Разработка методов рационального выбора и эксплуатации технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат технических наук Александров, Святослав Алексеевич

• Александров, Святослав Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Александров, Святослав Алексеевич

Введение.

Глава 1. Анализ существующих принципов формирования, обновления и эксплуатации парков машин для строительства и капитального ремонта магистральных трубопроводов.

1.1. Обзор теоретических исследований в области формирования, обновления и эксплуатации парка машин для строительства и капитального ремонта магистральных трубопроводов.

1.2. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Разработка методики выбора технологических ресурсов для формирования потока по производству капитального ремонта магистральных трубопроводов.

2.1. Разработка методики принятия решения по выбору технологических ресурсов для формирования потока по производству капитального ремонта магистральных трубопроводов.

2.2. Исследование основных технологических схем производства капитального ремонта магистральных трубопроводов с заменой изоляционного покрытия с учетом состояния стенки трубы.

2.3. Выбор структуры технологического потока для производства капитального ремонта трубопровода по замене изоляции с учетом состояния стенки трубы в различных условиях производства работ.

2.4. Исследование категорий оценки эффективности использования машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

2.5. Математическая формализация задачи выбора технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

2.6. Выбор критериев оценки технологических ресурсов для капитального ремонта ЛЧМТ.

2.7. Разработка методики планирования формирования парка общестроительных и ремонтных машин в условиях неопределенности.

Глава 3. Разработка методики оптимального использования технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

3.1. Разработка методики выбора стратегии эксплуатации комплектов машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

3.2. Разработка методики оптимального проведения модернизации машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

Глава 4. Разработка методики обновления парка машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

4.1. Методика выбора формы обновления парка машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

4.1.1. Анализ основных форм обновления парка машин.

4.1.2. Выбор критериев для оценки форм обновления парка машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

4.1.3. Математическая формализация задачи выбора формы обновления парка машин.

4.2. Разработка комплексной модели обновления комплектов однотипных машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов с учетом проведения плановых и неплановых ремонтов, а также модернизации технологических ресурсов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов рационального выбора и эксплуатации технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов»

На сегодняшний день в условиях возрастания объемов проведения капитального ремонта магистральных газо- и нефтепроводов возникает потребность в оптимизации использования имеющихся технологических ресурсов (машин и механизмов) для обеспечения эффективной реализации процессов ремонта трубопроводных систем.

В соответствии с программой по ремонту изоляционных покрытий магистральных газопроводов ОАО «Газпром» на 2004-2010 г.г. методом нанесения битумно-полимерных мастик, планируется, что объем ремонтных работ на период 2007-2010 г.г. составит свыше 15 тыс. км магистральных трубопроводов.

Обеспечение выполнения данных объемов работ в столь сжатые сроки требует оперативного решения задачи оснащения технологических потоков по выполнению капитального ремонта трубопроводов надежными, высокопроизводительными машинами.

Для решения данной задачи возникает необходимость в разработке комплексной методики, позволяющей укомплектовать технологические потоки машинами с учетом основных факторов, влияющих на выбор технологических ресурсов для проведения капитального ремонта трубопроводов.

В этих условиях одним из основных направлений развития механизации ремонта магистральных трубопроводов является разработка эффективных методов принятия решений по формированию новых и обновлению существующих парков машин, а также выбору оптимальной стратегии их эксплуатации.

Основные исследования в области механизации строительства и ремонта магистральных трубопроводов представлены в работах В.В. Болотина, Д.П. Волкова, Н.И. Громова, С.А. Горелова, A.M. Короленка, Ю.С. Кукина, В.И. Минаева, С.Н. Николаева, В.А. Савенко, Л.Г. Телегина, A.M. Тютьнева, Н.Х. Халлыева и др.

Однако в вышеуказанных исследованиях не рассматривались вопросы выбора технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов в современных условиях. В связи с этим тема диссертации, в которой проведены специальные исследования, направленные на поиск новых комплексных подходов к выбору и рациональной эксплуатации технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов, отвечающих современному уровню развития технологии, техники, надежности, экономики и требованиям промышленной безопасности, несомненно, является актуальной.

Цель диссертационной работы - разработка методов рационального планирования формирования, эксплуатации и обновления парка машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

Основные задачи исследования. В соответствии с поставленной целью, в диссертационной работе решаются следующие задачи:

• анализ и исследование существующих принципов формирования, эксплуатации и обновления парков машин для строительства и ремонта магистральных трубопроводов;

• исследование иерархических структур планирования эксплуатации технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов с учетом теоретических основ и принципов использования метода анализа иерархий для оценки приоритетов;

• разработка комплексной методики выбора технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов;

• разработка методики выбора стратегии эксплуатации комплектов машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов;

• разработка методики обновления парка машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

Научная новизна работы. Представленная работа является комплексным исследованием по изучению методов принятия решений, направленных на решение вопросов планирования комплектации новых, а также эксплуатации и обновления существующих парков строительных и ремонтных машин.

На основе метода анализа иерархий предложена методика рационального выбора технологических ресурсов для формирования технологического потока по производству капитального ремонта магистральных трубопроводов.

С учетом современных технологий и организационных схем ремонта магистральных трубопроводов предложены математические модели, повышающие научную обоснованность рациональной эксплуатации и обновления парка строительных и ремонтных машин.

Впервые разработана методика принятия оптимального решения по выбору стратегии эксплуатации комплектов машин, позволяющая эффективно использовать технологические ресурсы предприятий, занимающихся капитальным ремонтом магистральных трубопроводов.

Практическая ценность научных исследований и реализация работы в промышленности. Полученные в диссертационной работе результаты позволяют принимать научно обоснованные решения и эффективно управлять процессом формирования, эксплуатации и обновления парка машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

Разработанные в диссертации методики апробированы и приняты к внедрению в ОАО «Стройтрансгаз», ООО «Трансгазмонтаж» и ООО «Сантехгазстрой».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях:

• IV научно-техническая конференция, посвященная 300-летию Инженерного образования в России «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России». РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. М., 25-26 января 2001 г.;

• Научная конференция аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций «Молодежная наука -нефтегазовому комплексу» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. М., 30-31 марта 2004 г.;

• VI научно-техническая конференция, посвященная 75-летию Российского государственного университета нефти и газа им. И.М.Губкина «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. М., 26-27 января 2005 г.

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 10 работ, в том числе 3 монографии и 1 статья в ведущем рецензируемом научном журнале.

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ», Александров, Святослав Алексеевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа теоретических исследований в области комплексной механизации ремонта магистральных трубопроводов показана необходимость в разработке комплексных подходов, позволяющих осуществлять выбор и рациональную эксплуатацию технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов и отвечающих современным условиям.

2. На базе метода анализа иерархий разработана методика, позволяющая осуществлять выбор технологических ресурсов при формировании технологических потоков для капитального ремонта магистральных трубопроводов. Исследована и определена оптимальная структура иерархии принятия решений, состав групп критериев и самих критериев, входящих в эту иерархию.

3. Установлено, что многовариантность использования технологических ресурсов при капитальном ремонте JI4MT является основой формирования множества допустимых вариантов плана их эксплуатации. Разработана методика выбора стратегии эксплуатации комплектов ремонтных машин с учетом их надежности и решена задача минимизации ожидаемых затрат, связанных с возможными отказами технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов.

4. Предложена методика, позволяющая планировать оптимальное проведение модернизации технологических ресурсов для капитального ремонта магистральных трубопроводов, при этом критерием оптимальности является максимизация возможного дохода от использования технологических ресурсов в случае их модернизации.

5. Обоснованы и проанализированы основные формы обновления парка машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов, а также предложена методика выбора формы обновления машинного парка. Разработана комплексная модель обновления комплектов однотипных машин, позволяющая прогнозировать потребность комплекта в обновлении с учетом надежности технологических ресурсов.

100

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Александров, Святослав Алексеевич, 2007 год

1. Акоф Р., Сасиени М. Основы исследования операций. - М.: Изд-во «Мир», 1971.-534с.

2. Александров С.А., Прусенко Б.Е., Мартынюк В.Ф. и др. Анализ аварий и несчастных случаев на трубопроводном транспорте. М.: ООО «Анализ опасностей», 2003, 351с.

3. Александров С.А., Аванесов B.C., Васильев Г.Г., Владимиров А.И., Кершенбаум В.Я., Мокроусов С.Н. и др. Промышленная безопасность магистрального трубопроводного транспорта. М.: НП

4. Национальный институт нефти и газа», 2005, 600с.

5. Александров С.А. О выборе оптимальной стратегии эксплуатации комплектов машин для капитального ремонта магистральных трубопроводов. // «Нефть, газ и бизнес», 2006, №12, с.82-83.

6. Алиев Р.А., Березина И.В., Телегин Л.Г. и др. Сооружение и ремонт газонефтепроводов, газохранилищ и нефтебаз. М.: Недра, 1987. 271с.

7. Андреев О.П., КукинЮ.С., Телегин Л.Г. Определение потребности вмашинах и механизмах для строительства магистральных трубопроводов. Научно-технический обзор. М.: «Информнефтегазстрой» -1978, 62 с.

8. Андрейчиков А.В. Математические модели и средства аналитического планирования на основе метода анализа иерархий. Волгоградский государственный технический университет, 2004г. - 224с.

9. Баталин Ю.П., Березин В.Д., Телегин Л.Г., Курепин Б.Н. Организация строительства магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1981. - 314с.

10. Березин В.Л., Бобрицкий Н.В., Бородавкин П.П. Галлеев В.Б., Маслов Л.С. Сооружение и ремонт газонефтепроводов. М.: Недра, 1972. 352 с.

11. Березин В.Д., Громов Н.И. Поточное строительство магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1988. - 259с.

12. Березин В.Л., Курепин Б.Н., Телегин Л.Г. Некоторые особенности организации поточного строительства линейной части магистральных трубопроводов. -М.: НИПИЭСУнефтегазстрой, 1977. -41с.

13. Березин В.Л., Кукин Ю.С., Телегин Л.Г. и др. Прогнозирование темпов обновления парка машин для очистки и изоляции магистральных трубопроводов // Экспресс-информ. / ВНИИПКтехоргнефтегазстрой. Сер. «Механизация строительства». 1986. - Вып. 9. - С.9-13.

14. Березин В.Л., Ращепкин К.Е., Телегин Л.Г. и др. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов М.: Недра, 1978,364 с.

15. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.:

16. Машиностроение, 1984., 312с.

17. Бородавкин П.П., Березин B.J1. Сооружение магистральных трубопроводов-М.: Недра, 1987.

18. Будзуляк Б.В., Н.Х. Халлыев, Тютьнев A.M., Велиюлин И.И., Спирин В.А. Комплексная механизация капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. -216 с.

19. Будзуляк Б.В., Губанок И.И., Салюков В.В., Велиюлин И.И. Концепция ремонта линейной части МГ. Журнал «Газовая промышленность», №8, 2003, с. 62-64.

20. Быков Л.И., Карпов В.Г. Строительство линейной части магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1977. - 126с.

21. Васильев Г.Г., Горелов С.А., Кукин Ю.С., Короленок A.M. Расчет программы работ по техническому обслуживанию и ремонту трубопроводо-строительных машин. -М.: Мысль, 1992.

22. Волков Д.П., Николаев С.Н. Надежность строительных машин и оборудования. М.: Высшая школа, 1979. - 400с.

23. Волков И.К., Загоруйко Е.А. Исследование операций. М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 436с.

24. Воронин В.Н., Халлыев Н.Х., Тютьнев A.M. Современные решения по повышению эффективности ремонта газонефтепроводов. Журнал «Газовая промышленность», №10,2004, с. 56-58.

25. ВСН 51-1-97 Правила производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов.

26. Горюнов Д.Г. Оптимизация парка землеройных машин для проведения строительных и эксплуатационных работ на мелиоративных системах. -М.: Стройиздат, 1995. 80с.

27. ГОСТ 27.002 89 Надежность в технике. Термины и определения

28. ГОСТ 27.204 83 Надежность в технике. Технологические системы. Технические требования к методам оценки надежности по параметрам производительности

29. ГОСТ 15.601-98 Техническое обслуживание и ремонт техники. Основные положения

30. Дедешко В.Н., Салюков В.В., Митрохин М.Ю., Велиюлин И.И., Алексашин А.В. Технологии переизоляции и новые изоляционные покрытия для защиты МГ. Журнал «Газовая промышленность», №2, 2005, с. 68-71.

31. Домбровский Н.Г., ШепетьевА.И. Структура машинного парка. Механизация строительства. 1981, №1 l-c.21-25.

32. Иванов В.И. Разработка параметрических рядов машин для формирования комплексных трубопроводостроительных потоков. Канд. дисс. М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1994.

33. Каракулев А.В., Кириллов Г.Н. Организация технического обслуживания и ремонта машин в условиях Севера. Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1978. - 168с.

34. Карпенко М.П., Савенко В. А. Механизация строительства магистральных трубопроводов за рубежом, (научно-технический обзор Информ-нефтегазстроя). М., 1978. - 65.

35. Каталог выпускаемого специализированного оборудования ОАО«АК «Транснефть».

36. Каталог машин для ремонта трубопроводов. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2000.

37. Короленок A.M. Разработка методологии оптимального перебазировки комплексных технологических потоков для строительства магистральных газопроводов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1984.

38. Короленок A.M. Математическая модель перебазирования машин и оборудования для строительства магистральных трубопроводов. -Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности, 1983, №10, с. 6-8.

39. Короленок A.M. Определение рациональной зоны работы потоков с учетом их передислокации. Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности, 1984, №2, с. 4-5.

40. Короленок A.M. Транспортная задача перебазирования потоков для строительства магистральных с минимаксными критериями. -Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности, 1984, №3, с. 24-27.

41. Короленок A.M., ЗоненкоВ.И. Вероятностно-статистическая модель времени перебазирования технологических ресурсов для строительствамагистральных трубопроводов. Нефтепромысловое строительство, 1984, №5, с. 13-15.

42. Короленок A.M., Кукин Ю.С., Орехов В.В. Расчет потребности в строительных машинах для сооружения объектов нефтяной и газовой промышленности. М.: МИНГ, 1985. - 43 с.

43. Коротких Ю.Г., Волков И.А., Кирилов А.Ф. Основы надежности технических систем и ее приложение к оценке ресурса металлоконструкций подъемных сооружений. Н. Новгород: Издательство ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2004. - 92с.

44. Кудайбергенов П.К. Обновление парка средств механизации и эффективность строительного производства. М.: Стройиздат, 1981. -193с.

45. Кудайбергенов П.К., Кудайбергенов Р.К., Щербак М.В. Организация эффективного ремонта строительной техники. М.: Стройиздат, 1990. -232с.

46. Кукин Ю.С. Влияние отдельных факторов на процесс внедрения новой техники при техническом перевооружении // Экспресс-информ./ ВНИИПКтехоргнефтегазстрой. Сер. «Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности». 1988. - Вып. 10. - С.14-18.

47. Кукин Ю.С., Дятлов А.Н. Обновление техники при капитальном ремонте нефтепроводов // Нефт. хоз-во 1987. -№6 - С.44-46

48. Кукин Ю.С., Дятлов А.Н. Закономерности технического перевооружения парка машин для строительства и ремонта магистральных трубопроводов. М.: ВНИИОЭ, 1989. - 56с.

49. Кукин Ю.С., Дятлов А.Н. Математическая модель процесса замены машин при ремонте нефтепроводов. Нефтяное хозяйство, 1989. №2.с.51-54.

50. Кукин Ю.С., Дятлов А.Н. Моделирование обновления отраслевого парка машин нелинейными моделями. М.:ВНММРЕНГ, Сер. Транспорт и хранение нефти. - 1990. - Вып. 12. - с. 1-7.

51. Кукин Ю.С., Кованов О.Д. Совершенствование машин и способов очистки и изоляции трубопроводов. // Обзорн. информ. / ВНИИПКтехоргнефтегазстрой. Сер. «Линейное строительство» 1987. -Вып.2. - 62с.

52. Ланцов В.А. Прогнозирование эффективности механизации. Л.: Стройиздат, 1973. - 157с.

53. Логинов Т.С., Перельштейн И.Ю. Эксплуатация машин и механизмов на строительстве трубопроводов. М., Недра, 1971.

54. Луцкий С.И., Роганов В.А. Оптимальное планирование механизации транспортного строительства. -М.: Транспорт, 1973.

55. Макаров И.М., Виноградская Т.М., Рубчинский А.А., Соколов В.Б. Теория выбора и принятия решений. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. - 328 с.

56. МДС 81-3.99 Методические указания о разработке сметных норм и расценок на эксплуатацию строительных машин и автотранспортных средств.

57. МешикЧ.П. Формирование эффективных парков машин для строительных работ.- М.:Стройиздат, 1981. 105 с.

58. Минаев В.И. Машины для строительства магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1973. 273 с.

59. Оптимизация сроков службы строительных машин. М.: НИИОУС, 1975.-20с.

60. ПБ 10-157-97 Правила устройства и безопасной эксплуатации кранов-трубоукладчиков

61. Программа по ремонту изоляционных покрытий магистральных газопроводов ОАО «Газпром» на 2004-2010 г.г. методом нанесения битумно-полимерных мастик, утвержденная Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б. Миллером №АМ-5799 от 20.08.2003

62. Пустовой В.Н. Металлоконструкции грузоподъемных машин. Разрушение и прогнозирование остаточного ресурса. М.: Транспорт, 1992.-256с.

63. РД 39-00147105-015-98 Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов. Уфа: ИПТЭР, 1998.

64. Рекомендации по анализу и составлению плана комплексной механизации. М.: Миннефтегазстрой, 1976. - 78с.

65. Рекомендации по методике организации линейных ремонтно-строительных потоков при капитальном ремонте отдельного магистрального трубопровода. Р 118-72. М.: ОНТИ ВНИИСТ, 1973.

66. Решение совместной сессии проблемного научно-технического совета РОССНГС, НТС ОАО «Стройтрансгаз» по проблеме: «Современные технологии и методы организации, специальные машины и новые материалы для ремонта магистральных газопроводов» от 22.01.04.

67. Решетников А.Д. Задача календарного планирования ремонта ЛЧМГ в условиях обводненной и заболоченной местности. НТС: Ремонт трубопроводов, 2001, №1.

68. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993.

69. Саати Т., Керне К. Аналитическое планирование. Организация систем. -М.: Радио и связь, 1991.

70. Савенко В.А. Пути улучшения использования комплектов машин настроительстве магистральных трубопроводов. М.,

71. НИПИЭСУнефтегазстрой, 1977.

72. Савенко В.А. Комплексная механизация сооружения магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1981. - 295с.

73. Савенко В.А., Ефимов А.С. Комплексная механизация сооружения магистральных трубопроводов. М., Информнефтегазстрой, 1978.

74. Савенко В.А. Механовооружение трубопроводного строительства. Научно-технический обзор. Выпуск 4. Серия: строительные машины, механизмы и оборудование в нефтяной и газовой промышленности. -М.: Информнефтегазстрой, 1981.-43с.

75. Синк Д.С. Управление производительностью: планирование, измерение и оценка, контроль и повышение: Пер. с англ. под. ред. Данилова-Данильяна В.И. М.: Прогресс, 1989. - 528с.

76. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы.

77. СНиП Ш-42-80. Магистральные трубопроводы.

78. Схемы комплексной механизации работ по строительству линейной части магистральных трубопроводов. М.: ВНИИСТ, 1980.

79. Телегин Л.Г., Картанев Г.И. Организация строительства линейной части магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1971. - 200с.

80. Телегин Л.Г., Курепин Б.Н., Симоров Н.И., Кукин Ю.С. Организация ремонта и технического обслуживания машин на строительстве магистральных трубопроводов М.: Информнефтегазстрой, 1981. - 58с.

81. Толковый словарь терминов и понятий, применяемых в трубопроводном строительстве. Горяинов Ю.А., Васильев Г.Г., Сенцов С.И., Ревазов A.M. и др. М.: Лори, 2003.316 с.

82. Халлыев Н.Х., Абасова Т.Н., Селиверстов В.Г., Парфенов А.И., Куприна Н.Д. Современные методы ремонта трубопроводов. Обз. Информ. сер. Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 1997,44 с.

83. Халлыев Н.Х., Будзуляк Б.В., Лежнев М.А. Ремонт линейной части магистральных газонефтепроводов. М.: «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005, 183 с.

84. Шишков Н.А. Надежность и безопасность грузоподъемных машин. М.: Недра, 1990.-250с.