Совершенствование организации строительно-монтажных работ в нефтегазовом комплексе на основе безопасной технологической подготовки производства (на примере ООО «Монолитстрой-Плюс» г.о. Ульяновск)
Введение 3
1 Экологические вопросы проектирования нефтегазового комплекса 12
1.1 Общий обзор и нормативно-техническая база проектирования и эксплуатации магистральных трубопроводов 12
1.2 Проектные определения обеспечения безопасности труда на проектируемом оборудовании 24
1.3 Предлагаемый перспективный метод диагностики магистрального трубопровода 28
2 Строительно-монтажные работы (ОПО) 32
2.1 Понятие, классификация и контроль безопасности ОПО 32
2.2 Структура и подготовка строительно-монтажных работ в ООО «Монолитстрой- Плюс» 40
2.3 Диагностика магистральных трубопроводов для выявления дефектов металла 50
3 Совершенствование эксплуатации ОПО 65
3.1 Мероприятия по поддержанию работоспособного технического состояния линейного участка магистрального газопровода и контроль за ремонтными и отремонтированными конструкциями 65
3.2 Контроль качества и приемка в эксплуатацию отремонтированного участка трубопровода 70
3.3 Безопасность и экологичность проекта 72
Заключение 79
Список используемых источников 82
Приложение А График минимального расстояния отлета груза 87
Актуальность и научная значимость настоящего исследования. Национальная безопасность государства в значительной степени определяется состоянием промышленной безопасности опасных производственных объектов (ОПО). Одним из основных факторов, оказывающих негативное воздействие на состояние промышленной безопасности в Российской Федерации (РФ), в частности обеспечение безопасного функционирования систем магистрального трубопроводного транспорта, является своевременное диагностирование и устранение критических дефектов.
В настоящее время в РФ эксплуатируется более 150000 километров магистральных трубопроводов, на практике значительная часть магистральных трубопроводов отслужила более 30 лет, при этом полностью деградировало защитное изоляционное покрытие трубопроводов, развиваются процессы старения трубных сталей, изменяется структура материала. Количество коррозионных и усталостных повреждений на трубах многократно возрастает. Избежать лавинообразного нарастания количества дефектов и разрушение труб позволяет проведение внутритрубного дефектоскопического контроля с целью определения технического состояния трубопроводов.
Основными видами дефектов, возникающих в процессе эксплуатации газонефтепроводов, являются: коррозия металла, эрозионный износ стенок, трещины в сварных швах и основном металле, нарушение защитных свойств изоляционных покрытий, изменение пространственного положения элементов трубопровода. Работоспособность оборудования и восстановление его основных характеристик достигаются путем использования системы технического обслуживания и ремонта - комплекса взаимосвязанных положений и норм, определяющих организацию и порядок проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования для заданных условий эксплуатации с целью обеспечения качества, предусмотренных в нормативных документах.
Для проведения экспресс-диагностики технического состояния магистральных трубопроводов при обследовании методами неразрушающего контроля в комплексе с электрометрическими методами применяются методы дистанционного контроля. Эти методы позволяют получить информацию о трубопроводе для проведения внутритрубной диагностики (ВТД) эксплуатационных параметров.
Ремонт производится после устранения выявленных в результате диагностики опасных дефектов. Потенциально опасные дефекты устраняются в процессе капитального ремонта. Способ капитального ремонта выбирается в зависимости от характера и технологии проведения работ. В данной работе рассматривается замена участка магистрального газопровода.
Проведением ВТД магистральных трубопроводов занимается ряд организаций, в том числе ООО «Монолитстрой-Плюс». Однако способы, используемые в настоящее время для анализа результатов измерений, являются эмпирическими. Поэтому разработка физически обоснованных и достоверных методов ВТД эксплуатационных параметров магистральных трубопроводов является актуальной научно-технической задачей.
Объект исследования: магистральный газопровод.
Предмет исследования: линейная часть магистрального трубопровода.
Цель исследования: внедрение методов неразрушающего контроля магистральных трубопроводов (на примере ООО «Монолитстрой-Плюс» г. Ульяновск) для определения конкретного участка, который может представлять опасность. Это поможет разрабатывать планы по ремонтным работам локально, что, в свою очередь, повлияет на безопасную подготовку производства и будет способствовать удешевлению проекта.
Гипотеза исследования состоит в том, что проведение капитального ремонта в виде строительно-монтажных работ участка магистрального газопровода на основе анализа ВТД эксплуатационных параметров позволит повысить эффективность и безопасность технологической подготовки производства, если:
• ВТД трубопровода выполнять комплексами внутритрубных инспекционных приборов (ВИП);
• проведение капитального ремонта в виде строительно-монтажных работ участка магистрального газопровода выполнять на основе анализа ВТД.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• проанализировать литературные источники по определению технического состояния магистральных трубопроводов;
• рассчитать количество дефектов для участка магистрального газопровода;
• определить техническое состояние магистрального газопровода на основе анализа эксплуатационных параметров.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: нормативно-правовые документы РФ, результаты теоретических исследований отечественных и зарубежных авторов, анализ большого числа публикаций в области системных исследований в конкретной отрасли, материалы, опубликованные в периодической печати.
Базовыми для настоящего исследования явились также: работы Гареева А.Г., Иванова И.А., Абдуллина И.Г., Мазура И.И., Иванцова О.М., Лапынина Ю.Г., Люкшина И.В., Савеня С.Н., Потапова И.А. и Транина А.А., а также следующие патенты: РФ 2572601, РФ 2333506, РФ 2445594, РФ 2539603.
Методы исследования: поставленные задачи решались с применением методов математического анализа, численного моделирования, расчетных методов, методов планирования и проведения эксперимента, методов сбора и обработки экспериментальных данных.
Опытно-экспериментальная база исследования участок магистрального газопровода, в рамках договора по предоставлению услуг ООО «Монолитстрой-Плюс», г. Ульяновск.
Научная новизна исследования заключается в:
• впервые разработан и обоснован метод диагностики магистрального трубопровода как влияющий на безопасную подготовку производства.
• предложены методики контроля состояния ремонтных конструкций и отремонтированных участков трубопровода и неразрушающего контроля, которые должны применяться повсеместно для чёткого определения места и времени производства ремонтных работ.
Теоретическая значимость исследования заключается в:
• рассмотрены экологические вопросы проектирования нефтегазового комплекса;
• предложена новая методология совершенствования организации строительно-монтажных работ в нефтегазовом комплексе на основе безопасной технологической подготовки производства;
• предложены мероприятия по поддержанию работоспособного технического состояния линейного участка магистрального газопровода.
Практическая значимость исследования заключается в разработке методов диагностики магистрального трубопровода. Совокупность полученных результатов обеспечивает высокие темпы и качество выполнения ремонтных работ, что дает возможность успешно вводить в эксплуатацию отремонтированные участки магистральных газопроводов. Методы диагностики могут быть заложены для решения задач в проектировании линейного участка магистрального газопровода.
Разработанная методика контроля состояния ремонтных конструкций и отремонтированных участков трубопровода была внедрена производственным предприятием ООО "Монолитстрой-Плюс", что позволило осуществить эффективное распределение материально-технических ресурсов, следовательно, затрат на капитальный ремонт линейной части магистрального газопровода.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
• проведённым анализом литературных источников;
• существующими разработками и решениями в области промышленной безопасности;
• обоснованием постановки задач работы;
• результатами применения методики;
• данными экспериментальных исследований, полученных с использованием поверенных средств измерения и на аттестованном оборудовании по общепринятым методикам, утвержденным в соответствующем порядке.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в том, что основные научные и практические результаты диссертации получены автором лично. В частности, автором проведены теоретические исследования, а обработка и анализ экспериментальных данных выполнены автором лично или же при его непосредственном участии.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях:
• научных конференциях всероссийского и международного уровня.
На защиту выносятся:
• метод диагностики магистральных трубопроводов как способ безошибочного определения места и времени производства работ;
• на безопасную подготовку производства работ на линейном участке магистрального трубопровода очень важную роль играет правильное и своевременное определение аварийного участка;
- методики контроля состояния ремонтных конструкций и отремонтированных участков трубопровода и неразрушающего контроля участков трубопровода, отремонтированных контролируемой шлифовкой.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, содержит 5 рисунков, 6 таблиц, список использованной литературы (40 источников), 1 приложение. Основной текст работы изложен на 87 страницах.
Изучаемая совокупность проблем и аналогия положения трубопроводов в нашей стране и за рубежом, а также результаты анализа нормативно-правовых документов, которые регулируют требования к проектированию новых магистральных трубопроводов и эксплуатации существующих магистральных трубопроводов, позволяют обобщить и систематизировать статистические данные. В рамках данного исследования в качестве перспективного метода диагностики магистрального трубопровода предложен метод ВТД.
Капитальный ремонт в виде строительно-монтажных работ ОПО является трудоемким и ресурсозатратным процессом, поэтому необходимо проводить работы на каждом этапе в соответствии с необходимыми требованиями.
Обнаружение дефектов в конструкционных материалах, элементах линейной части магистрального трубопровода, определение возможных причин их появления, оценка влияния на фактическое текущее состояние или выяснение причин отказов соединительных деталей, конструктивных элементов и узлов оборудования являются целями проведения оперативного обследования потенциального ОПО. Таким образом, была предложена методика ВТД трубопровода: нахождение изъянов металла газопровода, изъяна сварных стыков, изъяна геометрии газопровода, распознавание вида изъянов, определение их размера и расположения на трубопроводе, исследование состояния наружного защитного покрытия.
Проведение диагностики внутритрубными снарядами - дефектоскопами ДМТ-1400-512 и ДМТП-1-1400-768, имеющими высокие технические характеристики и скорость прохождения по газопроводу 1,5 - 2,5 м/с, что обеспечивает получение достоверных данных о состоянии стенок труб газопровода и наличии дефектов на обследуемом участке. Выполнение прочностных расчетов, отражающих действительные условия работы трубопроводов, является одним из основных элементов, обеспечивающих поддержание их высоконадежной работы.
Совершенствование организации строительно-монтажных работ с применением ВТД не увеличивает значения показателей рисков аварии. В ходе работы все цели были достигнуты.
Важным моментом является процесс контроля, во избежание возникновения ряда проблем, которые впоследствии обходятся заказчику дополнительными затратами и потраченным временем. Производимый капитальный ремонт позволит перекачивать нефть в безопасном режиме, избежать возникновения аварий. В результате можно констатировать, что в ООО «Монолитстрой-Плюс» ведется работа по обеспечению и соблюдению безопасных условий труда, предупреждению и предотвращению ЧС, снижению уровня травматизма и числа аварий на производстве.
Конечно, степень безопасности находится в прямой зависимости от технических условий трубопроводных сетей, а технические условия от количества потраченных на диагностирование и реставрацию финансовых средств. Показатели ВТД за предложенной схемой диагностирования являются основой для того, чтобы:
• осуществлять распоряжения и управлять восстановлением либо замещением трубопроводной сети, основываясь на сведениях о фактической толщине металлической стенки;
• оптимизированно спланировать работы по устранению повреждений;
• локально устранить повреждения, с минимальным разрушением зоны ландшафта и покрытий дорог, что также кардинально сокращает затраты.
В связи с этим вопрос о внедрении новых диагностических схем становится своевременным для организаций, использующих сети трубопроводов, можно отрегулировать систему безопасности при использовании предложенной методики, что более чем влияет на безопасную подготовку и ведение работ.
В ходе работы были раскрыты следующие вопросы:
1) Рассмотрены экологические вопросы проектирования нефтегазового комплекса.
2) Предложена новая методология совершенствования организации строительно-монтажных работ в нефтегазовом комплексе на основе безопасной технологической подготовки производства.
3) Впервые разработан и обоснован перспективный метод диагностики магистрального трубопровода.
4) Сформулированы и предложены методики контроля состояния ремонтных конструкций и отремонтированных участков трубопровода и неразрушающего контроля участков трубопровода, отремонтированных контролируемой шлифовкой.
5) Предложены мероприятия по поддержанию работоспособного технического состояния линейного участка магистрального газопровода.
Предложенные технические решения отличаются новизной и могут быть рекомендованы для применения в трубопроводном строении.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
