Разработка методики управления безопасностью подводных переходов в процессе эксплуатации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.13, кандидат технических наук Кеда, Ольга Викторовна

• Кеда, Ольга Викторовна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кеда, Ольга Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ НА ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

1.1 Анализ технического состояния подводных переходов магистральных газопроводов.

1.2 Анализ источников, причин и последствий технических воздействий на подводных переходах.

1.3 Концепция формирования рационального уровня безопасности на подводных переходах.

Глава И. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ.

2.1 Формализация задачи оценки безопасности переходов на вероятностной основе.

2.2 Оценка влияния перекачиваемого продукта на безопасность подводного перехода.

2.3 Оценка влияния проектно-конструктивных решений подводных переходов на безопасность их эксплуатации.

2.4 Технологические схемы обеспечения безопасности подводных трубопроводов при их строительстве.

Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГНОЗНОЙ И СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В УПРАВЛЕНИИ ПРОЦЕССАМИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ.

3.1 Методика организации мониторинга состояния подводных переходов магистральных газопроводов.

3.2 Формирование информационной базы для выбора эффективных решений по техническому обслуживанию и ремонту трубопроводных систем.

3.3 Структура геоинформационных паспортов подводных переходов.

Глава IV. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАЦИОНАЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ.:. П

4.1 Методика планирования технического обслуживания и ремонта подводных переходов для обеспечения требуемого уровня их безопасности.

4.2 Методика определения экономического риска эксплуатации подводных переходов с различным уровнем безопасности.

4.3 Обоснование приоритетов вывода переходов в ремонт.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики управления безопасностью подводных переходов в процессе эксплуатации»

В настоящее время, в практике, предъявляются качественно новые требования к надежности систем трубопроводного транспорта, и разрабатываются принципиально иные подходы к оценке их безопасности, согласно которым для каждого объекта с повышенной опасностью производства должны быть оценены характер и масштабы потенциальных опасностей, выработаны мероприятия по обеспечению промышленной безопасности и готовности к действиям в аварийных и чрезвычайных ситуациях. Отказы и аварии на подводных переходах по своим экономическим и экологическим последствиям создают значительные проблемы, так как устранение таких аварийных ситуаций сопряжено с намного большими, чем на суше, затратами ресурсов и времени, особенно в малодоступных районах севера России.

В настоящее время на территории РФ эксплуатируются 1620 подводных переходов магистральных газопроводов. Как показывают результаты обследования переходов через реки и другие водные преграды, большое количество переходов имеют отклонения от норм и полностью или частично оголены, лежат выше проектных отметок[54]. Эти участки постоянно подвержены дополнительным гидродинамическим воздействиям, которые по мере накопления усталости в металле труб приводят, в конечном итоге, к аварийным последствиям и даже полному разрушению подводных переходов.

Основные задачи, стоящие на современном этапе - достичь сопряженности в действиях региональных и ведомственных организаций, осуществляющих хозяйственную деятельность на рассматриваемых территориях, согласованности в вопросах снижения риска возможных негативных изменений в состоянии окружающей среды.

Данные обстоятельства обусловили необходимость решения специальной задачи, заключающейся в выделении, классификации и оценке последствий инженерно-экологических решений при строительстве и эксплуатации подводных переходов на магистральных газотранспортных системах, а также в обеспечении максимальной защиты и безопасности окружающей среды с установлением способов и средств их предотвращения и локализации чрезвычайных ситуаций.

Исследованию задач обеспечения надежности подводных переходов систем трубопроводного транспорта посвящено большое число разработок. Существенно важные результаты были получены ведущими учеными отрасли, из которых необходимо отметить работы Березина В.Л., Бородавкина П.П., Иванцова О.М., Камышева М.А., Кукушкина Б.М., Левина С.И., Самойлова Б.В., Тухбатуллина Ф.Г., Шадрина.О.Б., Харионовского В.В. и других, на чьи результаты автор опирался в своих исследованиях. Однако вопросам обеспечения безопасности подводных переходов уделялось значительно меньше внимания. В такой ситуации представляется актуальным идентифицировать процессы формирования и обеспечения безопасности подводных переходов, возникающие на различных фазах их жизненного цикла с учетом специфических условий эксплуатации переходов различного типа, и на этой основе разработать методику практической реализации системы управления безопасностью подводных переходов магистральных газопроводов в процессе эксплуатации, обеспечивающую снижение негативного влияния на окружающую природную среду, оценку последствий чрезвычайных ситуаций, возникающих в результате нештатных ситуаций, и обоснование организационно-технических мер по снижению вероятности их возникновения. В соответствии с этим, в рамках данного исследования, на основе анализа и обобщения опыта создания и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов с присущими каждому этапу конструктивными, технологическими и экономическими особенностями, выполнена разработка и внедрение прогнозирующих систем для оценки безопасности подводных переходов с целью обеспечения надежной и бесперебойной работы газопроводов, снижения эксплуатационных затрат, сохранения благоприятной экологической ситуации в районе прохождения трасс газопроводов, максимального использования передовых научно-технических разработок и методов производства ремонтно-восстановительных работ в управлении процессами технического обслуживания подводных переходов магистральных газопроводов.

Целью исследования является разработка теоретических подходов, и создание практических методов построения системы управления безопасностью подводных переходов магистральных газопроводов в процессе эксплуатации с учетом параметров их эксплуатационной надежности, параметров потенциальных техногенных воздействий и их последствий.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе сформулированы и решены следующие задачи:

1. На основе проведенного анализа состояния подводных переходов, причин их аварийности сформулированы основные положения построения системы управления безопасностью подводных переходов магистральных газопроводов для предупреждения отказов и продления сроков службы газопроводов.

2. Разработана методология комплексного интегрированного анализа динамики изменения безопасности подводных переходов газопроводных систем в рамках жизненного цикла.

3. Проведены исследования по оценке влияния функциональных параметров и технического состояния подводных переходов магистральных газопроводов на формирование уровня их безопасности.

4. Разработана методика практической реализации системы управления безопасностью подводных переходов магистральных газопроводов в процессе эксплуатации.

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ», Кеда, Ольга Викторовна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ состояния подводных переходов газотранспортной системы и характерных причин отказов, на основании которого определены основные методы управления безопасностью подводных переходов.

2. Сформирована логистическая схема постановки задачи комплексной оценки состояния подводных переходов, и обоснован критерий для оценки уровня безопасности эксплуатации подводных переходов.

3. Разработан метод ранжирования подводных переходов путем прямого численного сравнения аргументов баллового типа, на базе которого разработан формальный алгоритм расчетов приоритетов обеспечения безопасности подводных переходов.

4. Предложена структура геоинформационного паспорта подводного перехода и алгоритм взаимодействия системы мониторинга состояния подводных переходов с системой планирования мероприятий по обеспечению комплекса с безопасности подводных переходов. Разработан и апробирован метод планирования работ по техническому обслуживанию и ремонту подводных переходов на основе результатов динамической оценки уровня безопасности подводных переходов. Разработана модель выбора эффективных решений, формирующих параметры безопасности подводных переходов магистральных газопроводов.

5. На основе проведенных исследований предложена методика минимизации техногенных воздействий при строительстве и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов и разработана и апробирована на практике, схема многокомпонентной системы непрерывного комплексного мониторинга подводных переходов магистральных газопроводов в целях прогнозирования и ограничения интенсивности техногенных воздействий и обеспечения безопасной эксплуатации газопроводов, с учетом существующего уровня технических средств ремонта подводных трубопроводов и средств технической диагностики.

ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ И ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдулин И.Г., Гареев А.Г., Современное состояние проблем стресс-коррозии и перспективные направления дальнейших исследований. Транспорт и подземное хранение газа. Экспресс-информация № 2-4, 1993.

2. Антонов В.Г. Проблемы коррозионного растрескивания МГ. Транспорт и подземное хранение газа. Экспресс-информация № 2-4, 1993.

3. Балдин A.B. и др. Коррозионное растрескивание под напряжением стенки трубы МГ. Транспорт и подземное хранение газа. Экспресс-информация № 2-4, 1993.

4. Безопасность и предупреждение Ч.С. Механизмы регулирования. Технические средства. Каталог справочник. Книга 1. Институт Риска и Безопасности. М:. 1997.

5. Бондарь В.А., Попов Ю.П. Риск, надежность и безопасность. Система понятий и обозначений. Журнал «Безопасность труда в промышленности», №10, 1997.

6. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. М:. Недра, 1987.

7. Бородавкин П.П., Березин В.Л., Шадрин О.Б. Подводные трубопроводы. М:. Недра, 1979.

8. Ведомственные нормы. Строительство подводных переходов газопроводов способом направленного бурения. ОАО «Газпром», М:. 1998.

9. Вострокнутов М.В. и др. Анализ нарушений правил охраны магистральных газопроводов Европейской части России. Транспорт и подземное хранение газа. Экспресс-информация № 4, 1994.

10. ВСН 51-1-97. Правила производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов. РАО «Газпром», 1997.

11. Гост 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

12. ГОСТ 30319.0. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения.

13. ГОСТ 51.40-93. Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам. Технические условия. ВНИИКИ Госстандарта РФ.

14. Единая система управления охраной труда в газовой промышленности. Мингазпром - 12.07.1982.

15. Журналы «Гражданская защита» за 1995-1997, за первое полугодие 1998.

16. Иванцов О.М. Надежность строительных конструкций магистральных трубопроводов. М:. Недра, 1985. (Надежность и качество).

17. Инструкция о порядке получения от поставщиков, перевозки, хранения, отпуска и применения метанола на объектах газовой промышленности. Мингазпром, 07.07.1975.

18. Инструкция о порядке расследования аварий, повреждений и разрушений при эксплуатации и строительстве газовых объектов, подконтрольных Государственной газовой инспекции Мингазпрома. Утверждена Первым заместителем Мингазпрома 19.08.77.

19. Инструкция о порядке хранения, использования и пополнения аварийного запаса труб. М:. ВНИИГАЗ. Утверждены Зам. Мингазпром.а 03.08.1978.

20. Инструкция по составлению планов ликвидации аварий. 28.11.1967

21. Инструкция по техническому расследованию и учету аварий, не повлекших за собой несчастных случаев, на подконтрольных Госгортехнадзору СССР предприятиях и объектах. Утверждена Госгортехнадзором СССР 11.07.85.

22. Инструкция по технологии сварки магистральных трубопроводов. ВСН 2-124-80.

23. Карабанов Ю.Ф. и др. Основные положения декларации безопасности холодильно-компрессорного цеха АОЗТ «Москворецкое». Безопасность труда в промышленности. № 10-1995, с. 15-22.

24. Кеда О.В. Базовые параметры моделирования технологического воздействия трубопроводов. / Сб.тез.докл. "Передовые методы и средства защиты трубопроводных систем от коррозии. - М.: 1996, с 71-72.

25. Кеда О.В. Выбор инженерно-технических решений при строительстве подводных трубопроводов с учетом охраны окружающей среды./ НТС, №4, Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. -М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1998, с. 93-95.

26. Кеда О.В. Использование методов имитационного моделирования для прогноза-состояния почвенно-растительного покрова.// 50-я Юбл. Межвузовская студенческая научная конференция "Нефть и газ-96", -М.: ГАНГ, 1996, с 26-25.

27. Кеда О.В. Концепция построения плана по охране окружающей среды при строительстве трубопроводов./ Тез. Докл. НТС "Геоэкология в нефтяной и газовой промышленности. - М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1995, с.53-55.

28. Кеда О.В. Концепция формирования рационального уровня безопасности на подводных переходах./ НТС №1 Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999, с. 7877.

29. Кеда О.В. Основные принципы организации экологического мониторинга водной среды./ НТС, №3, Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. -М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1998, с. 60-63.

30. Кеда О.В. Разработка методов обеспечения экологической надежности и безопасности газотранспортных систем./ Сб. тез. докл. науч. тех. конф. "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России". -М.: 1994, с.50-51.

31. Кеда О.В. Формализация задачи оценки безопасности переходов на вероятностной основе. НТС №2 Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт.-М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999, с. 71-73.

32. Кеда О.В., Нгуен Минь Дао. Оценка экологических воздействий на высокочувствительные биогеоценозы в зонах дислокации морских трубопроводов./ НТС, №2, Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт,- М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1998, с. 60-63.

33. Кловач Е.В., Сидоров В.И. Информирование общественности об опасностях промышленного объекта. Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 10-1995.

34. Корсаков Г. А. «Комплексная оценка обстановки и управление предприятием в чрезвычайных ситуациях", Санкт-Петербург: Институт повышения квалификации работников, 1994.

35. Лицензирование видов деятельности, связанных с повышенной опасностью промышленных производств (объектов) и работ. Часть 1. Сборник нормативно-правовых актов. Госгортехнадзор России. НПО ОБТ.М:. 1993.

36. Магистральные трубопроводы СниП 2.05.06-85. М:. 1985.

37. Мазур И.И. и др. Конструктивная надежность и экологическая безопасность трубопроводов. М:. Недра, 1990.

38. Макогон Ю.Ф. Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование. М:. Недра, 1985.

39. Методика определения ущерба окружающей среде при авариях на магистральных нефтепроводах. Утверждена Миннтопэнерго РФ 01.11.95. Согласована с департаментом Государственного экологического контроля Минприроды. РФ.

40. Методика прогнозирования масштабов заражения СДЯВ при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. РД 52.04.253-90. Госкомгидромет,1990.

41. Методические рекомендации по расчету параметров выброса газовой смеси и ее рассеивание в атмосфере при аварийных разрывах газопровода (коллектив авторов ГАНГ им. Губкина). М:. ВНИИГАЗ, 1992.

42. Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов, утвержденных постановлением Госгортехнадзора России от 12.07.96.

43. Нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Часть 1. Газораспределительные и газо-измерительные станции. М.\ 1997.

44. Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Часть 1. Газопроводы. ОНТП 51-1-85. Мингазпром.

45. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (утв. Госкомгидрометом СССР), 1987.

46. Определение категорий наружных установок по пожарной опасности (НПБ 107-97). ГУГПС МВД России, 1997.

47. Отраслевое руководство по анализу и управлению риском, связанным с техногенным воздействием на человека и на окружающую среду при сооружении и эксплуатации объектов добычи, транспорта, хранения и переработки углеводородного сырья с целью повышения их надежности и безопасности. Часть 1. Основные положения. М. ВНИИГАЗ (1 редакция). Утверждено Первым заместителем Председателя Правления РАО «Газпром» В.В. Ремизовым 19 марта 1996.

48. Отраслевой классификатор чрезвычайных ситуаций РАО «Газпром», утвержденный председателем комиссии по ЧС РАО «Газпром» 23 сентября 1996.

49. Отчет о научно-исследовательской работе «Газопровод Торжок-Долина. Обоснование радиоэкологической безопасности» (заключительный). НПО «Радиевый институт им В.Г. Хлопина»., Санкт-Петербург , 1996.

50. Оценка надежности газопроводов. Транспортировка нефти и газа. Экспресс-информация. М:. ВИНИТИ, №24, 1990.

51. Патон Б.Е. О ходе выполнения Научно-технической программы «Высоконадежный трубопроводный транспорт». Материалы бюро НТС РАО «Газпром». Основные итоги выполнения Научно-технической программы «Высоконадежный трубопроводный транспорт». М:. 1994.

52. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Санкт-Петербург, 1995.

53. Положение (временное) о специализированной инспекции по надзору за сооружением и безопасной эксплуатацией объектов магистрального транспорта. 18.12.1990.

54. Положение о Государственном пожарном надзоре. Постановлением СМ РФ № 849 от 23.08.1993.

55. Положение о надзоре за качеством проектирования, строительства, эксплуатации и капитального ремонта технологических объектов Миннефтегазпрома и РАО «Газпром». 07.08.1990.

56. Положение о порядке выдачи специальных разрешений (лицензий) на виды деятельности, связанные с повышенной опасностью промышленных производств (объектов) и работ, а также с обеспечением безопасности при пользовании недрами. Постановление Гостехнадзора РФ от 03.07.1993 №20.

57. Положение о порядке проверки знаний, правил, норм, и инструкций по технике безопасности руководящих работников и специалистов предприятий, организаций и объектов, подконтрольных ГГТН России №11 от 19.05.1993.

58. Положение о разработке инструкций по охране труда. Минтруд РФ 01.07.1993.

59. Положение о расследовании и учете несчастных случаев на производстве. Постановлением СМРФ № 558 от 03.06.1995.

60. Положение о Федеральном горном и промышленном надзоре. Указ Президента РФ - 18.02.1992.

61. Положение по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов. Мингазпром СССР, 12.08.1988., Главгосгазнадзор 22.12.1998.

62. Положение по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов. М:. Недра, 1990.

63. Пособие по оценке опасности, связанной с возможными авариями при производстве, хранении, использовании и транспортировки больших количеств пожароопасных, взрывоопасных и токсичных веществ (к Инструкции о порядке проведения ОВОС). М.\ НМЦ «Информатика риска»,1992.

64. Правила безопасности в газовом хозяйстве, 1992. С изм. № 2 1993.

65. Правила безопасности в газовом хозяйстве. ГГТН РФ, 26.12.1990.

66. Правила безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов. Мингазпром СССР, 16.03.1984.

67. Правила безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов. М:. Недра, 1985.

68. Правила охраны магистальных трубопроводов.

69. Правила пожарной безопасности в газовой промышленности (ППБВ-85). Приказ Мингазпрома от 12.09.1984, №192.

70. Правила пожарной безопасности в газовой промышленности (ППБВ485):. Недра, 1986.

71. Правила производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов ВСН 51-1-97. М:. ИРЦ Газпром, 1997.

72. Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов. М:.Недра, 1989.

73. Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов. Мингазпром СССР, 22.03.1988.

74. Приказ Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ от 27.06.94 и № 200.

75. РД 28.13.004-86. Эксплуатации и ремонт технологических трубопроводов под давлением.

76. РД-51-2-97. Инструкция по внутритрубной инспекции трубопроводных систем. РАО «Газпром», 1997.

77. Рекомендации по защите рабочих и служащих отраслевых объектов и населения от возможных последствий крупных производственных аварий и стихийных бедствий. М:. ВНИИПК Техоргнефтегазстой. М%. 1991.

78. Рекомендации по предупреждению аварий и чрезвычайных ситуаций на действующих магистральных газопроводах России. М:. МЧС России, 1996.

79. Решение № 1-93 НТС ГГК «Газпром». Транспорт и подземное хранение газа. Экспресс-информация № 2-4, 1993.

80. Руководство по анализу результатов внутритрубной инспекции и оценке опасности дефектов. ВРД 39-1. 10-001-99, ОАО «Газпром», М:. 1999.

81. Самойлов Б.В., Ким Б.И., Зоненко В.И., Кленин В.И. Сооружение подводных трубопроводов. М.: Недра, 1995.

82. Сборник методик по прогнозированию возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий в РСЧС (книги 1 и 2). М:. МЧС России, 1994.

83. Свод правил по сооружению подводных переходов СП 108-34-97. РАО «Газпром», М:. 1998.

146

84. Система магистральных газопроводов. Ямал-Центральные районы России (Центр). ТЭО (корректировка). Часть XI. Экологическое обоснование строительства системы МГ Ямал-Центр. Том IX. Оценка вероятности аварийных ситуаций и их воздействий, мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций и ликвидации их последствий. ЮЖНИИГИПРОГАЗ, Донецк. ВНИИГАЗ, М:. 1989.

85. Сметные нормативы (единичные расценки) на приборное обследование подводных переходов магистральных газопроводов. ОАО «Газпром»,М:. 1998.

86. Типовая инструкция по организации проведения газоопасных работ. ГГТН РФ, 20.02.1992.

87. Харионовский В.Т. «Транспорт газа в России надежность и аварии». Журнал Газовая промышленность. «Природный газ в бывшем Советском Союзе.» Специальное приложение, вып. 3, 1995.

88. Экологическое обоснование строительства газопровода Россия-Турция (участок Изобильный-Джугба). Анализ аварийных ситуаций при эксплуатации систем магистрального газопровода. Эколого-аналитический центр газовой промышленности. РАО "Газпром", М:. 1997.