НАВЕРХ

PTJ
новый номер
архив статей
публикации
новости
архив номеров
контакты

Станислава Васютинская

Станислава Игоревна Васютинская > Кандидат экономических наук, доцент Московского государственного университета геодезии и картографии, на протяжении ряда лет – ответственный редактор корпоративного журнала «Транснефти» «Трубопроводный транспорт нефти»
Станислава Васютинская

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ АКТИВНОСТИ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ

Резюме: В настоящее время вопросы, связанные с экологической безопасностью при эксплуатации объектов магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов выходят на первый план. Основную опасность при перекачке нефти представляют повреждения магистрального трубопровода, приводящие к утечкам нефти.

Утечки из магистральных трубопроводов приводят не только к потерям перекачиваемой нефти и нефтепродуктов, но и к загрязнению окружающей среды, что ведет к значительным затратам на ликвидацию разливов нефти, на ремонтные работы по замене аварийного участка трубопровода, а также к выплате огромных штрафов. Особую опасность представляют загрязнение нефтью и нефтепродуктами при утечке из трубопровода рек, озёр, водохранилищ и т.п. Всё это в конечном итоге может привести к экологической катастрофе. Также необходимо отметить возросшее в последнее время количество незаконных врезок.

Ключевые слова: мониторинг технологического состояния газо- и нефтепроводов, волоконно-оптические датчики, диспетчеризация эксплуатации трубопроводов.

Для обнаружения утечек из трубопроводов в настоящее время используются различные методы [1], каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

В настоящее время для обнаружения утечек во всем мире находят широкое применение системы обнаружения утечек, где в качестве чувствительного элемента выступает оптическое волокно.

С 2010 года ЗАО «ОМЕГА» начало оснащать объекты ОАО «АК «Транснефть» инновационной системой обнаружения утечек и контроля активности (СОУиКА) на основе температурного и виброакустического принципа действия. СОУиКА осуществляет контроль за изменением температурного и виброакустического полей возле трубопровода, что позволяет обнаруживать малые утечки нефти, а также выявлять и своевременно реагировать на различного рода активности (земляные работы любых видов, движение вдоль трубопровода пешеходов и автотранспорта).

Принцип действия СОУиКА основан на анализе характера обратного рассеянного оптического излучения в оптическом волокне. В качестве чувствительного элемента (волоконно-оптического датчика) СОУиКА используется волоконно-оптический кабель серийного производства, прокладываемый на расстоянии от боковой образующей магистрального трубопровода не менее 0,2 м и не более 1,5 м. В зависимости от характеристик оптического импульса и способа анализа обратного рассеянного оптического излучения различают температурный и виброакустический мониторинг объектов.

В настоящее время СОУиКА оснащены следующие объекты ОАО «АК «Транснефть»: Балтийская трубопроводная система (БТС-II), трубопроводная система «НПС «Пур-Пе» - НПС «Самотлор»; МН «Куйбышев-Тихорецк»; МН «Малгобек-Тихорецк» и другие.
В рамках инвестиционной программы ОАО «АК «Транснефть» СОУиКА оснащается трубопроводная система «Восточная Сибирь – Тихий океан» участок НПС «Сковородино» - СМНП «Козьмино» (ВСТО-II)»

ЗАО «ОМЕГА» постоянно модернизирует и разрабатывает новое оборудование для СОУиКА. Для проведения испытаний нового и серийно выпускаемого оборудования, а также определения характеристик системы с различными типами волоконно-оптических кабелей ЗАО «ОМЕГА» был создан полигон, который находится в районе с. Татаринцево Раменского района Московской области на производственной базе ООО «Технический центр пожарной безопасности».

Полигон включает в себя имитатор нефтегазового трубопровода, оптоволоконную кабельную систему, уложенную в грунт, помещения для оператора с пультом управления и стойкой с испытываемым оборудованием.

Имитатор должен удовлетворять определенным техническим требованиям, вытекающим из своего назначения. Должны быть обеспечены:
  • имитация утечки жидкости или газа в грунт;
  • имитация активности (земляные работы, движение объектов и пр.);
  • возможность нагрева или охлаждения участка оптоволоконной кабельной системы;
  • круглогодичное и всепогодное функционирование;
  • наличие обогреваемого помещения для размещения исследуемого оборудования и нахождения там оператора;
  • питание имитатора от газобаллонной системы сжатым воздухом;
  • возможность подключения удаленного доступа к оборудованию для проведения исследований, требующих длительного непрерывного функционирования (ресурсные испытания, влияние климатических изменений, накопление статистических данных и т.д.).

Конструкция имитатора представляет собой герметичный полый сварной барабан, изготовленный из отрезка трубы, предназначенной для магистрального трубопровода, диаметром 530 мм и длинной 5 м. В качестве торцов приварены полусферические донышки, усиленные ребрами жесткости. По краям перпендикулярно оси барабана в него вварены два патрубка — подачи сжатого воздуха и подачи воды. Так же, в барабан вварены 9 стаканов с электромагнитными клапанами. Электромагнитные клапаны обеспечивают сообщение и разобщение полости барабана с окружающей средой через калиброванные отверстия. Стаканы вварены горизонтально по три в ряд, в каждом ряду стаканы имеют калиброванные отверстия диаметром 1, 3 и 5 мм. Три ряда стаканов имеют в поперечной плоскости положение на горизонтальном диаметре, на вертикальном — вварены вертикально вниз, и ряд, расположенный под углом 45 градусов «вниз и вбок».

На рис. 1 изображен эскиз барабана


Рис. 1

В помещении оператора установлен пульт управления электромагнитными клапанами, который через электрический кабель соединен с имитатором. Пульт представляет собой плоский щит с тумблерными включателями по числу клапанов, сгруппированных по рядам. Также пульт оснащен общим включателем.

На рис. 2 и 3 изображен эскиз пульта и принципиальная электрическая схема


Рис. 2


Рис. 3

Для обеспечения имитатора давлением газа или жидкости используется сжатый воздух, закачанный в баллоны высокого давления до 15 МПа. Рампа высокого давления объединяет восемь баллонов, емкостью 20 л. На рампе установлен углекислотный газовый редуктор повышенной производительности. Для предотвращения обмерзания рампы и редуктора льдом, редуктор обогревается электрическим нагревателем.

Принцип работы имитатора покажем на примере имитации утечки жидкости. Для приведения имитатора в готовность открывается вентиль патрубка подачи сжатого воздуха и стравливается в атмосферу остаточное давление. После снятия заглушки с патрубка наполнения/сброса барабан наполняется водой, с образованием газовой подушки. После наполнения жидкостью устанавливается заглушка и перекрывается вентиль, далее патрубок подачи сжатого газа сообщают с газобаллонной рампой посредством гибкого шланга. С помощью газового редуктора устанавливается магистральное давление. После открытия вентиля для доведения давления в барабане до установленного на газовом редукторе и включения пульта управления имитатор переходит в состояние готовности к работе. Давление в барабане контролируется по манометру, установленному на патрубке подачи сжатого воздуха, и дополнительно по манометру на газовом редукторе.

Имитация утечки производится путём включением выбранного электромагнитного клапана, который сообщает полость барабана с окружающей средой. Воздействие выходящего под давлением газа или жидкости на грунт фиксируется испытываемым виброакустическим датчиком.

На рис. 4 изображена схема испытательного полигона


Рис. 4

Полигон представляет собой участок, на котором в грунт уложен имитатор и кабельная оптоволоконная система. Укладка проводилась согласно техническим нормам и регламенту РД -35.240.00-КТН-076-12 «Системы мониторинга целостности протяженных трубопроводных объектов». Кабельная система представляет собой петлю протяженностью 60 м, уложенную вдоль продольной оси имитатора на расстоянии 1.5 м. Также имеется участок с открытым кабелем длинной 5 метров, который используется для исследования характеристик оптоволоконных датчиков температуры путем непосредственного воздействия на него теплоносителем (проливом водой заданной температуры или хладагентом). Для обеспечения исследований характеристик датчиков совместно с различными типами оптоволоконных кабелей в кабельной системе уложено четыре вида кабеля. Реализация протяженности трассы обеспечивается многократным количеством витков для каждого типа кабеля, а также подвариванием катушки с оптическим волокном требуемой длинны между кабельной системой и исследуемым датчиком. Один из концов кабельной системы заводится в помещение оператора, в нем размещена аппаратная стойка с исследуемыми датчиками и пульт управления клапанами имитатора.

На рис. 5 изображено сечение полигона в поперечной плоскости в области иммитатора


Рис. 5

При испытаниях выбрана следующая методика. После монтажа датчика в аппаратную стойку и соединения с кабельной системой, производится тестовый пуск датчика, его настройка и привязка к трассе. Привязка производится выполнением активности в контрольных точках полигона и нанесения ее на схему. Имитатор приводится в состояние готовности. Производятся пуски утечек жидкости или газа. Во время пусков регистрируются параметры, выдаваемые датчиком для последующего анализа, или выполняются испытания согласно утвержденной Программе и методике испытаний. Результаты оформляются в виде протоколов.

В течение тестовой эксплуатации полигона в период с октября по февраль было выполнено множество пусков утечек газа и жидкости, сымитированы различные типы активностей, накоплена информация о его работе и отработана методика испытаний оптоволоконных датчиков. Полигонные исследования показали адекватность заложенных моделей при расчете расходных характеристик калиброванных отверстий при истечении в грунт при различных давлениях, были получены данные о «Системы мониторинга целостности протяженных трубопроводных объектов», характере изменений свойств грунта в районе утечки при длительном воздействии на него жидкости или газа и при влиянии меняющихся погодных условий. Наличие имитатора позволило оценить характеристики разрабатываемых оптоволоконных датчиков и определить требования к алгоритмам распознавания утечек и активности.

Таким образом, полигон, созданный научным подразделением ЗАО «ОМЕГА», позволяет решать следующие задачи:
  • 1. Проводить испытания на обнаружение утечки, как нового, так и серийно выпускаемого оборудования СОУиКА.
  • 2. Проводить испытания на обнаружение активностей, как нового, так и серийно выпускаемого оборудования СОУиКА.
  • 3. Проводить испытания новых типов волоконно-оптических кабелей.

Литература.
  • 1. Катуков С.Е. Проблема повышения чувствительности, надежности и быстродействия систем обнаружения утечек в трубопроводах//Нефтегазовое дело.- т.2, 2004.- с.29 – 45.
  • 2. ООО «Технический Центр Пожарной Безопасности» г. Москва. паспорт. ИСУ-1-1.00.000 ПС. Испытательный стенд для имитации утечки жидкости или газа из трубопровода ИСУ-1.
  • 3. ООО «Технический Центр Пожарной Безопасности» г. Москва. паспорт ОУИСТ-1-1.00.000 ПС. Опытная установка контроля активности ОУИСТ-1
  • 4. РД -35.240.00-КТН-076-12 «Системы мониторинга целостности протяженных трубопроводных объектов»
Подписка
Узнавайте новости трубопроводной отрасли и подписывайтесь на оригинальную версию журнала PJT:

Подпишитесь бесплатно, чтобы получить следующий выпуск журнала Pipeline Technology Journal и двухнедельного бюллетеня PJT прямо на Ваш почтовый ящик. Вы сможете отказаться от подписки в любое время, если хотите.
Новый номер
Вестник Трубопроводных Технологий: 2/2020
Мероприятия

Pipeline Technology Journal
www.pipeline-journal.net
www.pipeline-journal.ru
E-mail: ptj@eitep.de
E-mail: mail@pipeline-journal.ru

Главный редактор:
Д-р Клаус РИТТЕР
E-mail: ritter@eitep.de
Тел.: +49 (0)511-909-92-10

Издатель русской версии:
ООО «РАДИОФРОНТ»
127521 Москва, Старомарьинское шоссе, д. 23
Тел.: +7 495-619-54-65
www.radiofront.su

Главный редактор русской версии:
Алексей Турбин
E-mail: turbi5428@gmail.com
Тел.: +7 916-566-15-99
о PJT:
PJT - электронный журнал, в котором Вы можете прочитать статьи более 50 000 экспертов по трубопроводам со всего мира.
  • Основное количества печатных изданий журнала предназначены для раздачи на международных событиях по теме трубопроводов по всему миру.
  • PJT является бесплатным изданием, его читатели могут делиться им с коллегами или деловыми партнерами.
темы PJT:
Планирование и проектирование - Эксплуатация и техническое обслуживание - Береговые и морские конструкции - Анализ и отбор маршрутов - Строительная техника - Компоненты трубопроводов, Материалы - Технологии сварки - Технологии бесшовной сварки - Логистика / Отслеживание труб - Защита трубопроводов / Контроль коррозии - Покрытие трубопроводов - Компрессорные и насосные станции - Управление активами - Целостность трубопроводов и объектов - Системы SCADA - Мониторинг / Наблюдение - Контроль и диспетчеризация - Инспекционная инспекция - Обнаружение утечек - Реабилитация стареющих трубопроводов - Ремонтные работы - Стратегии расширения жизненного цикла - Влияние сторонних производителей - Разработка GIS / Базы данных - Системы управления - Энергосбережение Cyber ​​Security - LNG в сравнении с трубопроводом - Стандарты и правила - Экологические риски - Общественное восприятие - Транспортировка двуокиси углерода (CCS) - Питательные трубопроводы (вверх по течению) - Климатические проблемы (холодные, горячие, влажные) - Геоагрегаты - Интеллектуальные сетки / Smart Metering - Подача биогаза - Power2Gas - Разделение - Трубопроводы продуктов - S конвейерные трубопроводы.
Международные и российские новости о трубопроводахх
1 ноября 2018 г.
В Берлине состоялась презентация российско-германского проекта «ptj-Вестник трубопроводных технологий», в рамках которого выпускается русскоязычная версия журнала «Pipeline Technology Journal». Журнал посвящен вопросам инновационного мониторинга и поддержания целостности трубопроводов.

11 октября 2018 г.
Российский выпуск журнала Pipeline Technology Journal был представлен многочисленным трубопроводным компаниям, таким, как ROSEN, на MIOGE 2018...

Copyright © 2018-2020 Журнал «Вестник Трубопроводных Технологий» (Pipeline Technology Journal)