Русский

№1/2020

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Проектирование, строительство и эксплуатация

8-16

Влияние реологических свойств нефти на энергоэффективность работы нефтепровода

П. В. Федоров a, М. Р. Лукманов a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-8-16

Аннотация: Изменение производительности технологических режимов и КПД магистральных насосных агрегатов, обусловленное несоответствием плановых и фактических показателей реологических свойств нефти, ведет к отклонению фактического потребления электроэнергии от расчетного. Оперативно выявить случаи таких отклонений в долгосрочной перспективе (месяц, год) позволяет формула приведения, а определить их причины – факторный анализ, который следует проводить по изменению свойств транспортируемой среды и изменению КПД насосных агрегатов, обусловленному смещением их рабочих точек. Рассмотрена роль разности геодезических отметок начала и конца технологического участка магистрального нефтепровода в определении влияния изменения свойств нефти на потребляемую электрическую мощность.
Установлено, что чем меньше длина участка и больше разность геодезических отметок, тем меньше будет доля потребляемой энергии, обусловленная изменением вязкости нефти, в общем энергопотреблении на технологическом режиме работы МН. Результаты проведенных экспериментов свидетельствуют о необходимости расширения перечня параметров при проведении факторного анализа и позволяют сделать вывод о том, что корректное установление причин отклонения фактического потребления электроэнергии от плановых показателей возможно только после выполнения гидравлических расчетов технологических режимов работы нефтепровода.

Ключевые слова: реологические свойства нефти, расход электроэнергии при перекачке, факторный анализ, энергоэффективность, магистральный насос.

Для цитирования:
Федоров П. В., Лукманов М. Р. Влияние реологических свойств нефти на энергоэффективность работы нефтепровода // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 8–16.

Список литературы:↓

Ремонт трубопроводов

17-21

Методика определения технологических параметров ремонта трубопровода с ненормативной кривизной

В. М. Варшицкий a, И. Б. Лебеденко a, Э. Н. Фигаров a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-17-21

Аннотация: При проведении внутритрубной диагностики магистральных трубопроводов обнаруживаются трубные секции, кривизна которых превышает нормативные значения. Для разработки проекта ремонтных работ, предусматривающих приведение участка в нормативное состояние, необходимо определить технологические параметры ремонта. Соответствующая методика известна для случаев перемещения первоначально прямолинейного трубопровода. Авторами разработана методика определения технологических параметров ремонта трубопровода с непроектной кривизной оси. Методика основана на моделировании деформирования трубопровода с начальной кривизной оси, учитывает фактические условия эксплуатации и данные внутритрубной диагностики. Приведены примеры расчетов технологических параметров ремонта и напряженно-деформированного состояния участков трубопровода с ненормативной кривизной. Результаты моделирования подтверждают возможность использования методики для оценки технологических параметров ремонта, протяженности вскрытия траншеи, величины и границ дозаглубления или подъема трубопровода, определения напряженно-деформированного состояния ремонтируемого участка в процессе выполнения и после завершения ремонтных работ.

Ключевые слова: трубопровод, ненормативный радиус изгиба, технологические параметры ремонта, расчет напряженно-деформированного состояния.

Для цитирования:
Варшицкий В. М., Лебеденко И. Б., Фигаров Э. Н. Методика определения технологических параметров ремонта трубопровода с ненормативной кривизной // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 17–21.

Список литературы:↓

Прочность, надежность, долговечность

22-31

Напряженно-деформированное состояние трубопровода под воздействием комбинированной нагрузки

А. А. Игнатик a

a Ухтинский государственный технический университет, 169300, Россия, Ухта, ул. Первомайская, 13

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-22-31

Аннотация: Проведено теоретическое и экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния трубопровода, находящегося под воздействием двух видов нагрузок: 1) изгибающей силы в вертикальной плоскости; 2) совместного действия изгибающей силы в вертикальной плоскости и внутреннего давления. Эксперименты выполнены на образце трубы со следующими характеристиками: марка стали – Ст3, наружный диаметр – 114 мм, толщина стенки – 4,5 мм, длина – 0,94 м. Измерялись кольцевые и продольные деформации в разных областях стенки трубы, испытывающей изгибающую нагрузку в вертикальной плоскости. Для определения других параметров напряженно-деформированного состояния применялись теории толстостенной и тонкостенной цилиндрической оболочки, обобщенный закон Гука, формула Журавского–Власова для расчета касательных напряжений при поперечном изгибе тонкостенной трубы, использовался принцип независимости действия сил. Найдены зависимости параметров напряженно-деформированного состояния (кольцевая, продольная, радиальная деформации; кольцевое, продольное, касательное напряжения; интенсивность напряжений) стенки трубы от угловой координаты φ в разных поперечных сечениях образца трубы. Выявлено, что в рассматриваемых случаях нагружения существенное значение имеют кольцевые и касательные напряжения. Величины кольцевых и касательных напряжений следует учитывать при вычислении интенсивности напряжений, когда проводится оценка магистрального трубопровода на прочность по энергетической теории.

Ключевые слова: давление, изгибающая сила, касательное напряжение, напряженно-деформированное состояние, трубопровод.

Для цитирования:
Игнатик А. А. Напряженно-деформированное состояние трубопровода под воздействием комбинированной нагрузки // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 22–31.

Список литературы:↓

32-41

Применение ROC-анализа для определения требований к параметрам цифровых радиографических снимков

И. И. Михайлов a, Д. И. Галкин b, А. В. Гейт a, А. В. Временко c

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b ЗАО «Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО “Спектр”» (ЗАО «НИИИН МНПО “Спектр”»), 119048, Россия, Москва, ул. Усачева, 35, стр. 1
c ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-32-41

Аннотация: Актуальным является вопрос замены пленочной технологии радиографического контроля при строительстве и ремонте нефтепроводов на цифровые технологии, основанные на использовании фосфорных пластин (компьютерная радиография) или цифровых матричных детекторов (цифровая радиография). Однако существует проблема определения требований к цифровым рентгеновским снимкам. Выбор класса качества изображений, полученных путем цифрового радиографического контроля, осуществляется по согласованию с заказчиком, тогда как требования к качественным показателям изображений на пленке закреплены в нормативных документах. Авторами проведены исследования и представлена методика, позволяющая минимизировать влияние человеческого фактора при оценке информативности рентгенографических изображений и объективно определить требования к цифровым рентгеновским изображениям, при которых использование компьютерной радиографии и цифровой радиографии может быть рекомендовано для замены пленочной технологии. Для решения задачи предложено использовать ROC-анализ, позволяющий оценивать бинарные классификации, в том числе расшифровку рентгеновских снимков по принципу «есть дефект – нет дефекта». Разработан и изготовлен тест-образец, содержащий участки с дефектами (имитаторами дефектов) и без них, что позволило применить бинарную классификацию при проведении анализа его рентгеновских изображений. Определен минимальный объем выборки независимых экспертов, достаточный для исключения влияния человеческого фактора при расшифровке снимков тест-образца. С целью сравнения пленочных и цифровых технологий получен пленочный снимок, соответствующий нормативным требованиям. По результатам анализа этого снимка построена базовая ROC-кривая. С ней сравнили ROC-кривые, построенные по результатам расшифровки цифровых изображений с различными качественными показателями. Это позволило установить значения параметров качества, при которых информативность цифровых снимков выше, чем пленочных, и сделать выводы об условиях замены пленочной технологии на цифровую и компьютерную радиографию.

Ключевые слова: радиографический контроль, ROC-анализ, информативность контроля, цифровая радиография, компьютерная радиография, пленочная радиография, фосфорная пластина, цифровой матричный детектор.

Для цитирования:
Применение ROC-анализа для определения требований к параметрам цифровых радиографических снимков / И. И. Михайлов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 32–41.

Список литературы:↓

Сварка

42-51

Причины сквозного повреждения сварного соединения трубопровода

Р. Ф. Мамбетов a, В. М. Кушнаренко a, Ф. Ш. Хафизов b, И. Ф. Хафизов b

a Оренбургский государственный университет, 460018, Россия, Оренбург, проспект Победы, 13
b Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ), 450062, Россия, Уфа, ул. Космонавтов, 1

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-42-51

Аннотация: Представлены результаты исследований трубопровода выкидной линии с целью определения причин возникновения сквозного отверстия (свища) в стыковом сварном шве. Методом серных отпечатков по Бауману проведена оценка наличия отложений сульфидов железа на внутренней поверхности труб. Методом рентгеноструктурного анализа определен фазовый состав продуктов коррозии. Выявлено, что химический состав и механические свойства металла исследуемого фрагмента трубопровода соответствуют нормативным требованиям. Значения твердости, в том числе в зонах сварного соединения, полученные по итогам испытаний, свидетельствуют о том, что металл обладает стойкостью к коррозионному растрескиванию. По результатам металлографических исследований на продольных полнотолщинных шлифах установлено, что в области имеющегося сквозного отверстия на дне коррозионной язвы сохранились остатки облицовочного слоя шва, в котором имеются множественные поры диаметром до 3 мм. Поверхность язвы покрыта слоем сульфида железа толщиной 1–3 мм. Толщина слоя сульфидов в области язвы в 10 и более раз больше, чем на остальной поверхности трубы, – свидетельство того, что коррозионные процессы здесь развивались быстрее. Сделан вывод, что причиной сквозного повреждения сварного соединения трубопровода стала язвенная коррозия, возникшая под воздействием сероводородсодержащей среды на нижней образующей в области замка шва, где имелась вогнутость корня шва. Вероятно, в области коррозионной язвы был дефект первого слоя сварного шва (утяжка, непровар, пора или др.), и ускоренная коррозия стала следствием скопления здесь сероводородсодержащей жидкости.

Ключевые слова: трубопровод, сварное соединение, коррозия, термообработка, коррозионная язва, корень шва, сероводород, структура металла, химический состав, растяжение, ударный изгиб, твердость, металлографическое исследование, микроструктура.

Для цитирования:
Причины сквозного повреждения сварного соединения трубопровода / Р. Ф. Мамбетов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 42–51.

Список литературы:↓

Защита от коррозии

52-63

Математическое моделирование электрических полей катодной защиты магистральных трубопроводов в анизотропных средах

В. Н. Кризский a, П. Н. Александров b, А. А. Ковальский a, С. В. Викторов a

a Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета (БашГУ), 453103, Россия, Стерлитамак, пр. Ленина, 49
b Центр геоэлектромагнитных исследований – филиал Института физики Земли имени О. Ю. Шмидта Российской академии наук (ЦГЭМИ ИФЗ РАН), 108840, Россия, Москва, Троицк, а/я 30

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-52-63

Аннотация: Применяемые в практических расчетах электрохимической защиты математические модели, использующие, как правило, однородные изотропные среды, не вполне отражают реальные вмещающие трубопровод грунты. Авторами рассмотрена задача численного исследования электрических полей катодной защиты подземного трубопровода с учетом анизотропии удельной электрической проводимости грунта.
Методом вычислительного эксперимента проведено сравнение с токораспределением для однородного полупространства, исследовано влияние коэффициентов анизотропии и азимутального угла поворота тензора удельной электрической проводимости грунта на электрические параметры катодной защиты трубопровода. Продемонстрировано, что защитный потенциал может значительно различаться на участках, близких к точкам дренажа катодных станций, и на дефектном сегменте. Сделан вывод о необходимости учета структуры среды – ее электрической анизотропи – при наличии предпосылок слоистости/трещиноватости грунта, контрастности его удельной электропроводности по латерали более чем в 2–2,5 раза.

Ключевые слова: анизотропное полупространство, катодная электрохимическая защита магистрального трубопровода, математическое моделирование электрического поля.

Для цитирования:
Математическое моделирование электрических полей катодной защиты магистральных трубопроводов в анизотропных средах / В. Н. Кризский [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 52–63.

Список литературы:↓

Товарно-транспортные операции и метрологическое обеспечение

64-69

Анализ возможности применения метода инфракрасной спектроскопии для определения границ зоны смесеобразования нефтепродуктов

С. В. Середа a, А. Ю. Ляпин b, Е. С. Дубовой b, Ф. В. Тимофеев a, Ю. А. Вишневская a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-64-69

Аннотация: Проведен сравнительный анализ методов поточного анализа для определения границ зоны смесеобразования нефтепродуктов, транспортируемых методом последовательной перекачки. Установлено, что наиболее перспективным является метод инфракрасной спектроскопии (ИК-спектроскопии), основанный на поглощении, отражении и рассеивании энергии инфракрасного излучения. В настоящее время использование ИК-спектроскопии для анализа нефтепродуктов ограничивает недостаточное количество косвенных методик идентификации и определения содержания структурных фрагментов углеводородных и неуглеводородных соединений. Для оценки возможности применения ИК-спектроскопии в качестве экспресс-метода определения границ зоны смесеобразования нефтепродуктов различных марок были проведены экспериментальные исследования. Цель исследований – установление зависимости изменения ИК-спектров, снимаемых с анализируемых проб образцов, от концентрации нефтепродукта одной марки в нефтепродукте отличного углеводородного состава. Объект исследований – образцы товарного автомобильного бензина АИ-95, межсезонного дизельного топлива, авиационного керосина ТС-1 и их парные смеси в соотношении 1:1. Результаты проведенных экспериментов подтвердили высокую чувствительность метода ИК-спектроскопии для установления изменения углеводородного состава смеси нефтепродуктов в зависимости от их концентрации, что позволяет сделать принципиальный вывод о возможности его использования для контроля процесса смесеобразования нефтепродуктов, транспортируемых методом последовательной перекачки.

Ключевые слова: нефтепродукты, последовательная перекачка, смесеобразование, контроль зоны смеси, поточные анализаторы, инфракрасная спектроскопия.

Для цитирования:
Анализ возможности применения метода инфракрасной спектроскопии для определения границ зоны смесеобразования нефтепродуктов / С. В. Середа [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 64–69.

Список литературы:↓

Экология

70-83

Анализ потенциала использования отработанных нефтепродуктов на собственные нужды в организациях системы «Транснефть»

А. В. Николаева a, В. А. Кожевников a, В. А. Черных a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-70-83

Аннотация: В процессе производственной деятельности при транспортировке нефти и нефтепродуктов образуются тысячи тонн нефтяных отходов различного генезиса и консистенции. Часть из них представляет энергетическую ценность и может быть использована на собственные нужды организаций системы «Транснефть». В статье представлена структура формирования нефтяных отходов различного происхождения в организациях системы «Транснефть». Дана количественная оценка потенциала их использования в виде отработанных нефтепродуктов. Раскрыты результаты исследований состава и свойств отработанных нефтепродуктов, представлены результаты натурных испытаний. Исследования показали, что способы использования отработанных нефтепродуктов в организациях системы «Транснефть» ограничены.
Основными являются регенерация отработанных масел для продления их жизненного цикла и сжигание отработанных нефтепродуктов в качестве котельно-печного топлива. Причем при сжигании отработанных нефтепродуктов как топлива достигается наибольший экономический и экологический эффект. Указанные способы использования отработанных нефтепродуктов позволят снизить объемы образования отходов и затраты на их утилизацию.

Ключевые слова: утилизация нефтяных отходов, обезвреживание нефтяных отходов, отработанные нефтепродукты, сжигание топлива, экология, энергоэффективность.

Для цитирования:
Николаева А. В., Кожевников В. А., Черных В. А. Анализ потенциала использования отработанных нефтепродуктов на собственные нужды в организациях системы «Транснефть» // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 70–83.

Список литературы:↓

Экономика и управление

84-95

Стоимость жизненного цикла как основа транспортного обеспечения ПАО «Транснефть»

А. М. Ефремов a, З. И. Садриев a, В. В. Никитин a, И. В. Калинин a, В. С. Власов a

a ПАО «Транснефть», Пресненская набережная, 4, 123112, Россия, Москва, стр. 2

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-84-95

Аннотация: Моделирование стоимости жизненного цикла – это качественно новый подход к комплексной оптимизации инвестиционных и эксплуатационных расходов, впервые примененный в ПАО «Транснефть» для обеспечения производственных объектов транспортными средствами и специальной техникой. Исторически сложилось так, что вопросы периодичности обновления парка и выбора производителей техники решаются на основании нормативов, разработанных еще до 1990-х гг., профессионального опыта экспертов и заявляемых производителем технических характеристик. Но такой подход во многом устарел и не позволяет получить объективный результат в современных реалиях развития машиностроения. Внедрение информационных технологий в области мониторинга транспортных средств и специальной техники позволяет аккумулировать первичные данные по эксплуатации каждой единицы техники, что дает возможность качественного усовершенствования системы принятия решений по оптимизации эксплуатационных затрат. ПАО «Транснефть» разработана методика расчета и анализа среднегодовой стоимости жизненного цикла транспортных средств и специальной техники, описывающая порядок и методы использования первичных данных для расчета стоимости жизненного цикла с целью определения оптимального срока использования и сравнения техники разных производителей. Разработаны алгоритмы моделирования, относящиеся к области Big data, позволяющие получить долгосрочный (до 30 лет) прогноз эксплуатационных затрат с использованием большого объема реальных данных, аккумулируемых в течение короткого промежутка времени (3–5 лет). Для расчета среднегодовой стоимости жизненного цикла к денежным потокам совокупных расходов применяется коэффициент эквивалентного годового аннуитета, что позволяет сравнить эффективность эксплуатации техники в течение разных промежутков времени и определить оптимальный срок ее использования, а также дает возможность провести сравнение различных моделей техники. Расчет и анализ среднегодовой стоимости жизненного цикла позволяет перейти на качественно новый уровень стратегических решений при обеспечении транспортом – при помощи моделирования стохастических процессов эксплуатационных затрат получить математически обоснованные ответы на ключевые вопросы в данной области производства: какую технику выбирать и когда менять технику на новую?

Ключевые слова: транспортные средства, автотранспорт, тяжелая техника, жизненный цикл, большие данные, оптимизация, теория вероятностей, теория надежности, частотный анализ.

Для цитирования:
Стоимость жизненного цикла как основа транспортного обеспечения ПАО «Транснефть» / А. М. Ефремов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 84–95.

Список литературы:↓

96-105

Системный анализ и построение структур эффективного управления сетями АЗС

А. А. Безродный a, Р. Р. Юнушев 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: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-96-105

Аннотация: Сети автозаправочных станций как вид систем нефтепродуктообеспечения необходимы для функционирования и развития АЗС, так как отдельные объекты такого типа в большинстве случаев экономически неэффективны. Для совершенствования сетей АЗС целесообразно с помощью известного теоретико-множественного подхода создавать и применять модели информационных, организационно-технических, неактивных (инфра-) систем, а также систем принятия решений и управления. Эти модели позволяют описать функционирование и развитие исследуемых объектов в условиях дружественной, конкурентной и безразличной (неопределенной) среды. В статье представлены модели структур указанных систем для сетей АЗС, рассмотрены методы синтеза (по процессам, объектам и периодам времени) оптимальных по заданным критериям вариантов структур и их особенности, приведены некоторые результаты.

Ключевые слова: системный анализ, управление, эффективность, сети АЗС, нефтепродуктообеспечение.

Для цитирования:
Безродный А. А., Юнушев Р. Р., Короленок А. М. Системный анализ и построение структур эффективного управления сетями АЗС // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 96–105.

Список литературы:↓

Пожарная и промышленная безопасность

106-114

Автоматизация работы штаба по ликвидации чрезвычайной ситуации на объектах магистрального трубопровода

В. В. Степанов a, Э. А. Исаев b, Д. И. Ставицкий a

a ООО «Транснефть – Дальний Восток», 680020, Россия, Хабаровск, ул. Запарина, 1
b ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а

DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-1-106-114

Аннотация: От эффективности действий персонала при локализации и ликвидации аварии на объекте магистрального трубопровода напрямую зависит масштаб ее последствий. В рамках данной работы авторами проведен анализ командно-штабных учений по подготовке к действиям в случае разлива нефти и нефтепродуктов персонала предприятий системы «Транснефть». Были выявлены недостатки в организации работы штабов по ликвидации чрезвычайной ситуации и причины, негативно влияющие на качество работы персонала. Отчасти недостатки удалось устранить путем разработки и внедрения в деятельность штабов табелей донесений о чрезвычайной ситуации. Однако многие процессы по-прежнему оставались крайне зависимыми от человеческого фактора, что провоцировало ошибки, возникновение и распространение в ходе проведения ликвидационных мероприятий недостоверной и противоречивой информации.
С целью минимизировать действие человеческого фактора при организации работы штабов по ликвидации чрезвычайной ситуации была разработана соответствующая автоматизированная информационная система. В статье представлена ее модель, описан алгоритм действия и функционал. Система была внедрена в промышленную эксплуатацию ООО «Транснефть–Дальний Восток» и показала высокую эффективность в части качества отработки документов, оптимизации временных затрат на их заполнение и отправку, организации сбора информации и контроля действий по устранению аварийной ситуации. Применение разработанной информационной системы позволило значительно снизить количество замечаний по организации работы штаба по ликвидации чрезвычайной ситуации. Система не имеет аналогов в России, может использоваться в условиях реальной аварии и для отработки действий персонала в учебно-тренировочном режиме.

Ключевые слова: автоматизированная система, штаб по ликвидации чрезвычайной ситуации, локализация и ликвидация аварий, опасный производственный объект, авария на магистральном трубопроводе.

Для цитирования:
Степанов В. В., Исаев Э. А., Ставицкий Д. И. Автоматизация работы штаба по ликвидации чрезвычайной ситуации на объектах магистрального трубопровода // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 106–114.

Список литературы:↓