заполнением водой пространства между частицами пеностекольного щебня.
В ходе проведения натурных испытаний проводилось уплотнение опытной площадки катками, определение фактических коэффициентов уплотнения пеностекольного щебня в зависимости от толщины слоя и проходок катков массой 10 и 20 т, штамповые испытания пеностекольного щебня.
В результате проведения лабораторных испытаний установлен критерий определения максимальной плотности для пеностекольного щебня. По результатам лабораторных и натурных испытаний определены оптимальные параметры уплотнения и соответствующие им характеристики пеностекольного щебня, используемого в качестве подсыпки основания. Установлены рекомендуемые технологические параметры уплотнения пеностекольного щебня с использованием дорожных катков различной массы и виброплиты.

ООО «НИИ Транснефть»:

Мосолов Г. В. – к. т. н., начальник отдела технологии строительства и ремонта;

Кумаллагов В. А. – заведующий лабораторией оснований, фундаментов и строительных материалов

4. Товарно-транспортные операции и метрологическое обеспечение

4.1

Особенности изменения правил аддитивности вязкости и плотности смеси разнородных нефтей Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции

По магистральным нефтепроводам Уса – Ухта и Ухта – Ярославль перекачивается смесь нефтей месторождений северной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. В настоящее время не существует надежных универсальных формул для определения вязкости смесей нефтей разного типа. При прогнозировании свойств нефтяных смесей традиционно используют упрощенные модели аддитивности, построенные для описания идеальных растворов. Лабораторные исследования показывают, что применение данных моделей может привести к заметным ошибкам. Цель работы: исследовать нарушение правил аддитивности вязкости, плотности, коэффициента светопоглощения при смешивании легких и тяжелых высоковязких нефтей.
В качестве исследуемой смеси № 1 в данной работе выбрана смесь легкой нефти с УПН «Уса легкая нефть» и тяжелой нефти c УПН «Уса тяжелая нефть». Большую часть объема нефти, транспортируемой по МН Уса – Ухта, составляет именно смесь № 1. В качестве смеси № 2 выбрана смесь нефти на входе НПС «Ухта-1» и тяжелой нефти Ярегского месторождения, данная смесь транспортируется по МН Ухта – Ярославль.
Выявлено, что плотность исследованной смеси нефтей № 1 достаточно хорошо подчиняется правилам аддитивности, но в определенном диапазоне концентраций тяжелой нефти экспериментальные данные могут превышать рассчитанные на 3–5%. Экспериментальные значения коэффициента светопоглощения в видимой области для исследованных смесей могут превышать рассчитанные по закону аддитивности на 10–15 %.
В экспериментах показано, что наблюдаются сильные отклонения для вязкости 2-й смеси от стандартной формулы аддитивности Вальтера, а именно, рассчитанные значения могут в 2–2,5 раза превышать измеренные. С ростом температуры эта разница снижается. Для 1-й смеси также имеют место отклонения, но заметно меньшие по величине: при тех же условиях и концентрациях тяжелой нефти измеренная вязкость смеси 1 на 5–20 % меньше рассчитанной по формуле Вальтера.
Методами регрессионного анализа модернизована формула Вальтера и рассчитаны коэффициенты детерминации, подтверждающие достоверность преобразованных формул для расчета вязкости смесей № 1 и № 2 по соответствующим правилам аддитивности двойного логарифма вязкости, но с другими константами.
Результаты проведенных лабораторных исследований могут быть использованы при теплогидравлических расчетах режимов перекачки смесей неоднородных нефтей по МН АО «Транснефть – Север», а также для изучения возможностей повышения энергоэффективности транспортировки совместной перекачки нефтей от различных грузоотправителей за счет оптимального распределения грузопотоков.

АО «Транснефть – Север»:

Ляпин А. Ю. – к. т. н., заместитель генерального директора по товаро-транспортным операциям;

Михеев М. М. – лаборант химического анализа

Ухтинский государственный технический университет:

Некучаев В. О. – д. ф.-м. н., профессор, заведующий кафедрой физики;

Соколов А. А. – студент

4.2

Контроль чистоты нефтепродуктов при проведении регламентных работ на МНПП

В процессе эксплуатации объектов МНПП транспортируемые нефтепродукты могут загрязняться различными механическими примесями и обводняться в результате воздействия таких факторов, как проведение ремонтных или регламентных работ, коррозия внутренней поверхности труб, прохождение диагностических и очистных устройств и т.п. В резервуарных парках, в целях обеспечения сохранности качества товарных нефтепродуктов прием загрязненных и обводненных нефтепродуктов необходимо осуществлять в отдельно выделенные резервуары. Недостатками существующего порядка контроля чистоты нефтепродуктов, при котором производится отбор ходовой пробы, перед резервуарным парком и ее визуальный анализ, является длительность и влияние человеческого фактора на результаты анализа. Решением проблемы является внедрение поточных средств контроля чистоты перекачиваемых нефтепродуктов, обладающих необходимым уровнем оперативности и достоверности. В данной работе будут рассмотрены существующие на российском рынке различные методы контроля наличия механических примесей и обводненности жидкости и возможность их реализации в поточных средствах контроля чистоты нефтепродуктов.

ПАО «Транснефть»:

Купкенов Р. Р. – главный специалист службы качества и грузопотоков нефтепродуктов

ООО «НИИ Транснефть»:

Аберкова А. С. – научный сотрудник лаборатории методологии товарно-транспортной работы;

Дубовой Е. С. – начальник отдела методологии товарно-транспортной работы;

Кузнецов А. А. – ведущий научный сотрудник лаборатории методологии товарно-транспортной работы;

Тимофеев Ф. В. – заместитель заведующего лабораторией методологии товарно-транспортной работы

4.3

Перспективы применения волоконно-оптических датчиков физических величин в качестве средств измерения в системах обнаружения утечек

В статье проанализированы перспективы применения волоконно-оптических датчиков в качестве средств измерения физических величин в системах обнаружения утечек (СОУ). Традиционные методы и средства, используемые для измерения технически важных параметров технологических объектов, на сегодняшний день практически полностью исчерпали свой ресурс увеличения чувствительности, точности и надежности измерений. Такие средства измерения имеют ряд ограничений в части возможности организации процесса измерений в условиях электромагнитных помех, во взрыво- и пожароопасной среде, а также при большом удалении датчиков от измерительного оборудования.
Вместе с тем, использование волоконно-оптических измерительных систем позволяет проводить измерения в сложных условиях, и обладает большим потенциалом для улучшения количественных и качественных показателей измерений в рамках работы СОУ.

ООО «НИИ Транснефть»:

Бондарь Д. В. – начальник управления технологических расчетов и моделирования работы магистральных трубопроводов;

Коршунов С. А. – к. т. н., заведующий лабораторией сопровождения программного обеспечения;

Дацов Ю. В. – старший научный сотрудник лаборатории сопровождения программного обеспечения

4.4

Альтернативный метод снижения неучтенных нефтепродуктов в системах трубопроводов Нигерии

Выполнено исследование с целью определения эффективности применения систем обнаружения утечек на магистральных нефтепроводах Нигерийской национальной нефтяной корпорации. Осуществлена экономическая и техническая оценка двух систем – волоконнооптической СОУ и СОУ с использованием волны отрицательного давления.

Madonna University Nigeria:

Egu D. I.;

Ilozobhie A. J.

5. Пожарная и промышленная безопасность. Охрана труда

5.1

Повышение промышленной безопасности производства огневых и газоопасных работ с применением системы постоянного контроля концентрации паров углеводородов нефти и нефтепродуктов

Статья посвящена актуальной проблеме контроля и своевременного обнаружения потенциально опасных концентраций паров углеводородов нефти и нефтепродуктов при проведении ремонтных работ на опасных производственных объектах. На основании исследования технических характеристик представленных на мировом рынке газоаналитических систем установлено, что системы, полностью удовлетворяющие требованиям организаций системы «Транснефть» отсутствуют. По результатам проведенных работ предложена концепция системы постоянного контроля концентрации паров углеводородов (СПККПУ).
СПККПУ предназначена для определения концентрации паров углеводородов нефти и нефтепродуктов в месте производства огневых и газоопасных работ, выдачи предупреждающих световых и звуковых сигналов при превышении концентрации паров пороговых значений и автоматического отключения невзрывозащищенного электрооборудования, расположенного в зоне производства огневых и газоопасных работ. Разработанная система не имеет аналогов как в Российской Федерации, так и за рубежом.

ПАО «Транснефть»:

Зайцев А. К. – директор департамента охраны труда, промышленной, пожарной и экологической безопасности

ООО «НИИ Транснефть»:

Половков С. А. – начальник управления промышленной безопасности, охраны труда и экологии;

Криулин В. В. – заведующий лабораторией промышленной безопасности и охраны труда;

Айсматуллин И. Р. – научный сотрудник лаборатории промышленной безопасности и охраны труда;

Гонопольский А. А. – старший научный сотрудник лаборатории промышленной безопасности и охраны труда

6. Экономика и управление

6.1

Системный причинно-следственный подход к построению структур и управлению в сетях автозаправочных станций

Для современных сложных человеко-машинных систем применение целого ряда известных моделей их совершенствования затруднено в связи с большим числом контуров управления, взаимодействующих объектов, процессов, событий и явлений различной природы. Для разрешения данной проблемы необходим учет их «внутреннего языка» на основе общих закономерностей развития. Одним из вариантов является использование подхода, учитывающего причинно-следственные связи. Рассматривается системный причинно-следственный подход к повышению эффективности сложных систем на примере сетей АЗС.

ПАО «ЛУКОЙЛ»:

Безродный А. А. – д. т. н., начальник отдела технического обеспечения

РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина:

Юнушев Р. Р. – ассистент;

Короленок А.М. – д. т. н., профессор, декан факультета «Проектирование, сооружение и эксплуатации систем трубопроводного транспорта»

7. Развитие отрасли

7.1

К Международному году Периодической таблицы химических элементов: элементы таблицы Менделеева в нефтетранспортной отрасли (инфографика)

ООО «НИИ Транснефть»:

Редакция журнала