Русский

№1/2022

Стр.

Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова

Развитие отрасли

8-17

Капитал будущего: итоги III (XV) Международной научно-технической конференции молодежи

ПАО «Транснефть» и организаций – членов Международной ассоциации транспортировщиков нефти

Ремонт трубопроводов

18-33

Информационно-аналитическое сопровождение планирования замены участков линейной части магистральных нефтепроводов

А. Г. Воронов a, Ю. В. Лисин, Д. А. Неганов b, Н. Е. Зорин b, П. В. Короткевич b

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-18-33

Аннотация: Обеспечение надежности и безопасности эксплуатации магистральных трубопроводов в условиях увеличения их протяженности и старения фондов требует постоянного совершенствования методологии и средств планирования ремонтно-восстановительных мероприятий. Уже сейчас для обоснования и определения приоритетности выполнения наиболее дорогостоящих работ (таких как замена трубы) необходимо моделирование трубопровода с учетом всех его конструктивных и технологических особенностей, условий эксплуатации, системной значимости и т. д. В свою очередь реализация процесса управления техническим состоянием трубопровода как многофакторной системы невозможна без создания специализированного программно-информационного обеспечения. Целью статьи является описание разработанной методологии факторного анализа технического состояния трубопровода, позволяющей учесть весь комплекс диагностической информации, конструктивные параметры объекта, режимы и условия эксплуатации, а также результаты научных исследований в области оценки прочности и долговечности трубопроводов с дефектами, фактических механических характеристик основного металла и сварных соединений труб, коррозионной стойкости и т. д. Приведен перечень оцениваемых показателей. Показаны структура программно-информационного сопровождения планирования мероприятий по замене трубы, источники получения исходных данных, особенности организации работ и программного обеспечения. Определены перспективные направления развития подходов к планированию комплекса ремонтно-восстановительных мероприятий, предусматривающие в среднесрочной перспективе количественную оценку достаточности, эффективности и экономической оптимальности указанного вида работ.

Ключевые слова: ремонт трубопроводов, замена трубы, надежность трубопровода, безопасность трубопровода, управление техническим состоянием, факторный анализ

Для цитирования:
Информационно-аналитическое сопровождение планирования замены участков линейной части магистральных нефтепроводов / А. Г. Воронов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 18–33. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-18-33

Список литературы:↓

Прочность, надежность, долговечность

34-38

Критерий допустимой кривизны оси эксплуатируемого бездефектного трубопровода

В. М. Варшицкий a, С. Н. Масликов a, Э. Н. Фигаров a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-34-38

Аннотация: Кривизна оси подземных трубопроводов, эксплуатируемых в сложных инженерно-геологических условиях может изменяться (увеличиваться) с течением времени. В этой связи важным является определение величины допустимого радиуса изгиба, при достижении которой трубопровод сохраняет прочность, однако с учетом возможного увеличения значения данного показателя требуется выполнение мероприятий по приведению трубопровода в нормативное положение и обеспечению его безопасной эксплуатации. Обзор научно-технической литературы показал, что методики определения предельных состояний стенки трубы и коэффициентов запаса прочности, учитываемых при проектировании трубопровода, рассмотрены во многих работах, при этом не уделяется внимание вопросу оценки предельно допустимого радиуса изгиба оси трубопровода в процессе эксплуатации. Целью авторов статьи является определение критерия допустимой кривизны оси бездефектного защемленного грунтом подземного трубопровода при комбинированном нагружении изгибающим моментом, осевой силой и внутренним давлением. В качестве предельно допустимого радиуса изгиба оси трубопровода предлагается показатель, при котором интенсивность максимальных фибровых напряжений равна нормативному пределу текучести металла труб. Данный радиус определяется с учетом упругопластического деформирования металла и зависит от основных конструктивных параметров трубопровода.

Ключевые слова: подземный трубопровод, напряженно-деформированное состояние, радиус изгиба, кривизна трубопровода, предельное состояние, деформационная теория пластичности

Для цитирования:
Варшицкий В. М., Масликов С. Н., Фигаров Э. Н. Критерий допустимой кривизны оси эксплуатируемого бездефектного трубопровода // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 34–38. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-34-38

Список литературы:↓

Проектирование, строительство и эксплуатация

39-47

Теплотехнические расчеты грунтов оснований фундаментов опор магистральных нефтепроводов на участках многолетнемерзлых грунтов

Э. А. Пелих a , А. А. Коротков a, Л. В. Григорьев b, А. Ю. Гунар b

a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова (МГУ имени М. В. Ломоносова), 119991, Россия, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-39-47

Аннотация: Для оценки состояния линейной части магистрального трубопровода, установленного на опорах в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, проводятся теплотехнические расчеты грунтов оснований фундаментов опор магистральных трубопроводов. С учетом полученного значения температурного поля грунтов определяется срок безопасной эксплуатации опорных конструкций, назначаются или корректируются технические решения по обеспечению заданного температурного режима грунта оснований опор. Для обеспечения достоверности результатов теплотехнических расчетов (а именно для определения необходимых и достаточных условий корректности расчетных параметров) требуется проводить проверку соответствия данных инженерных обследований расчетным значениям параметров эксплуатации трубопровода. Для решения данной задачи предлагается проводить калибровку постоянных величин (коэффициентов), входящих в состав функциональных зависимостей теплотехнических расчетов, путем их изменения на каждом расчетном этапе до совпадения промежуточных результатов расчетов с данными, полученными в ходе инженерных обследований. Целью авторов статьи является разработка порядка проведения теплотехнических расчетов, включая алгоритм калибровки параметров расчетов. Описан порядок проведения расчетов. Указаны размер и шаги разбиения сетки расчетной области моделирования в зависимости от типа прокладки трубопровода и продолжительности эксплуатации опорных конструкций. Установлены граничные условия. Определены необходимые и достаточные условия достоверности исходных данных в процессе калибровки.

Ключевые слова: теплотехнический расчет, многолетнемерзлые грунты, алгоритм калибровки, температурное поле грунта, надземный трубопровод, подземный трубопровод, опора магистрального трубопровода, несущая способность грунта

Для цитирования:
Теплотехнические расчеты грунтов оснований фундаментов опор магистральных нефтепроводов на участках многолетнемерзлых грунтов / Э. А. Пелих [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 39–47. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-39-47

Список литературы:↓

Сварка

48-56

Совершенствование методики расчета остаточных сварочных напряжений в зоне сварного шва магистральных трубопроводов

А. М. Покровский a, Е. И. Дубовицкий a

a Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-48-56

Аннотация: Магистральные трубопроводы свариваются в стык из отдельных труб. При этом в окрестности сварного шва возникают значительные остаточные сварочные напряжения, которые могут превосходить эксплуатационные напряжения. Соответственно, адекватный расчет на прочность и живучесть трубопроводов возможен только с учетом указанных остаточных напряжений. При этом решение задачи вычисления остаточных сварочных напряжений в упругопластической постановке без учета деформаций ползучести приводит к существенно завышенным результатам расчета. Целью настоящей работы является создание математической модели, позволяющей определить остаточные сварочные напряжения с учетом деформаций ползучести. Для этого методом конечных разностей решена нелинейная нестационарная задача теплопроводности с использованием граничных условий третьего рода. Моделирование кинетики превращения аустенита в феррито-перлит и бейнит в неизотермических условиях сварки проведено на основании теории изокинетических реакций. Расчет остаточных сварочных напряжений осуществлен посредством решения методом конечных элементов задачи термоупруговязкопластичности для материала с нестационарной структурой. Для получения уравнений состояния при пластичности и ползучести проведены экспериментальные исследования на пластичность и ползучесть трубной стали. Разработанные программные средства позволили рассчитать остаточные сварочные напряжения в реальном магистральном трубопроводе. Представленная авторами усовершенствованная методика расчета остаточных сварочных напряжений позволит более точно определять остаточный ресурс магистральных трубопроводов в окрестности поперечного сварного шва.

Ключевые слова: остаточные сварочные напряжения, сварной шов, трещиностойкость, деформация ползучести, структурные превращения, задача теплопроводности, задача термоупруговязкопластичности, расчет на прочность

Для цитирования:
Покровский А. М., Дубовицкий Е. И. Совершенствование методики расчета остаточных сварочных напряжений в зоне сварного шва магистральных трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 48–56. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-48-56

Список литературы:↓

Энергетика и электрооборудование

57-67

Способ уменьшения эксплуатационных затрат на перекачку нефти за счет использования противотурбулентной присадки

А. Л. Булыгин a , Н. Н. Голунов a, М. В. Лурье a, Е. О. Штанько a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-57-67

Аннотация: Предлагается способ уменьшения суммарных затрат на оплату электроэнергии, расходуемой на перекачку нефти по магистральному трубопроводу. Суть данного способа состоит в снижении наибольшей составляющей этих затрат – расходов на оплату сетевой мощности (средней за месяц максимальной мощности, потребленной нефтепроводным предприятием в часы пиковой нагрузки). С этой целью исследуется возможность отказа от использования в период пиковой нагрузки наиболее энергоемких комбинаций работающих насосов с компенсацией выпадающей производительности путем введения в поток перекачиваемой нефти противотурбулентной присадки. Рассматривается вопрос выбора оптимального режима работы технологического участка магистрального трубопровода за счет варьирования комбинаций включенных и выключенных насосов. В качестве критерия оптимальности принимается минимум суммарных эксплуатационных затрат, определенных как денежные затраты на оплату потребляемых насосными агрегатами электроэнергии и мощности, а также на приобретение присадки. Формулируется и решается задача об экономической целесообразности применения ПТП для компенсации выпадающей производительности нефтепровода и, как следствие, отказа от использования наиболее энергоемких гидравлических режимов. Предлагается двухэтапный алгоритм оптимизации режима работы технологического участка магистрального трубопровода, учитывающий все особенности расчета суммарных затрат на электроэнергию в условиях двухставочного тарифа. Приводится пример расчета с использованием предлагаемого алгоритма.

Ключевые слова: гидравлический режим, режим перекачки, оптимизация режима перекачки нефти, сетевая мощность, затраты на электроэнергию, эксплуатационные затраты, противотурбулентная присадка, энергоэффективность

Для цитирования:
Способ уменьшения эксплуатационных затрат на перекачку нефти за счет использования противотурбулентной присадки / А. Л. Булыгин [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 57–67. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-57-67

Список литературы:↓

Защита от коррозии

68-79

Математическое моделирование переходного сопротивления катодно-поляризуемого трубопровода по данным магнитометрии

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

a Санкт-Петербургский горный университет, Васильевский остров, 21-я линия, 2, 199106, Санкт-Петербург, Россия
b Центр геоэлектромагнитных исследований – филиал Института физики Земли имени О. Ю. Шмидта Российской академии наук (ЦГЭМИ ИФЗ РАН), а/я 30, 108840, Москва, Россия
c ООО «Кибер Скан Технолоджи» (ООО «КС-Технолоджи»), ул. Элеваторная, 116а, 453100, Стерлитамак, Россия
d Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета, проспект Ленина, 49, 453103, Стерлитамак, Россия

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-68-79

Аннотация: Интерпретация данных магнитометрии катодно-поляризуемых подземных трубопроводов с целью оценки состояния их изоляционного покрытия позволяет получить информацию, необходимую для обеспечения надежности и безопасности объектов трубопроводного транспорта в процессе эксплуатации. Определение переходного сопротивления на границе «грунт – труба» – трудноразрешимая обратная задача математической физики, решения которой не обнаружено авторами в научной литературе. Цель настоящей работы – показать разрешимость задачи и определить оптимальные параметры применения БПЛА-технологии неразрушающего магнитометрического контроля изоляции магистральных трубопроводов. Построена математическая модель обратной задачи определения переходного сопротивления на границе «грунт – труба» по данным измерений модуля вектора магнитной индукции постоянного магнитного поля, возбуждаемого системой катодной электрохимической защиты трубопровода. Для ее решения применен метод регуляризации А. Н. Тихонова в классе ограниченных кусочно-постоянных функций. Методом вычислительного эксперимента исследована зависимость погрешности искомой величины сопротивления от высоты перемещения датчиков магнитометрической системы над осью трубопровода и уровня шума в измеренных данных. Установлено, что для устойчивого определения переходного сопротивления изоляционного покрытия магистральных трубопроводов следует проводить измерения вектора магнитной индукции в воздухе на высотах, составляющих от двух до четырех длин дефектных сегментов.

Ключевые слова: однородное полупространство, катодная защита, электрохимическая защита, переходное сопротивление, математическое моделирование, электрическое поле, магнитное поле, магнитометрия, контроль изоляции

Для цитирования:
Математическое моделирование переходного сопротивления катодно-поляризуемого трубопровода по данным магнитометрии / В. Н. Кризский [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 68–79. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-68-79

Список литературы:↓

Товарно-транспортные операции и метрологическое обеспечение

80-86

Оценка неопределенности на примере измерений массовой доли серы в потоке нефти

А. Ю. Дьяченко a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-80-86

Аннотация: В условиях увеличения добычи высоковязких нефтей возрастающую значимость имеет постоянный мониторинг содержания массовой доли серы в нефти для решения задач обеспечения заданного качества продукции, сдаваемой на отечественные нефтеперерабатывающие заводы и на экспорт. Для определения массовой доли серы в потоке нефти применяются поточные анализаторы серы. При этом требования к точности измерений составляют сотые доли процента. Как правило, калибровка серомера осуществляется только один раз: при вводе в эксплуатацию на этапе проведения пусконаладочных работ. В рамках поверки в условиях производства осуществляется подтверждение характеристик анализатора установленным метрологическим требованиям (соответствие величины фактической погрешности допустимому диапазону погрешностей, указанному в описании типа средства измерения). Таким образом, поверка позволяет подтвердить соответствие серомера нормативным требованиям, но не дает возможность повысить точность измерений. По результатам анализа научно-технической литературы установлено, что большинство исследований в области измерений массовой доли серы ограничиваются сравнением точности существующих методов, но не рассматривают вопрос о факторах, влияющих на результаты измерений. В настоящей работе проанализированы факторы, оказывающие влияние на точность измерений массовой доли серы в потоке нефти. Сформирован бюджет неопределенности, позволяющий с помощью математической модели оценить влияние каждого фактора на точность измерений. Определены перспективные направления уменьшения неопределенности измерений: повышение точности лабораторных методов при калибровке поточных анализаторов и совершенствование методик калибровки.

Ключевые слова: массовая доля серы, анализаторы серы, градуировочная характеристика, бюджет неопределенности, неопределенность измерений, качество нефти, высоковязкая нефть

Для цитирования:
Дьяченко А. Ю. Оценка неопределенности на примере измерений массовой доли серы в потоке нефти // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 80–86. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-80-86

Список литературы:↓

87-93

Оценка влияния увеличения приема ярегской нефти на качество грузопотоков в системе магистральных нефтепроводов

А. Ю. Ляпин а, А. В. Баканов b, А. В. Астахов c

a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2
b АО «Транснефть – Приволга», 443020, Россия, Самара, ул. Ленинская, 100
c АО «Транснефть – Север», 169300, Россия, Ухта, проспект А. И. Зерюнова, 2/1

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-87-93

Аннотация: Цель статьи – оценка влияния физико-химических и реологических свойств нефтей, принимаемых в магистральные нефтепроводы Уса – Ухта и Ухта – Ярославль, на качество текущих и перспективных грузопотоков в связи с планируемым увеличением приема нефти Ярегского месторождения до 3,5 млн т в год. Проведены лабораторные испытания образцов нефтей и нефтесмесей, перекачиваемых по нефтепроводам Уса – Ухта и Ухта – Ярославль, а также лабораторные испытания прогнозных смесей нефтей с различным содержанием ярегской нефти. Показано, что незначительное увеличение доли ярегской нефти в смеси приводит к существенному возрастанию кинематической вязкости, что влечет за собой снижение производительности режимов перекачки, увеличение энергопотребления, изменения параметров работы нефтепровода. Для исключения этих проблем в АО «Транснефть – Север» реализован инвестиционный проект, в рамках которого построен узел смешения нефти, позволяющий осуществлять управляемое смешение ярегской нефти с потоком и автоматически поддерживать ее содержание на заданном уровне.

Ключевые слова: высоковязкие нефти, высокопарафинистые нефти, реологические характеристики, реологические свойства нефти, Ярегское месторождение, грузопотоки, качество нефти

Для цитирования:
Ляпин А. Ю., Баканов А. В., Астахов А. В. Оценка влияния увеличения приема ярегской нефти на качество грузопотоков в системе магистральных нефтепроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 87–93. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-87-93

Список литературы:↓

Автоматика, телемеханика и связь

94-105

Программно-технический комплекс для испытания систем автоматического регулирования на базе гидродинамической модели трубопровода

А. Ю. Мартынов а, М. С. Лукьяненко b, С. Ф. Мальцев b, В. Н. Сивашова b, Е. С. Чужинов c, В. А. Швечков d, А. С. Бальченко d

a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2
b АО «Гипротрубопровод», Центр проектирования систем автоматизации и связи (филиал), 117186, Россия, Москва, ул. Вавилова, 24, корп. 1
c ООО «Транснефть-Технологии», 125252, Россия, Москва, 3-я Песчаная ул., 2А
d Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина, 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 65

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-94-105

Аннотация: В настоящей статье представлен опытно-конструкторский образец программно-технического комплекса для испытаний систем автоматического регулирования (САР) давления и расхода, устанавливаемых на объектах магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов. Как известно, работа САР определяется не только характеристиками исполнительного механизма и параметрами насосной станции, но существенно зависит от процессов, возникающих на всем технологическом участке магистрального трубопровода. В этой связи качественный анализ работы САР требует учета гидравлических процессов в конкретных участках трубопровода. Однако проведение полного комплекса проверки настроек и алгоритмов управления САР на реальном трубопроводе в условиях действующего производства невозможно из-за рисков нарушения производственных процессов. Решением проблемы является имитация работы гидравлической системы, реализованная в виде математической модели технологического участка магистрального трубопровода в составе испытательного стенда. В основе проверочных тестов стенда заложены алгоритмы и критерии теории автоматического управления, а также созданные на математической модели трубопровода переходные процессы (в том числе предаварийные), близкие к реальным условиям эксплуатации оборудования. Представлено описание математической модели, ее взаимодействия с аппаратными средствами САР. Разработана система автоматической оценки показателей качества регулирования с формированием отчета о результатах проведения тестирования САР.

Ключевые слова: гидродинамическая модель, система автоматического регулирования, контур регулирования, модельно-ориентированное проектирование, испытательный стенд, тестирование программного обеспечения

Для цитирования:
Программно-технический комплекс для испытания систем автоматического регулирования на базе гидродинамической модели трубопровода / А. Ю. Мартынов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 94–105. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-94-105

Список литературы:↓

Экономика и управление

106-120

Достаточность и избыточность тарифа на транспортировку нефти в условиях кризисов и нефтяной турбулентности

П. Ю. Сериков a, Н. В. Гончарова a, И. П. Серикова a, Д. Н. Бармин a

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

DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-1-106-120

Аннотация: Применительно к условиям новейшего суперцикла на нефтяном рынке проведен анализ изменений цен на нефть во время кризисов 1997–1999 гг., 2008, 2014 и 2020 гг., рассмотрены решения по тарифному регулированию деятельности российской нефтетранспортной монополии. В рамках концепции о чрезмерности/достаточности тарифа на услуги по транспортировке нефти выполнен обзор предложений по снижению негативного воздействия рыночной конъюнктуры на нефтяную отрасль. Показано, что предложения по изменению тарифной политики ПАО «Транснефть» ввиду якобы избыточности тарифа не могут быть оценены как конструктивные и рекомендованы к применению. Указаны недостатки метода тарифного регулирования «инфляция минус», применяемого с 2015 года на услуги по транспортировке нефти по магистральным трубопроводам: инфлирование производится по индексу потребительских цен, а не по индексу цен производителей промышленной продукции; используется прогнозный (по сути, виртуальный) индекс, а не фактический за предыдущий период. Разница прогнозной и фактической инфляции вызывает разбалансировку тарифного процесса, что ведет к недополучению ПАО «Транснефть» тарифной выручки, величина которой нарастающим итогом в 2022 году достигает 30 %. Таким образом, достаточность нефтепроводных тарифов с точки зрения экономической обоснованности не обеспечивается. Предлагается перейти к практическим шагам по обеспечению единства подходов к регулированию субъектов естественных монополий, учитывающих фактическую инфляцию.

Ключевые слова: нефтяной суперцикл, нефтяной кризис, кризисы, цена на нефть, тарифы на транспортировку нефти, избыточность и достаточность тарифа, метод индексации, инфляция

Для цитирования:
Достаточность и избыточность тарифа на транспортировку нефти в условиях кризисов и нефтяной турбулентности / П. Ю. Сериков [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2022. Т. 12. № 1. С. 106–120. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2022-12-1-106-120

Список литературы:↓