Аликин В.Н., Ипанов А.С., Литвин И.Е., Ушин Н.В., гг.
Пермь, Москва

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Для обеспечения требуемого уровня надежности магистральных трубопроводов нефтегазовой отрасли широко используются методы неразрушающего контроля, позволяющие оценить состояние трубы и выявить дефекты: метод акустической эмиссии, ультразвуковые и магнитографические [1]. Эти методы показали свою эффективность и постоянно совершенствуются как у нас в стране, так и за рубежом [2, 3].

Вместе с тем, практика мониторинга магистральных трубопроводов показывает, что предпосылки к аварийному состоянию и аварии, имевшие место, обусловлены как изношенностью оборудования, так и несвоевременным проведением мероприятий по дефектоскопии и мониторингу трубопроводов. Дефекты на трубопроводах носят скрытый характер и их сложно обнаружить при обследовании территорий. Кроме того, трубопроводы находятся в состоянии постоянного напряженно-деформированного состояния, уровень которого повышается в результате широкого развития экзогенных геологических процессов: линейной и площадной эрозии; пучения грунтов; карста и суффозии. Дефляция и антропогенная нарушенность почвогрунтов приводит к сокращению заложения труб относительно расчетной, в результате чего трубы попадают в деятельный слой и подвергаются дополнительным деформациям.

Поэтому актуальным является построение информационно-аналитической системы контроля и прогнозирования аварийных ситуаций на геотехнических системах линейных магистральных трубопроводов с применением современных высокотехнологичных средств сбора и обработки комплекса мониторинговой информации. Предложено использовать для первоначальной оценки состояния трубопроводов систему локального мониторинга (СЛМ) на основе применения легкого летательного аппарата, оборудованного аэрофотосъемочной, телевизионной и спутниковой навигационной (GPS) системами дистанционного зондирования. Целесообразность применения СЛМ обусловлена следующими моментами: сверхлегкие летательные аппараты могут быть легко доставлены непосредственно к объекту дистанционного зондирования с использованием наземного транспорта; возможностью взлета и посадки аппарата на любую твердую поверхность (поле, луг, грунтовую дорогу и т.п.); малая крейсерская скорость (до 70 км/ч) и широкий диапазон высот от 100 м до 3 – 4 км позволяют исключить «смазывание» изображения при выполнении полетов даже на предельно малых высотах; базирование летательного аппарата в непосредственной близости к объекту позволяет организовать синхронные наземные обследования и контрольные измерения трубопроводов.

В итоге повышается информативность при дешифровании динамичных экзогенных процессов, линейные размеры которых варьируются в пределах 1 – 100 м, а также повышается возможность изучения морфометрических параметров и планового положения трубопроводов в сезонном и многолетних циклах. Последнее позволяет получить дополнительную информацию для генетической интерпретации данных, прогноза развития и разработки научно обоснованных мероприятий по защите магистральных трубопроводов от негативного воздействия таких процессов как пучение грунтов при сезонном промерзании и оттаивании, подтоплении, заболачивании, оврагообразовании и т.п. Система обработки получаемых данных функционирует на базе серийной ПЭВМ и ее периферии в составе дигитайзера, картографического сканера и цветного принтера с соответствующей конструктивной доработкой и специальным программным обеспечением.

Проведенными исследованиями на основе системы локального мониторинга «Биосфера-ТМ» Курского участка газопровода Уренгой – Ужгород в коридоре пяти трубопроводов выявлены участки выхода на поверхность и провисания труб в результате оврагообразования. Полученные результаты, наряду с данными внутренней дефектоскопии, позволяют достоверно оценить работоспособность трубопровода согласно общепринятым подходам [1, 4, 5]. То есть вначале проводится детальный конечно-элементный анализ участков, где развиваются максимальные эксплуатационные деформации и напряжения в трубе, затем, с привлечением критериев прочности, разрабатывается комплекс мероприятий, направленный на повышение работоспособности выявленного участка [5].

Литература

1.  Харионовский В.В. Надежность и ресурс конструкций газопроводов. – М.: Недра, 2000. – 467 с.

2.  Захаров Н.М., Лукьянов В.А. Прочность сосудов и трубопроводов с дефектами стенок в нефтегазовых производствах. – М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И М.Губкина, 2000. – 216 с.

3.  Неразрушающие методы контроля. Спецификатор различий в национальных стандартах различных стран /Под ред. В.Я. Кершенбаума. – Т. 1. – М.: Центр «Наука и техника», 1992. – 235 с.

4.  Метод конечных элементов в задачах нефтегазопромысловой механики /В.Н. Аликин, И.Е. Литвин, В.П. Бородавкин, С.М. Щербаков. – М.: Недра, 1992. – 288 с.

5.  Литвин И.Е., Аликин В.Н. Оценка показателей надежности магистральных трубопроводов. – М.: Недра, 2003. – 167 с.