Русский

№1/2019

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Проектирование, строительство и эксплуатация

8-19

Оценка гидравлической эффективности нефтепроводов по данным мониторинга технологических режимов эксплуатации

П. А. Ревель-Муроз a, Я. М. Фридлянд b, С. Е. Кутуков c, А. И. Гольянов c

a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, д. 4, стр. 2
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
c Научно-технический центр трубопроводного транспорта ООО «НИИ Транснефть» (НТЦ ООО «НИИ Транснефть»), 450055, Россия, Уфа, проспект Октября, 144/3

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-8-19

Аннотация: В статье приведена методика количественной оценки эффективности транспортировки нефти по технологическим участкам магистральных трубопроводов с учетом гидравлической эффективности линейной части. В соответствии с методикой параметры энергоэффективности нефтепроводов оцениваются по данным, регистрируемым штатными средствами СДКУ, в том числе:
– коэффициент полезного действия НПС – по данным манометров, установленных на входе в насосную станцию и в нагнетательном коллекторе;
– коэффициент регулирования САРД – по данным манометров, установленных в нагнетательном коллекторе и на выходе из насосной станции;
– гидравлическая эффективность участка нефтепровода – по показаниям манометров на входе/выходе НПС и в конце технологического участка нефтепровода.
На примере анализа данных эксплуатации нефтепровода показано, что предложенный критерий сравнения – коэффициент эффективности технологического участка – позволяет определить все традиционно используемые критерии оценки фактических режимов работы магистральных нефтепроводов, выявить характерные особенности каждого режима, сопоставить параметры эксплуатации трубопроводов различных диаметров и конструктивных исполнений.

Ключевые слова: магистральный нефтепровод, энергоэффективность, коэффициент полезного действия, коэффициент эффективности, энергосбережение, оптимизация технологических процессов, гидравлическая эффективность.

Для цитирования:
Оценка гидравлической эффективности нефтепроводов по данным мониторинга технологических режимов эксплуатации / П. А. Ревель-Муроз [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 8–19.

Список литературы:↓

21-31

Применение воздушного лазерного сканирования для геотехнического мониторинга объектов магистрального трубопровода

Е. М. Макарычева a, Э. Р. Ибрагимов a, Т. И. Кузнецов a, К. Ю. Шуршин a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-21-31

Аннотация:
Специфика эксплуатации магистральных трубопроводов в сложных природно-климатических условиях, их труднодоступность и значительная протяженность линейной части трубопроводов требуют постоянного совершенствования методов и технологий геотехнического мониторинга. Основной задачей геотехнического мониторинга в нефтетранспортной отрасли является контроль планово-высотного положения трубопроводов и его изменений, в том числе в результате развития опасных геологических процессов на территории прохождения трасс. В статье представлено исследование возможностей применения воздушно-лазерного сканирования для геотехнического мониторинга объектов магистрального трубопровода. Проведено сравнение точности измерений с использованием разных сканирующих систем. Описаны методы анализа данных воздушно-лазерного сканирования, разработанные ООО «НИИ Транснефть». По результатам воздушно-лазерного сканирования осуществлена оценка состояния инженерных объектов и природной среды. Применение рассматриваемой технологии позволило определить планово-высотное положение наземных и подземных объектов магистрального трубопровода и углы отклонения опор ЛЭП от вертикали, дешифрировать контуры экзогенных геологических явлений. По данным повторных обследований проведена оценка изменений рельефа за период наблюдений и определена динамика экзогенных геологических явлений.

Ключевые слова: магистральный трубопровод, воздушно-лазерное сканирование, геотехнический мониторинг, экзогенные геологические процессы, планово-высотное положение.

Для цитирования:
Применение воздушного лазерного сканирования для геотехнического мониторинга объектов магистрального трубопровода / Е. М. Макарычева [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 21–31.

Список литературы:↓

32-39

Оптимизация процесса камеральной обработки результатов наземного лазерного сканирования при оценке напряженно-деформированного состояния резервуаров

Г. Г. Васильев a, А. П. Сальников a, А. А. Катанов b, М. В. Лиховцев b, Е. Г. Ильин b

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-32-39

Аннотация: Данные наземного лазерного сканирования позволяют построить трехмерную модель поверхности резервуара, пригодную для анализа напряженно-деформированного состояния в специализированных программных комплексах. Результаты подобного анализа отражают реальную картину напряженно-деформированного состояния резервуара, поскольку исходная модель создана с учетом геометрической формы и пространственного положения объекта. Вместе с тем актуальным является вопрос оптимизации методики камеральной обработки данных лазерного сканирования.
Рассмотрены основные этапы преобразования точечной модели резервуара (как первоначального результата лазерного сканирования) в трехмерную модель. Определено, что оптимизация процесса камеральной обработки возможна на этапе преобразования точечной модели поверхности резервуара в полигональную. При этом возникает задача максимального сокращения объема обрабатываемого массива данных без критического ущерба для конечного результата оценки напряженно-деформированного состояния.
По итогам выполненного моделирования сделаны следующие выводы: наиболее оптимальным размером равностороннего треугольника для полигональной аппроксимации поверхности стенки резервуара при переходе от точечной модели является высота 50–100 мм; результаты исследования могут быть использованы для назначения размеров аппроксимирующих элементов поверхности в других программных комплексах по обработке результатов лазерного сканирования и подготовке данных для расчета напряженно-деформированного состояния строительных конструкций.

Ключевые слова: вертикальный стальной резервуар, наземное лазерное сканирование, напряженно-деформированное состояние.

Для цитирования:
Оптимизация процесса камеральной обработки результатов наземного лазерного сканирования при оценке напряженно-деформированного состояния резервуаров / Г. Г. Васильев [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 32–39.

Список литературы:↓

40-45

Теория реометра ротационного типа для испытания полимерных добавок в турбулентном режиме

Н. Н. Голунов a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-40-45

Аннотация: Рассматривается один из аспектов технологии транспортировки нефти или нефтепродуктов по трубопроводу, основанный на использовании противотурбулентных добавок, изменяющих структуру пристеночной турбулентности и уменьшающих гидравлическое сопротивление перекачиваемой жидкости. Каждая из таких добавок требует предварительного тестирования, результаты которого необходимы для принятия решения об ее использовании. Тестирование добавок, как правило, выполняют на экспериментальных трубных стендах или на более компактных лабораторных приборах – реометрах (обычно ротационного типа). Настоящая статья касается правил переноса результатов измерений, полученных на реометрах, на промышленные условия. Утверждается, что результаты измерений, найденные в реометрах с коаксиальными цилиндрами, в принципе можно переносить на трубы, однако непосредственный перенос недопустим: степень уменьшения трения на стенке измерительного цилиндра (обычно неподвижного) в ротационном реометре не равна аналогичной степени уменьшения трения на внутренней поверхности трубопровода. Излагается теория турбулентного течения жидкости в зазоре между коаксиальными цилиндрами, из которой следует методика переноса лабораторных опытов на промышленные условия.

Ключевые слова: последовательная перекачка нефтепродуктов, противотурбулентные полимерные добавки, турбулентное течение в реометре, уменьшение коэффициента гидравлического сопротивления.

Для цитирования:
Голунов Н. Н. Теория реометра ротационного типа для испытания полимерных добавок в турбулентном режиме // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 40–45.

Список литературы:↓

46-55

Сохранение устойчивости глинистых отложений при сооружении подводных переходов методом наклонно-направленного бурения

А. Н. Сапсай a, З. З. Шарафутдинов b

a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, д. 4, стр. 2
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-46-55

Аннотация: Рассмотрено влияние глинистых грунтов, а именно свойств глины и особенностей ее разрушения при контакте с водой, на технологические процессы строительства подводных переходов магистральных трубопроводов методом наклонно-направленного бурения. Освещены вопросы разработки требований к параметрам, определяющим технологические свойства буровых растворов при сооружении подводных переходов. Сформулированы основные требования к составу соединений, входящих в буровой раствор для проводки скважин в глинистых отложениях. В основе рассматриваемых положений лежат представления о супрамолекулярном строении частиц глины, особенности поведения молекул воды при гидратации глины, заключающиеся в создании ими пространственных структур с различным уровнем полярности. Показано влияние природы растворения различных соединений на процессы гидратации глины, определены термодинамические критерии выбора химических реагентов для приготовления бурового раствора, способного удерживать глину в стабильном состоянии в процессе бурения скважины.

Ключевые слова: буровой раствор, наклонно-направленное бурение, подводный переход, технологические параметры бурового раствора, магистральный трубопровод.

Для цитирования:
Сапсай А. Н., Шарафутдинов З. З. Сохранение устойчивости глинистых отложений при сооружении подводных переходов методом наклонно-направленного бурения // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. C. 46–55.

Список литературы:↓

Прочность, надежность и долговечность

56-61

Моделирование процесса изготовления отводов холодного гнутья

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

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-56-61

Аннотация: Для выполнения поворотов линейной части магистральных трубопроводов используется значительное количество отводов холодного гнутья. Такие отводы изготавливаются с помощью специальных трубогибочных станков путем набора требуемого угла изгиба за несколько единичных гибов. Ввиду ограниченной деформируемости металла в холодном состоянии и, следовательно, возможной потери устойчивости поперечного сечения трубы-заготовки и появления недопустимых изломов и гофров при гибке в нормативной документации регламентированы максимально допустимые значения углов изгиба отводов. В статье рассматриваются результаты компьютерного моделирования процесса изготовления отводов холодного гнутья, выполненного с целью определения потенциальной возможности изготовления отводов, углы изгиба которых больше по сравнению с регламентированными в стандартах. Моделирование проводилось для отводов, изготавливаемых из труб современного производства класса прочности К56, при этом учитывались параметры трубогибочного станка, широко используемого для изготовления отводов холодного гнутья, размеры рабочего инструмента, а также упруго-пластическое деформирование и упрочнение материала.

Ключевые слова: отводы холодного гнутья, трубы, угол изгиба, радиус изгиба, моделирование, трубогибочный станок.

Для цитирования:
Нестеров Г. В., Богач А. А., Гаврилов Д. А. Моделирование процесса изготовления отводов холодного гнутья // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 56–61.

Список литературы:↓

62-66

Оценка напряжений в днище резервуара по результатам измерения высотного положения точек днища

В. М. Варшицкий a, А. Е. Ефимов a, О. А. Козырев a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-62-66

Аннотация: В литературных источниках отсутствует описание результатов исследований подходов к оценке напряженного состояния днищ резервуаров на основе мониторинга планово-высотного положения точек днища. С целью оценки прочности металлоконструкций днищ резервуаров РВСПК-50000 и определения необходимости проведения мероприятий по обеспечению безопасной эксплуатации объектов разработана методика компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния металлоконструкций днищ резервуаров по результатам наблюдений за планово-высотным положением фундаментов. Измерение планово-высотного положения включало в себя нивелирование уторного шва и высотных отметок окрайки днищ, определение высотного положения днищ резервуаров при выполнении замеров глубины с поверхностей плавающих крыш по координатам точек промеров глубин на поверхностях плавающих крыш.
Для разработки геометрической модели проведена обработка данных замеров и составлен массив координат и перемещений. Далее создана геометрическая модель с учетом точек замеров и их координат. На основе геометрической модели разработана конечно-элементная модель днища резервуара, учитывающая полученные отклонения от проектного положения. Моделирование проведено в трехмерной оболочечной постановке с использованием конечных элементов высокого порядка точности.

Ключевые слова: резервуар, днище, расчет на прочность, несущая способность, планово-высотное положение, конечно-элементный расчет.

Для цитирования:
Варшицкий В. М., Ефимов А. Е., Козырев О. А. Оценка напряжений в днище резервуара по результатам измерения высотного положения точек днища // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 62–66.

Список литературы:↓

67-75

Oценка дефектов труб методом расчета по деформациям

Г. Плювинаж a

a Национальная школа инженеров Меца, Университет Лотарингии, 57078, Франция, Мец, 1 Pут Д'Арс Лакенкси

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-67-75

Аннотация: Метод расчета по деформациям является предпочтительным в случаях, когда нагрузки на трубопровод вызваны не внутренним давлением, а иными силами. Нагрузки могут быть обусловлены постоянной либо временной деформацией грунтового основания в результате сейсмической активности, нестабильностью склонов, вспучиванием грунта при промерзании, тепловым расширением и сжатием, оползнями, трубоукладочными работами и другими внешними воздействиями. Метод расчета по деформациям подходит в тех случаях, когда напряжения и деформации выходят за рамки предела пропорциональности и пиковые расчетные нагрузки снижаются при деформации материала. Если деформации и напряжения не пропорциональны, традиционные методы расчета по напряжениям становятся весьма чувствительными к деформационно-прочностным характеристикам материала, а также к любому запасу прочности. Расчет по деформациям позволяет избежать подобных проблем.
Методология расчета по деформациям разработана применительно к предельным состояниям: разрыв при растяжении (предельное состояние материала) и потеря устойчивости при сжатии (предельные состояния материала и эксплуатационных свойств).
В статье представлен обзор методов расчета по деформациям, а именно: предельная общая деформация как критерий оценки дефектов трубы; предельная локальная деформация как критерий оценки дефектов трубы; коэффициент интенсивности деформаций как критерий оценки дефектов трубы; коэффициент пластичности при надрезе; расчет по деформациям с применением J-интеграла; испытание на смещение раскрытия вершины трещины.

Ключевые слова: вязкое разрушение, метод расчета по деформациям, оценка дефекта труб, магистральный трубопровод, дефект, предельное состояние материала.

Для цитирования:
Плювинаж Г. Оценка дефектов труб методом расчета по деформациям // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 67–75.

Список литературы:↓

76-81

Анализ механического поведения подземного трубопровода при грунтовых нагрузках

Цзе Чжан a, Цзинсюань Си a

a Юго-Западный нефтяной университет, 610500, Китай, Чэнду, провинция Сычуань, проспект Синьду, район Синьду

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-76-81

Аннотация: С целью изучения влияния грунтовой нагрузки на механическое поведение подземных трубопроводов создана трехмерная модель связи «трубопровод–грунт». Проанализирована зависимость напряжения, смещения и овальности сечения трубопровода от грунтовой нагрузки, внутреннего давления, модуля упругости грунта обратной засыпки и соотношения радиуса трубопровода к толщине его стенки. Результаты показывают, что вследствие нагрузки от грунта появляется область высокого напряжения в верхней части трубопровода, а его форма становится овальной. При увеличении грунтовой нагрузки по бокам трубопровода возникает явление концентрации напряжений. При уменьшении соотношения радиуса к толщине стенки способность трубопровода противостоять деформации повышается, а область напряжений в его верхней части сокращается. По мере увеличения модуля упругости грунта обратной засыпки перемещение участка трубопровода постепенно уменьшается. С увеличением внутреннего давления напряжение и деформация в верхней части трубопровода снижаются, а напряжение в нижней части возрастает. В зонах повышенной опасности следует применять защитные меры, устраняющие влияние негативных факторов на подземный трубопровод.

Ключевые слова: подземный трубопровод, грунтовая нагрузка, механическое поведение, повреждение трубопровода.

Для цитирования:
Чжан Ц., Си Ц. Анализ механического поведения подземного трубопровода при грунтовых нагрузках // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 76–81.

Список литературы:↓

Защита от коррозии

82-91

Оценка опасности биокоррозии подземных стальных сооружений

Л. П. Худякова a, А. А. Шестаков a, И. Р. Фархетдинов a, А. В. Широков a

a Научно-технический центр трубопроводного транспорта ООО «НИИ Транснефть» (НТЦ ООО «НИИ Транснефть»), 450055, Россия, Уфа, проспект Октября, 144/3

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-82-91

Аннотация: Разработана методика оценки биокоррозионной агрессивности грунтов в зонах прокладки магистральных нефтепроводов, не требующая проведения длительных коррозионных испытаний. Оценка опасности биокоррозии грунта основана на комплексных коррозионных и микробиологических исследованиях.
Для проведения полевых и лабораторных исследований были выбраны наиболее характерные для России почвогрунты, являющиеся универсальными с точки зрения вариантов развития биокоррозионных повреждений: суглинки с высоким содержанием гумуса и глины, суглинки с низким содержанием гумуса и высоким содержанием песка, илистый болотный грунт. В процессе испытаний использовались образцы из стали 20, сопоставимой по коррозионной стойкости с трубными сталями.
Главным внешним фактором, влияющим на уровень биокоррозионной активности почв, является состав микробного консорциума (качественный и количественный). Формирование микробиоценозов зависит от состава и структуры грунта, его влажности и содержания органических и неорганических веществ в свободной форме, от температуры, влияющей на накопление органических веществ в верхних горизонтах почвы в летний период, уровня рН, обусловленного наличием минеральных веществ в растворимой форме. Из электрохимических показателей для оценки биокоррозионной активности информативно удельное электросопротивление грунта, характеризующее его влажность и минерализацию, которые влияют на развитие микробиоценоза.

Ключевые слова: биокоррозия, подземные трубопроводы, микробиоценоз, окислительно-восстановительный потенциал, удельное электросопротивление, коррозионная активность, сульфатвосстанавливающие бактерии, железобактерии, аэробы, микромицеты, коррозионные исследования, питательная среда.

Для цитирования:
Оценка опасности биокоррозии подземных стальных сооружений / Л. П. Худякова [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 82–91.

Список литературы:↓

Товарно-транспортные операции и метрологическое обеспечение

92-97

Турбулентное течение нефти, нефтепродуктов и cжиженного природного газа с полимерными добавками

В. Н. Манжай a

a Институт химии нефти Сибирского отделения РАН, 634055, Россия, Томск, Академический проспект, 4

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-92-97

Аннотация: Одним из способов интенсификации перекачки нефти и нефтепродуктов по трубопроводам является введение в турбулентный поток углеводородных жидкостей нефтерастворимых полимеров в исчезающе малом количестве (1–10 ppm). К настоящему времени опубликовано большое количество работ, посвященных теоретическому обоснованию этого способа снижения энергетических затрат и его практической реализации на магистральных нефтепроводах. В данной работе представлены результаты, свидетельствующие о возможности использования полимеров также и для снижения гидродинамического сопротивления при перекачке сжиженного природного газа. Проведенными лабораторными экспериментами на турбулентном реометре установлено, что для достижения одинаковой величины эффекта снижения гидродинамического сопротивления при турбулентном течении различных фракций нефти в цилиндрическом канале требуется тем меньшее количество присадки, чем ниже средняя молекулярная масса перекачиваемой углеводородной смеси, то есть чем меньше плотность и вязкость жидкости. Самая малая концентрация полимера для достижения максимальной величины эффекта требуется при перекачке сжиженного природного газа, что свидетельствует об экономической перспективности трубопроводного транспорта газа, находящегося в жидком агрегатном состоянии.

Ключевые слова: нефть, керосин, бензин, сжиженный природный газ, полиизопрен, полигексен, гидродинамическое сопротивление, эффект Томса.

Для цитирования:
Манжай В. Н. Турбулентное течение нефти, нефтепродуктов и cжиженного природного газа с полимерными добавками // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 92–97.

Список литературы:↓

Экономика и управление

99-105

Целеполагание, устойчивость и построение структур систем нефтепродуктообеспечения

А. А. Безродный a, В. Цзинь b, А. М. Короленок b

a ПАО «ЛУКОЙЛ», 101000, Россия, Москва, Сретенский бульвар, 11
b Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина, 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 65

DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-99-105

Аннотация: Цели и предназначение сложных систем, их устойчивость и управляемость во многом определяются средой функционирования. При многообразии моделей и методов совершенствования систем нефтепродуктообеспечения для достижения наилучшего результата целесообразна разработка обобщенного алгоритма их построения и развития, один из вариантов которого и представлен в данной работе. В качестве научной основы используются теоретико-множественное представление структур сложных систем, которое применяется к рассматриваемой предметной области, и ранее разработанная методология рационального построения и непрерывного совершенствования структур сетей автозаправочных станций и эффективного автоматизированного управления процессами и объектами в данных системах.

Ключевые слова: системный анализ, управление, эффективность, устойчивость, сложная система, АЗС, нефтепродуктообеспечение.

Для цитирования:
Безродный А. А., Цзинь В., Короленок А. М. Целеполагание, устойчивость и построение структур систем нефтепродуктообеспечения // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 1. С. 99–105.

Список литературы:↓

Развитие отрасли

107-117

Развитие мировой системы нефтепроводного транспорта

Р. Н. Бахтизин a, Б. Н. Мастобаев a, А. Е. Сощенко b, О. А. Макаренко a

a Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, Республика Башкортостан, Уфа, ул. Космонавтов, д. 1
b ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, д. 4, стр. 2

Аннотация: Опубликованы отрывки из книги, в которых рассказывается о начале становления системы трубопроводного транспорта в России. Представлена история создания первого нефтепровода и первого магистрального трубопровода. Отмечены инженерные и научные решения В. Г. Шухова, показан его вклад в развитие отрасли.