Разработка технологических решений капитального ремонта магистральных газопроводов

Доля продолжительности выполнения работ данного вида от общей продолжительности ремонта оценивается показателем эффективности использования ресурсов K4P, характеризующим стабильность использования ресурсов, т.е. степень продолжительности выполнения тех или иных видов в общем комплексе ремонта с учетом их трудоемкости и стоимости (например, при производстве капитального ремонта участков линейной части МГ методом переизоляции технологический процесс нанесения нового защитного покрытия связан со стабильным использованием во времени грунтовки, битумно-мастичного покрытия армирующей сетки и обертки)

K4P = (ti/T)(Ci/C), (18)

где ti - продолжительность i-ro вида работ; Т - продолжительность всего комплекса работ (ремонта).

Наличие простоев ресурсов при выполнении РСР нежелательно, так как приводит к увеличению стоимости ремонта МГ. Показатель непрерывности использования ресурсов (K5P), который характеризует степень бесперебойности работ внутри каждого отдельно вида (K5iP) и в целом всего ремонта, находится по формуле

K5iP = THi/Ti ; K5P = i=1,m K5iPCi/C, (19)

где THi - продолжительность i-ro вида работ при непрерывном его выполнении; Ti - запланированная продолжительность i-ro вида работ.

Показатель, характеризующий положительный эффект от сокращения продолжительности производства ремонтных работ (K6P), следует оценивать путем использования следующей зависимости

K6P = 1/(1 - EH)T, (20)

где EH - нормативный коэффициент эффективности; Т - продолжительность ремонтных работ.

Дифференциальные показатели качества организации ремонтных работ сводятся в интегральный

K = i=1,n ZiKi/i=1,n Zi, (21)

где Zi - коэффициент значимости i-ro критерия (задается); n - число определяемых и учитываемых дифференциальных критериев.

Коэффициенты значимости задаются с учетом конкретных условий производства ремонтных работ и решения более общей (по отношению к рассматриваемой) задачи. Следует отметить, что хотя бы один коэффициент из всей совокупности коэффициентов значимости должен быть равным 1 (остальные могут иметь большую величину), а коэффициенты у альтернативных, и прежде всего у противоположных по влиянию критериев, должны быть разными, т.е. учитывать реальные требования к организации капитального ремонта и условия производства работ. Процесс моделирования аварии и оценка затрат осуществляется в процессе реализации соответствующего алгоритма (рис. 12, где T - период планирования).

Экономическая эффективность от внедрения технологии ремонта газопроводов, входящих в многониточные системы, может быть определена путем сравнения новой технологии ремонта участков линейной части МГ механизированным комплексом с 10%-ной заменой дефектных труб и принятой в качестве эталона сравнения традиционной технологии ремонта газопроводов методом замены труб на трубы с заводским полиэтиленовым покрытием.

Рис. 12. Функционально-ориентированная блок-схема алгоритма имитационного моделирования процесса планирования ремонта участков МГ

Результаты расчета годового экономического эффекта представлены в табл. 2, где Dн [мм] - наружный диаметр газопровода. Таким образом, годовой экономический эффект от внедрения технологии капитального ремонта МГ методом переизоляции ориентировочно составит свыше 14109 рублей в год.

Табл. 2

6. Исследование и разработка информационно-аналитического обеспечения для принятия технологических и управленческих решений капитального ремонта магистральных газопроводов

Основные принципы реализации информационных технологий для инженерной подготовки участков магистральных газопроводов к капитальному ремонту включают в себя: исследование и разработку комплексных процессов капитального ремонта с учетом очередности производства строительно-монтажных работ на основе алгоритмического моделирования и реализации экспертной системы ранжирования объектов для производства строительно-монтажных работ в условиях реализации системы поддержки принятия технологических и управленческих решений капитального ремонта магистральных газопроводов.

Особенность проектирования сложных информационно-аналитических систем заключается в значительной трудоемкости первоначальных этапов, когда необходимо выявить и формализовать предъявляемые к системе требования, а на их основе сформулировать определения базовых функций. Для решения этих задач применяются различные подходы, среди которых выделяются функционально-ориентированный и объектно-ориентированный подходы. Для разработки вычислительных программ, поведение которых в значительной степени носит детерминированный характер, оправданно применение методологии структурного анализа, в рамках которой программная система рассматривается как структура, образованная из взаимосвязанных моделей данных и моделей процессов, преобразующих потоки данных.

Разработанный с участием автора многоцелевой программный комплекс состоит из автономных независимых программных блоков, предназначенных для подготовки и принятия технологических и управленческих решений капитального ремонта магистральных газопроводов в информационной среде. Диалоговая система для подготовки рекомендаций по установлению очередности проведения строительно-монтажных работ представляет собой в какой-то мере систему формирования и управления базами данных: ввод данных, поиск необходимой информации, вывод данных на экран дисплея или на печать в форме отчета, можно выполнить, не прибегая к каким-либо командам. Пользователю достаточно ответить на вопросы, предлагаемые в специальном меню. Таким образом, представляется возможным с максимальной эффективностью выполнить оценочные расчеты технико-экономических показателей проведения ремонтных работ на линейной части системы магистральных газопроводов, в частности: выполнить количественную оценку приоритетов объектов по техническому состоянию при планировании ремонтно-строительных работ; отобрать объекты для выполнения ремонтно-строительных работ. Иерархическая структура для анализа относительного риска эксплуатации участка магистрального газопровода включает в себя четыре уровня (рис. 13).

Рис. 13. Иерархическая структура для определения очередности производства РСР на участках МГ

Количество групп критериев (G1,2,3,4,5) и критериев в каждой группе (G1 => K11, 12, 13...; G2 => K21, 22 23...; G3 => K31, 32 33...; G4 => K41, 42 43...; G5 => K51, 52 53...) является постоянным. Количество сравниваемых участков магистральных газопроводов может быть произвольным, причем разработанный ППП обеспечивает возможность одновременного сравнения 250 объектов.

В задаче о выборе объектов для выполнения строительно-монтажных работ используются в общей сложности n = 23 критерия. Для того чтобы приписать им приоритеты путем непосредственного сравнения их друг с другом, понадобилось бы произвести (232 - 23)/2 = 253 сравнения. Критерии были разбиты на 5 кластеров (групп), содержащих не более 7 критериев (от 4 до 6), исходя из естественного группирования близких по классу критериев. Это дало возможность эксперту сравнить критерии в каждом кластере, а также сами кластеры между собой, не нарушая описанного психологического ограничения и с высокой степенью согласованности, при этом на первом и втором уровнях иерархии потребуется выполнить 48 сравнений, что меньше теоретической границы (7/2)·(23 1) = 77 сравнений.

Эффективность иерархии может быть определена как отношение числа прямых парных сравнений, требуемых для всего множества n элементов, входящих в иерархию, к числу парных сравнений, которые необходимо провести после группирования в кластеры. Эффективность иерархии имеет порядок n/7. Таким образом, в данном случае эффективность деления критериев на группы с помощью иерархической декомпозиции, может быть определена как 253/48 5,3, что даже выше, чем 23/7 3,3.

По исходным данным и результатам расчетов необходимо составлять отчеты. Предусмотрено формирование следующих видов отчетов: отчет № 1 - отчет по исходным данным для каждого внесенного в систему объекта (анкета объекта); отчет № 2 - отчет по сравнению всех объектов, анкеты которых находятся в архиве системы; отчет № 3 - отчет по сравнению произвольно выбранных объектов из архива (например, по сравнению объекта № 1, объекта № 3 и объекта № 10 из 20-ти объектов архива).

В отчетах № 2 и № 3 содержатся результаты выполнения расчетов: значения приоритетов объектов по очередности проведения ремонтно-строительных работ, перечень объектов, ранжированный по приоритетам, определяющий ремонтную программу предприятия; графическое представление относительного риска эксплуатации ранжируемых объектов. Пример сформированного отчета № 2 приведен на рис. 14.

Отчет содержит: перечень сравниваемых объектов с указанием уникальных номеров (Nоб); нормированный вектор глобальных приоритетов объектов, трактуемых как величины относительного риска эксплуатации объектов R(1), R(2), …, R(N), где N - число сравниваемых объектов, при этом сумма величин относительного риска равна 1; ранги объектов - номера очереди объектов (№) в ремонтной программе предприятия; диаграмма очередности производства строительно-монтажных работ с учетом относительного риска эксплуатации объектов, при этом значения рисков R0(N) даны по отношению к максимальному значению, которое принято за 1, т.е. RО = R/max{Ri; i = 1, 2, . . . , N}.

В результате реализации разработанных принципов подготовки и принятия технологических и управленческих решений капитального ремонта участков МГ в информационной среде формируется вероятностное обоснование очередности вывода на капитальный ремонт участков магистральных газопроводов на основе оценки относительного риска эксплуатации каждого участка. При этом анализируется вклад отдельных диагностических показателей и характеристик, который дает возможность обосновать технико-экономические показатели предстоящего капитального ремонта с учетом необходимости ремонта отдельных конструктивных элементов газопровода. Результаты архивируются в виде базы данных и выводятся на печать в виде отчета, который может включать в себя текст, таблицы и рисунки.

Рис. 14. Окончательный вид сформированного отчета для определения очередности производства РСР на линейной части МГ

Таким образом, представляется возможным с максимальной эффективностью выполнить оценочные расчеты технико-экономических показателей (в смысле планирования последовательности и величины материальных затрат) капитального ремонта участков магистральных газопроводов с учетом приоритетности отдельных объектов. Описанная разработка имеет рекомендательный характер и предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием организации и проектированием производства работ при капитальном ремонте участков магистральных газопроводов.

Заключение

1. Обоснованы организационно-технологические методы капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов, обеспечивающие повышение эксплуатационной надежности МГ путем своевременного проведения ремонтно-строительных работ в установленные сроки.

2. Проанализированы технологические процессы производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте линейной части МГ: вскрытие газопровода; разработка околотрубной траншеи; снятие старого изоляционного покрытия; ремонт труб; подготовка поверхности газопровода для нанесение нового антикоррозионного покрытия; подбивка и засыпка грунта; контроль качества.

3. Изложены основные принципы принятия технологических решений капитального ремонта магистральных газопроводов на основе совершенствования структуры производства ремонтно-строительных работ, предусматривающей создание в газотранспортных предприятиях на базе аварийно-восстановительных поездов специализированных ремонтно-строительных подразделений в составе линейно-эксплуатационных служб, а также специализированных участков по ремонту подводных переходов.

4. Сформулированы этапы решений для производства ремонтно-строительных работ на участках МГ в сложных инженерно-геологических условиях, а именно: обработка данных диагностики технического состояния линейных участков МГ с целью оптимального выбора методов проведения ремонтных работ на основе технико-экономических критериев; количественная многокритериальная оценка приоритетов для включения участков МГ в план проведения ремонтных работ на основе всей совокупности данных об их техническом состоянии.

5. Разработаны принципы принятия технологических и управленческих решений в системе ресурсного обеспечения производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте МГ с учетом реализации вероятностно-статистических методов количественного анализа ресурсного обеспечения процесса капитального ремонта в условиях реализации природоохранных мероприятий. Предложена методика оценки целесообразности принятия инвестиционно-строительных проектов ресурсного обеспечения производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте с учетом вероятностных характеристик показателей производства строительно-монтажных работ.

6. Установлено, что оптимальная организация ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ в условиях реализации природоохранных мероприятий зависит от: интенсивности экологического ущерба при выполнении СМР, удаленности места производства СМР от поставщика ресурсов, стоимости и скорости доставки необходимых для производства СМР материалов. Разработаны алгоритмы анализа инвестиционно-строительных проектов капитального ремонта участков МГ при использовании различных типов ресурсного обеспечения.

7. Предложены и обоснованы технико-экономические показатели различных методов капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов с учетом организационно-технологических принципов капитального ремонта методом переизоляции - доминирующим методом производства ремонтно-строительных работ. Приведены критерии необходимости и целесообразности производства капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов на основе реализации информационных технологий.

8. Впервые в отечественной практике разработано информационно-аналитическое обеспечение для принятия технологических решений капитального ремонта магистральных газопроводов, включающее: основные принципы реализации информационных технологий для инженерной подготовки участков магистральных газопроводов к капитальному ремонту; алгоритмическое моделирование экспертной системы ранжирования объектов для производства строительно-монтажных работ в условиях организации капитального ремонта участков в системе магистральных газопроводов.

9. В рамках разработки информационных технологий проектирования РСР в процессе формирования программы капитального ремонта МГ реализованы функционально-ориентированные подходы принятия технологических и управленческих решений путем использования диалоговых систем для ПЭВМ, которые позволяют в кратчайшие сроки подготовить необходимую проектно-техническую документацию.

10. Предложен эффективный организационно-технологический процесс проведения капитального ремонта на основе реализации многовариантных расчетов, выполняемых в условиях постоянного изменения стоимостных характеристик.

Литература

1. Дедешко В.Н., Салюков В.В., Парфенов А.И. и др. Обслуживание и ремонт магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 9, 1998, с.57-59.

2. Салюков В.В. Геоинформационные технологии для газотранспортных предприятий. - Газовая промышленность, № 8, 1999, с.40.

3. Салюков В.В., Волгина Н.И., Карвонен И. и др. Остаточное напряжение и стресс-коррозия в трубах. - Газовая промышленность, № 4, 1999, с.49-50.

4. Будзуляк Б.В., Салюков В.В., Дедешко В.Н. и др. Ремонт линейной части магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 11, 1999, с.33-36.

5. Салюков В.В., Крылов Г.В., Отт К.Ф. и др. Очистка линейных участков магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 11, 2000, с.57-58.

6. Салюков В.В. Предрасположенность труб большого диаметра к стресс-коррозионным разрушениям. - Газовая промышленность, № 12, 2000, с.44-46.

7. Салюков В.В., Усошин В.А., Безродных Ю.П. и др. Приборное обследование переходов магистральных газопроводов через водные преграды. - Газовая промышленность, № 5, 2001, с.41-42.

8. Дедешко В.Н., Салюков В.В., Ф.Г. Тухбатуллин и др. Стратегия борьбы с КРН газопроводов. - Газовая промышленность, № 8, 2001, с.53-56.

9. Салюков В.В., Бойко A.M., Харионовский В.В. и др. Эксплуатация морского участка газопровода Россия - Турция. - Газовая промышленность, № 3, 2001, с.10-11.

10. Салюков В.В., Дедешко В.Н., Ермолаев С.А. и др. Новая технология ремонта подводных переходов с применением муфт. - Наука и техника в газовой промышленности, № 2-3, 2001, с.33-36.

11. Будзуляк Б.В., Салюков В.В., Харионовский В.В. Продление ресурса магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 7, 2002, с.59-60.

12. Будзуляк Б.В., Салюков В.В., Губанок И.И. и др. Концепция ремонта линейной части магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 8, 2003, с.62-65.

13. Салюков В.В., Синицын С.С., Имшенецкий С.П. Геодезическое позиционирование объектов транспорта газа. - Газовая промышленность, № 1, 2003, с.62-63.

14. Будзуляк Б.В., Салюков В.В., Стативко В.Л. и др. Техническая диагностика - основа методологии поддержания эксплуатационной надежности ЛЧ МГ. - Газовая промышленность, № 9, 2003, с.44-49.

15. Салюков В.В., Петров Н.Г. Интеллектуальная вставка для контроля напряженно-деформированного состояния стальных трубопроводов. - Наука и техника в газовой промышленности, № 1, 2003, с.3-5.

16. Салюков В.В., Молоканов А.В. Новые дефектоскопы. - Газовая промышленность, № 12, 2004, с.25.

17. Салюков В.В. Подводные переходы магистральных газопроводов: диагностика и ремонт. - Газовая промышленность, № 12, 2004, с.9-10.

18. Салюков В.В., Губанок И.И., Хороших А.В. и др. Система инструментального мониторинга промышленной безопасности технологических объектов. - Газовая промышленность, № 9, 2004, с.82-83.

19. Дедешко В.Н., Салюков В.В., Митрохин М.Ю. и др. Технология переизоляции и новые изоляционные покрытия для защиты магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 2, 2005, с.68-71.

20. Салюков В.В., Арефьев А.Г., Лапин А.Е. и др. Оценка опасности механических повреждений магистрального газопровода. - Газовая промышленность, № 7, 2005, с.22-24.

21. Салюков В.В., Дедешко В.Н. Развитие системы диагностического обслуживания магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 8, 2005, с.15-18.

22. Дедешко В.Н., Салюков В.В. Основные направления диагностического обслуживания магистральных газопроводов. - Газовая промышленность, № 8, 2006, с.44-46.

23. Салюков В.В., Алексашин С.П., Парфенов А.И. Система контроля целостности газопроводов ЕСГ ОАО "Газпром" - залог ее надежности и долговечной работы. - Газовая промышленность, № 1, 2007, с.48-50.

24. Салюков В.В., Селиверстов В.Г., Алексашин С.П. и др. Технологии и технические средства реабилитации трубопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 2004. - 120 с.

25. Салюков В.В. Технологические и управленческие решения капитального ремонта магистральных газопроводов. - М.: Стройиздат, 2007. - 408 с.

26. Хретинин И.С., Салюков В.В., Иванов В.А. и др. Новые методы ремонта магистральных газопроводов. - М.: ВНИИЭгазпром, 1990. - 55 с.

27. Стояков В.М., Салюков В.В., Клюк Б.А. и др. Образование выпученных участков газопроводов и оценка их напряженного состояния. - М.: ВНИИЭгазпром, 1991. - 41 с.

28. Салюков В.В., Егурцов С.А., Хренов Н.Н. и др. Методические рекомендации по длительным натурным измерениям параметров напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 1993. - 69 с.

29. Борисенков И.А., Гехман А.С., Салюков В.В. и др. Методы сооружения и реконструкции подземных переходов трубопроводов различного назначения под железными и автомобильными дорогами. - Научно-технический сборник "Транспорт и подземное хранение газа". - М.: ИРЦ Газпром, 1993. - 67 с.

30. Салюков В.В. Ремонт газонефтепроводов. - М.: ИРЦ Газпром, № 3, 1998. - 65 с.

31. Будзуляк Б.В., Дедешко В.Н., Салюков В.В. и др. Формирование концепции ремонта линейной части магистральных газопроводов ОАО "Газпром". - Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, № 1-2, 1999, с.4-17.

32. Будзуляк Б.В., Салюков В.В., Халлыев Н.Х. и др. Новые подходы к планированию ремонта и диагностике магистральных трубопроводов. - Научно-технический сборник "Транспорт и подземное хранение газа". - М.: ИРЦ Газпром, 1999. - 66 с.

33. Будзуляк Б.В., Салюков В.В., Халлыев Н.Х. и др. Восстановление эксплуатационных параметров магистральных трубопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 1999. - 81 с.

34. Салюков В.В. Ремонт газонефтепроводов. - М.: ИРЦ Газпром, № 4, 1999. - 38 с.

35. Халлыев Н.Х., Селиверстов В.Г., Салюков В.В. и др. Ремонт газонефтепроводов. - М.: ИРЦ Газпром, № 5, 1999. - 51 с.

36. Халлыев Н.Х., Селиверстов В.Г., Салюков В.В. и др. Диагностика и выборочный ремонт - основа эффективной эксплуатации трубопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 2000. - 73 с.

37. Салюков В.В., Тухбатуллин Ф.Г., Велиюлин И.И. и др. Разработка и создание отраслевой информационно-аналитической экспертной системы "РЕМГАЗ". - Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, № 4, 2000, с.3-7.

38. Салюков В.В., Парфенов А.И. Совершенствование организации ремонта линейной части газопроводов в ОАО "Газпром". - Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, № 3, 2000, с.3-8.

39. Салюков В.В., Велиюлин И.И., Лукомский А.Т. Способы интенсификации выполнения вскрытия демонтируемого подземного трубопровода. - Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, № 1-2, 2000, с.34-38.

40. Аникин Е.А., Габелая Р.Д., Салюков В.В. и др. Эффективные методы ремонта магистральных трубопроводов. - Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, 2001. - 108 с.

41. Салюков В.В. Оценка эффективности капитального ремонта газопровода. - Научно-технический сборник "Ремонт газопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, № 2, 2001, с.3-10.

42. Салюков В.В., Ремизов В.В., Тухбатуллин Ф.Г. и др. Коррозионное растрескивание труб под напряжением - основная причина аварий магистральных газопроводов. - Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, № 4, 2001, с.2-11.

43. Салюков В.В., Халлыев Н.Х., Селиверстов В.Г. и др. Ремонт локальных участков трубопровода. - М.: ИРЦ Газпром, 2001. - 73 с.

44. Салюков В.В. Экспериментально-аналитическая оценка надежности линейной части магистральных газопроводов. - Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, № 2, 2001, с.23-27.

45. Салюков В.В. Анализ аварийности газопроводов ОАО "Газпром" по причине КРН. - Научно-технический сборник "Опыт эксплуатации и технической диагностики магистральных газопроводов с дефектами КРН". - М.: ИРЦ Газпром, ч. 1, 2002, с.3-17.

46. Салюков В.В. Снижение рисков эксплуатации линейной части магистральных газопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 2003. - 56 с.

47. Салюков В.В., Бегеев Т.К., Городниченко В.И. Экспертная система анализа технического состояния газопроводов с дефектами. - Сборник научных трудов "Надежность и ресурс газопроводных конструкций". - М.: ВНИИГАЗ, 2003, с.110-120.

48. Салюков В.В., Митрохин М.Ю., Решетников А.Д. и др. Руководящий документ по ресурсному оснащению подразделений для ремонта ЛЧ МГ в различных природно-климатических условиях (ВРД 39-1-1.10.-073-2003) . - М.: ВНИИГАЗ, 2003. - 66 с.

49. Халлыев Н.Х., Салюков В.В., Середа М.Л. и др. Технико-экономические аспекты поддержания эксплуатационной надежности и безопасности магистральных газопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 2005. - 76 с.

Размещено на Allbest.ru