Русский

№2/2017

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Развитие отрасли

12-21

Kапитал будущих поколений: сберечь и приумножить

В. Н. Комарица a, Н. Н. Сухорукова a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: В. И. Отт – первый заместитель министра топлива и энергетики РФ в 1996–1998 гг., почетный нефтяник, участник крупнейших проектов по разработке месторождений нефти и газа, строительству нефтепромысловых объектов в России и за рубежом. В его трудовой биографии – работа на нефтяных месторождениях Самарской области, Западной Сибири и Казахстана. Он принимал непосредственное участие в реформировании нефтяной отрасли России после ликвидации СССР. Суждения специалистов такого уровня – взгляд с высоты профессионального и жизненного опыта. Мы расспросили Виктора Иоганесовича о его видении сегодняшней ситуации в отечественной нефтяной отрасли.

Прочность и долговечность трубных сталей

22-30

Исследования изменений свойств металла трубопроводов в процессе эксплуатации: обобщение результатов и перспективные разработки Уфимской научной школы

Ю. В. Лисин a, Д. А. Неганов a, В. И. Суриков a, К. М. Гумеров b

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а
b НТЦ ООО «НИИ Транснефть», 450055, Россия, г. Уфа, проспект Октября, 144/3

Аннотация: Обеспечение высокой надежности и безопасности трубопроводных систем является важнейшей задачей в нефтегазовой отрасли, и ее решение требует тщательного исследования и выявления возможных причин и механизмов развития разрушений. Одним из малоизученных процессов является, в частности, изменение механических свойств металла труб. Несмотря на ряд выполненных исследований в этой области, остается много вопросов о влиянии и учете данного явления при длительной эксплуатации трубопроводов.
В статье приводится обзор ряда исследований в области старения металла труб. В частности, рассмотрены результаты работы по данному направлению представителей Уфимской научной школы, позволившие установить, что в процессе длительной эксплуатации трубопроводов меняются механические свойства сталей – так называемое явление старения металла труб. Указаны два основных механизма деградации свойств металла – деформационное старение и наводороживание. Оба явления в условиях эксплуатации подземных трубопроводов приводят к практически одинаковым результатам, хотя и разными путями: металл труб постепенно теряет пластические свойства, охрупчивается и растрескивается. Эти явления рассмотрены на уровне микроструктуры металлов, что позволяет не только понять развитие деградационных процессов, но и предложить способы их торможения. Представлены разработки Уфимской научной школы по созданию физической модели стресс-коррозии, которая в настоящее время является одной из главных причин разрушения металла на магистральных газопроводах, однако необоснованно мало изучена в системе нефтепроводного транспорта.

Ключевые слова: магистральный трубопровод, старение металла, деформационное старение, охрупчивание, наводороживание, растрескивание, стресс-коррозия, дислокации, ударная вязкость.

Список литературы:↓

31-41

Исследование конструкций гидравлических стендов для испытаний трубной продукции

Д. А. Неганов a, Е. П. Студёнов a, С. В. Скородумов a, В. А. Соловьев b

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а
b АО «Транснефть – Диаскан», 140501, Россия, Луховицы, Московской обл., ул. Куйбышева, 7

Аннотация: В статье делается обобщение мирового и российского опыта по разработке и эксплуатации стендов для натурных испытаний трубной продукции, а также обсуждаются требования к стенду новой конструкции для проведения гидравлических испытаний труб при комбинированном нагружении внутренним давлением и изгибающим моментом.
Кроме того, в статье обобщены типовые схемы нагружения трубной продукции в процессе испытаний и варианты приложений нагружения во времени. Анализ требований к стендам включает рассмотрение основных составляющих гидравлической установки для нагружения циклическим давлением и устройства для приложения изгибающего момента, а также обсуждение требований к размещению стендового оборудования. По результатам анализа показано, что строительство стенда новой конструкции позволит проводить испытания всего спектра используемой трубной продукции с целью назначения фактических значений показателей надежности и ресурса безопасной эксплуатации, внесения поправочных коэффициентов в расчетные схемы (при несоответствии расчетных и фактических показателей), определения сроков и периодичности технического обслуживания и ремонта.

Ключевые слова: испытательный стенд, натурный образец трубы, изгиб, внутреннее давление.

Список литературы:↓

Строительство и эксплуатация трубопроводных систем транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов

42-47

Раскладка смеси при последовательной перекачке нефтепродуктов

М. В. Лурье a, Ф. В. Тимофеев b, С. В. Середа b

a Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина, 119991, Россия, г. Москва, Ленинский проспект, 65
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: В статье приведены теоретические положения по расчету наиболее эффективного способа раскладки смесей нефтепродуктов сходу, образующихся при их последовательной перекачке прямым контактированием. Следствием последовательной транспортировки нефтепродуктов методом прямого контактирования является образование смесей в результате конвективного и турбулентного перемешивания перекачиваемых жидкостей. В целях исключения потерь из-за получения нетоварных смесей их распределяют в нефтепродукты, из которых они образовались. То есть осуществляют так называемую раскладку смеси. Раскладка осуществляется так, чтобы после полного распределения смеси по товарным нефтепродуктам, уровень качества последних соответствовал установленным нормативным значениям. В целях снижения временных и производственных затрат на раскладку смесей предложен способ раскладки сходу, осуществляемый путем направления смеси непосредственно в резервуары с товарными нефтепродуктами, без предварительного транспортирования в смесевые резервуары. Реализация способа предполагает последовательное проведение расчетов базовых соотношений нефтепродуктов в смеси и возможных объемов ее распределения в резервуары с нефтепродуктами. Расчеты производят с учетом значений предельно допустимых концентраций содержания одного нефтепродукта в другом. В статье рассмотрен порядок проведения расчетов для двух возможных вариантов раскладки сходу: с равномерной подачей смеси сразу в несколько резервуаров и с дифференцированной подачей смеси в подключенные резервуары. Второй способ характерен для резервуаров, с различным уровнем содержания нефтепродукта.

Ключевые слова: нефтепродукты, последовательная перекачка, бензин, дизельное топливо, предельно допустимые концентрации, раскладка смеси сходу.

Список литературы:↓

48-55

Компьютерное моделирование процесса формовки трубной заготовки большого диаметра

Д. А. Неганов a, Г. В. Нестеров a, А. А. Богач a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: Работа направлена на определение остаточных напряжений, образующихся в металле труб большого диаметра после изгиба исходного листа. Выполнен анализ способов формообразования трубной заготовки, используемых на российских заводах. С помощью метода конечных элементов проведено компьютерное моделирование процесса формовки труб диаметром 1220 мм класса прочности К56, изготавливаемых с помощью шаговой формовки, формовки на вальцах и формовки на прессах. Напряжения в металле определяли для каждого этапа деформирования листовой заготовки и для экспандирования. В процессе моделирования проанализирована связь напряженного состояния металла с параметрами формовки, установлено влияние операций формовки на образование зон с повышенным уровнем остаточных напряжений, найдено их местоположение по периметру трубы. Максимальные локальные остаточные напряжения возникают в области подгибки кромок листовой заготовки и могут достигать до 22 % от нормативного предела текучести металла.

Ключевые слова:трубная заготовка, формовка, остаточные напряжения, метод конечных элементов.

Список литературы:↓

56-65

Анализ изменений переходных процессов, возникающих в магистральном трубопроводе в результате ввода противотурбулентной присадки

В. В. Жолобов a, Д. И. Варыбок a, Д. В. Егоров a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: При резком изменении расхода транспортируемой среды возникает явление гидроудара. Ударная волна, формирующаяся в месте изменения расхода, распространяется вдоль трубопровода, взаимодействует с оборудованием и затухает по определенному закону. Численные параметрические расчеты волновых процессов с целью построения эпюр максимального давления достаточно трудоемки и требуют больших временных затрат. Значительный объем информации, полученный при численном расчете с помощью разностных схем, фактически не используется. Цель данной работы – найти аналитический способ построения огибающей максимальных давлений. Авторы предполагают, что при произвольном исходном режиме на этапе формирования за ударной волной реализуется ламинарный режим движения жидкости. Установлено, что в этом случае задача затухания амплитуды скачка давления в слабо сжимаемой вязкой жидкости имеет новое аналитическое решение в явном виде. Параметрический анализ показал, что при произвольной комбинации режимов до и после ударной волны это решение имеет преимущество перед уже имеющимися зависимостями по точности представления амплитуды волны. Кроме этого, оно позволяет получить метод и формулы взаимного пересчета параметров волны в жидкости, содержащей и не содержащей противотурбулентные присадки (ПТП). На основе формул пересчета проведен параметрический анализ влияния ПТП на амплитуду волн гидроудара и подтверждено, что при прочих равных условиях интенсивность волновых процессов в средах с ПТП выше. Это обстоятельство диктует необходимость настройки защит именно для таких сред.
Построена приближенная аналитическая зависимость для распределения давления за фронтом скачка давления. В сочетании с соотношением для амплитуды волны и формулами пересчета это дает возможность аналитического построения огибающей максималь- ных давлений. Применение изложенного подхода при проведении «массовых» параметрических расчетов позволяет с помощью предварительного анализа исключить из рассмотрения множество вариантов, не представляющих интереса в части безопасной эксплуатации трубопроводов.

Ключевые слова: амплитуда волны, ударное давление, затухание, присадка, аналитическое решение, формулы пересчета

Список литературы:↓

66-71

Численное моделирование механического состояния трубы при внешнем воздействии

Цзи Чжан a, Хан Чжан a

a Институт механoтронного инженерного дела, Юго-западный нефтяной университет, 610500, Китай, г. Москва, Чэнду, провинция Сычуань

Аннотация: Повреждения вследствие сдавливания трубы посторонним объектом являются одним из основных видов повреждений нефтяных и газовых трубопроводов. Механическое поведение участка трубопровода, находящегося в деформируемом состоянии, было исследовано с помощью математического численного моделирования. Было изучено влияние на него начальной глубины вдавливания и отношениe диаметра трубы к толщине стенки. Результаты исследования показали, что сила сжатия, зона высоких напряжений и максимальное напряжение увеличиваются по мере увеличения нагрузок. После снятия нагрузок велика вероятность восстановления упругой деформацииучастка трубы до исходных значений.
Поперечное сечение серединной поверхности является плоскостью. Деформация трубы в вертикальной плоскости имеет V-образную форму. На первом этапе в центральной части трубы появляется максимум эквивалентной пластической деформации. С увеличением смещения сдавливаемого объекта появляются два максимума эквивалентной пластической деформации. В процессе разгрузки эквивалентные пластические деформации возрастают. С увеличением начальной глубины вдавливания, коэффициент упругой деформации вмятины на трубе снижается, но увеличивается максимум эквивалентной пластической деформации. По мере увеличения отношения диаметра трубы к толщине стенки коэффициент упругой деформации растет, но максимум эквивалентной пластической деформации снижается.

Ключевые слова: трубы, численное моделирование, пластическая деформация, механические напряжения, коэффициент упругости.

Список литературы:↓

72-74

Способ определения влагосодержания нефти при транспортировке по трубопроводу

Б. Н. Антипов a

a Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина, 119991, Россия, г. Москва, Ленинский проспект, 65

Аннотация: Рассматривается способ определения влагосодержания нефти, транспортируемой по трубопроводу, с использованием волн СВЧ и ультразвука. Предложена методика определения массовой концентрации нефти и воды в газонасыщенной водонефтяной смеси.

Ключевые слова: влагосодержание нефти, волны СВЧ

Список литературы:↓

75-77

К вопросу оценки взаимного влияния компактно расположенных местных сопротивлений

В. Ю. Морецкий a, В. В. Жолобов a, Д. И. Варыбок a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: Разъяснения по вопросу методологического подхода к описанию влияния расположения местных сопротивлений на их интегральное гидравлическое сопротивление.

Список литературы:↓

Защита от коррозии

78-81

Исследование свойств антикоррозионных покрытий, нанесенных при отрицательных температурах

А. М. Ефремов a, А. В. Макаренко b, И. О. Осина b

a ПАО «Транснефть», 119180, Россия, г. Москва, ул. Большая Полянка, 57
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: Большая часть нефте- и нефтепродуктопроводов ПАО «Транснефть» расположена в районах Крайнего Севера и местностях, приравненных к ним. Период времени, в течение которого на объектах трубопроводного транспорта указанных регионов возможно нанесение антикоррозионных покрытий (АКП), крайне непродолжительный. В связи с этим остро встает задача поиска и испытаний материалов, нанесение которых возможно при отрицательных температурах воздуха с условием обязательного сохранения заданного срока службы АКП. С целью определения возможности нанесения АКП при отрицательных температурах окружающей среды и получения покрытий, соответствующих требованиям нормативной документации ПАО «Транснефть», были проведены натурные и лабораторные испытания систем АКП, представленных тремя отечественными производителями. Оценивались следующие свойства покрытий: внешний вид, толщина, пористость, проницаемость, эластичность, возможность сохранять защитные и физико-механические свойства в течение длительной эксплуатации. Полученные результаты натурных и лабораторных испытаний показывают, что нанесение АКП при заявленных отрицательных температурах окружающей среды не обеспечивает антикоррозионную защиту наружных стальных поверхностей резервуаров, металлоконструкций, трубопроводов и оборудования на требуемый срок службы. Поэтому увеличение сроков производства работ по нанесению АКП в районах Крайнего Севера возможно исключительно путем сооружения обогреваемых укрытий, обеспечивающих поддержание температуры при проведении работ не менее плюс 5 °С.

Ключевые слова: антикоррозионное покрытие, нанесение антикоррозионных покрытий при низких температурах

Список литературы:↓

82-86

Опыт проектирования защиты от коррозии подземных трубопроводов на площадках НПС

А. А. Прохоров a, В. В. Радченко a, Р. А. Жуков a

a АО «Каспийский Трубопроводный Консорциум-Р», 119017, Россия, Москва, ул. Большая Ордынка, 40

Аннотация: В статье представлен опыт проектирования электро-химической защиты (ЭХЗ) от коррозии на площадках нефтеперерабатывающих станций (НПС) АО «Каспийский Трубопроводный Консорциум-Р» (КТК-Р). Отмечается, что принятая в России методика расчета защитного тока по минимальной плотности тока не учитывает ту его часть, которая ответвляется в другие заземленные металлические конструкции на площадке, экранирование защитного тока системой заземления на НПС, материал заземлителей. Это, в свою очередь, приводит к заниженному значению расчетного тока и в итоге – к недостаточной защите технологических и вспомогательных трубопроводов на НПС.
Делается вывод о необходимости пересмотра методики расчета защитного тока на площадках НПС, уточнения расчетных методик в части учета проводимости грунтов на площадке по методу ВЭЗ, разработки рекомендаций по совместному использованию на площадках распределенных и сосредоточенных анодных заземлений и протяженных АЗ.

Ключевые слова: защитный ток, поляризационный потенциал, станция катодной защиты, удельная проводимость грунта

Список литературы:↓

Материалы и оборудование

87-93

Идентификация типа жидкости при затоплении колодцев КИП на линейной части трубопроводов

В. В. Банько a, И. И. Кляута a

a ООО «Транснефть – Балтика», 195009, Россия, г. Санкт-Петербург, Арсенальная наб., 11А

Аннотация: В статье проведен анализ организационно-технических действий при затоплении колодцев отбора давления на линейной части магистральных трубопроводов. В настоящее время регистрируется только факт затопления сигнализаторами уровня жидкости, и соответствующая информация средствами телемеханики передается в диспетчерские пункты. Предлагается усовершенствовать существующую систему обнаружения затопления колодцев, дополнив ее устройствами идентификации типа заполняющей жидкости поверхностного слоя.
В работе сформулированы общие требования к устройству идентификации типа жидкости и его принципу действия, в основе которого предлагается использовать бесконтактный зондирующий метод для определения характерных физических параметров жидкостей, заполняющих полость колодца. В качестве параметров образа в настоящей работе рассматриваются электрические и оптические свойства нефти и нефтепродуктов, характеризуемые коэффициентом диэлектрической проницаемости и показателем ультрафиолетовой индуцированной флюоресценции. Проводится анализ существующих методов и современных приборов бесконтактного измерения параметров жидкостей с целью использования этой информации при разработке датчика идентификации типа жидкости.
Внедрение данного предложения расширит функциональные возможности контрольно-измерительного оборудования линейной телемеханики. Информация, полученная при определении типа жидкости в колодце КИП, позволит осуществлять быстрое и оптимальное планирование необходимых средств и мероприятий по устранению выявленных нарушений на магистральных трубопроводах, что особенно актуально при увеличении протяженности эксплуатируемых нефтепроводов и необходимости снижения удельных затрат.

Ключевые слова: Затопление колодцев КИП, идентификация типа жидкости, измерение диэлектрической проницаемости, ультрафиолетовая индуцированная флуоресценция, флуоресцентный детектор нефтяных загрязнений, лидар нефтяных загрязнений.

Список литературы:↓

94-101

Моделирование процесса горения нефти с подмесом подтоварной воды в жаротрубных котлах

П. В. Росляков a, Ю. В. Проскурин b, В. А. Кожевников c

a Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», 111250, Россия, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14
b ПАО «Транснефть», 119180, Россия, г. Москва, ул. Большая Полянка, 57
c ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: Для предприятий ТЭК, занятых в сфере добычи, переработки, транспортировки сырой нефти и нефтепродуктов актуальной является проблема утилизации загрязненной нефтепродуктами воды. Использование специального очистного оборудования целесообразно для крупных объектов энергетики и промышленности. Альтернативным вариантом утилизации загрязненной воды является термическое обезвреживание путем ее подачи в топку котла или печи различными способами.
Наличие на многих предприятиях системы «Транснефть» жаротрубных котлов диктует необходимость исследовать возможность термической утилизации воды, загрязненной нефтепродуктами, в топках таких котлов. Объектом исследования являлся котел КВ-ГМ-2.0 тепловой мощностью 2 МВт. В качестве горелочного устройства для подачи жидкого топлива рассматривалась наддувная горелка, разработанная в НИУ «МЭИ».
Численные исследования проводились путем компьютерного моделирования с помощью программных комплексов вычислительной гидрогазодинамики ANSYS Fluent процессов распыла жидкого топлива, смешения, воспламенения и выгорания топлива, а также образования оксидов азота. Учитывался радиационный и конвективный теплообмен.
Анализ результатов численных экспериментов совместной подачи сырой нефти и подтоварной воды показал, что термическое обезвреживание загрязненной воды в жаротрубных котлах должно быть ограничено расходом воды не более 3–5% в объеме топлива с учетом исходной калорийности топлива. Основными причинами этого являются наброс капель нефти на стенки жаровой трубы, затягивание процесса горения, увеличение эмиссии оксидов азота. Дальнейшее увеличение доли загрязненной воды в топливе снизит стабильность процесса горения. В статье рассмотрена модель сжигания сырой нефти с подмесом подтоварной воды, дано описание развития факела в жаротрубных котлах, представлены выводы о возможности и последствиях использования подтоварной воды с оценкой состава отходящих газов.

Ключевые слова: Энергоэффективность, утилизация подтоварной воды, горелочные устройства, водогрейные котлы, нефтепродукты, нефть, отходы.

Список литературы:↓

Сварка

102-108

Современные разработки в оценке целостности сварных швов трубопровода

Тед Л. Андерсон a

a Team Industrial Services, Денвер, Колорадо, США

Аннотация: Со стороны операторов трубопроводов и регулирующих органов США в последнее время отмечается повышенное внимание к проблеме целостности трубопроводов с продольными сварными швами. Сегодня большинство специалистов продолжают оценивать дефекты сварных соединений с помощью методик, созданных более 30 лет назад, не учитывая современные разработки в этой области. Такое положение дел нельзя назвать удовлетворительным, тем более в связи с усилением общественного контроля и давления со стороны регулирующих органов.
В данной статье представлены инновационные решения в технологии оценки целостности сварных швов, следствием применения которых может стать повышение надежности трубопроводных систем и оптимизация расходов, связанных с обеспечением целостности трубопроводов.

Ключевые слова: целостность трубопроводов, продольные сварные швы, консервативная оценка дефектов, расширенная оценка дефектов, модель ln-sec, метод конечных элементов, анализ на циклическую усталость под давлением.

Список литературы:↓

Профессиональное образование

109-115

Практика разработки профессиональных стандартов для профессий, востребованных в организациях системы «Транснефть»

Ю. В. Лисин a, Ю. В. Алексеевичева a, И. С. Симарова a, Е. С. Переведенцева a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: ООО «НИИ Транснефть» принимает активное участие в процессе формирования Национальной системы квалификаций посредством разработки профессиональных стандартов. В 2016 году специалистами института совместно с Общероссийским объединением работодателей «Российский союз промышленников и предпринимателей» (ООР «РСПП») разработаны четыре проекта профессиональных стандартов, которые в настоящее время находятся на утверждении в Министерстве труда и социальной защиты Российской Федерации. Кроме того, в 2017 году в ООО «НИИ Транснефть» завершена разработка четырех профессиональных стандартов для профессий, востребованных в организациях системы «Транснефть», – их проекты в настоящее время также направлены на утверждение в Минтруд России.
В статье представлена модель разработки профессиональных стандартов, построенная с применением методологии функционального моделирования. Модель описывает структуру и логические взаимосвязи между функциями, а также определяет информацию и ресурсы, необходимые для реализации описываемого бизнес-процесса или преобразуемые в ходе его осуществления. Описана практика реализации модели на примере разработки проектов профессиональных стандартов для востребованных в ПАО «Транснефть» профессий: «Специалист по диагностике оборудования магистрального трубопровода нефти и нефтепродуктов», «Специалист по эксплуатации нефтепродуктоперекачивающей станции магистрального трубопровода нефти и нефтепродуктов», «Работник по эксплуатации трубопроводов нефти и нефтепродуктов» и «Оператор нефтепродуктоперекачивающей станции магистрального трубопровода нефти и нефтепродуктов».

Ключевые слова: профессиональный стандарт, вид профессиональной деятельности, функциональная карта, матрица профессиональной деятельности, бизнес-процесс, трудовая функция, трудовое действие, совет по профессиональным квалификациям, оценка квалификаций

Список литературы:↓

Обзор научной периодики

116-118

Профильные зарубежные журналы: аннотации актуальных статей

В. Н. Комарица a, Н. Н. Сухорукова a

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, г. Москва, Севастопольский проспект, 47а

Аннотация: Представлен краткий обзор двух научных журналов, индексируемых базой Scopus: Journal of Pipeline Engineering и Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice. Из каждого издания мы выбрали несколько статей, которые могут быть интересны для отечественных специалистов трубопроводной отрасли.

ПАО «Транснефть»
Научно-исследовательский институт транспорта нефти и нефтепродуктов Транснефть