ГлавнаяОборудованиеНаукаКонтакты
Презентационный материал
карта сайта
обратная связь
добавить в избранное
Новости:

Безопасность эксплуатации трубопроводов в 2010 г. PDF

Обеспечение промышленной и экологической безопасности трубопроводного транспорта углеводородов и продуктов их переработки является одной из приоритетных задач для предприятий, эксплуатирующих трубопроводы. В последние годы решение этой задачи особенно актуально в связи с несанкционированными подключениями (врезками) к трубопроводам с целью хищения продуктов перекачки, приобретающими все более широкие масштабы. Врезки нарушают герметичность трубопроводов, сокращают срок их эксплуатации, наносят значительный экономический ущерб, приводят к утечкам нефти и нефтепродуктов, создают предпосылки для возникновения чрезвычайных экологических ситуаций.

Если в 90-е годы сообщения об обнаруженных врезках в трубопроводы были единичными, то в 2000-е их число стало быстро увеличиваться. В 2007г. в отчёте «Ростехнадзора» отмечался «значительный рост случаев несанкционированного подключения в нефте- и нефтепродуктопроводы с целью хищения транспортируемого продукта».

По сообщению главы МВД РФ Рашида Нургалиева 18 мая 2009г. в Екатеринбурге на первом совещании министров внутренних дел и общественной безопасности государств - членов ШОС «Злободневными продолжают оставаться вопросы защиты нефтепроводов от несанкционированного доступа. Убытки только ведущих российских нефтедобывающих компаний от хищений и вандализма ежедневно достигают нескольких сотен тысяч долларов».

Из прогноза МЧС РФ чрезвычайной обстановки России в 2010 году: «Количество чрезвычайных ситуаций на магистральном трубопроводном транспорте (нефте-, газо– продуктопроводы) прогнозируется выше уровня 2009 года. В 2010 году прогнозируется увеличение количества случаев загрязнения водных объектов и почвы нефтепродуктами. Этому способствуют высокий уровень износа оборудования перекачки, переработки нефти и нефтепродуктов, значительный объем перевозок нефти и нефтепродуктов различными видами транспорта, а также непрекращающиеся случаи хищения нефти путем несанкционированных врезок в нефтепроводы».

Президент РФ Дмитрий Медведев на совещании в г. Омске по вопросам развития энергетики 12 февраля 2010г. выразил намерение разобраться с нелегальными нефтеперерабатывающими заводами (НПЗ). На совещании было отмечено: «116 заводов официально не сертифицированы и не зарегистрированы, но отгружают продукцию». «Нефть на такие заводы попадает в результате несанкционированных врезок в магистральные нефтепроводы или в результате хищения на "узлах учета "Транснефти"». «Доля на внутреннем рынке "серых" нефтепродуктов, полученных на нелегальных мини-НПЗ, составляет порядка 10-15 процентов».

На некоторых участках трубопроводов несанкционированные врезки изготовлены через каждые 5-10 км. Например, на территории Иркутской области в течение 2007 и 2008 годов было обнаружено 159 несанкционированных врезок [1]. Для оценки объёмов хищений из трубопроводов компании часто используют данные о количестве обнаруженных врезок. В тоже время, такая статистика не отражает реальную ситуацию, поскольку не учитывает совершенствование методов несанкционированных подключений и снижение эффективности их поиска. Если несколько лет назад хищения осуществлялись непосредственно из кранов, установленных на трубопроводах, то в последние годы врезки выполняются, как правило, с отводами, имеющими протяжённость до нескольких километров, обнаружить которые значительно сложнее. Так запуск Инфразвуковой системы мониторинга трубопроводов, разработанной ООО НПФ «ТОРИ», на нескольких участках трубопроводов в 2008г. показал, что число ранее обнаруженных на этих участках несанкционированных подключений составляет только около 10 % от действующих врезок, которые система зарегистрировала. Таким образом, если провести аналогию между врезками и нелегальными мини-НПЗ, о которых сообщалось на совещании в г. Омске, то число последних может составлять не 116, а около 1160. При этом произойдёт коррекция в сторону увеличения и «доли на внутреннем рынке "серых" нефтепродуктов».

Убытки от несанкционированных подключений складываются из стоимости похищенного продукта и затрат на восстановление повреждённых участков трубопроводов, ликвидацию разливов. Причём, последние, как правило, в десятки раз превышают первые [3]. По данным Росстата доходы от экспорта нефти из РФ в 2009г составили 93,49 млрд долл. Поскольку 93 % нефти, добываемой в России по данным ОАО «АК «Транснефть» перекачивается по магистральным нефтепроводам, то 10%-15% потерь из-за нелегальных мини-НПЗ составили в 2009г. от 8,7 до 13 млрд долл. Оценка убытков второго типа в 2009г. с учётом данных [3] соответственно даёт значение от 87 до 130 млрд долл. или по курсу 30 руб/долл. от 2,6 до 3,9 триллиона рублей. При этом она не учитывает убытки от экологических катастроф с разливами нефти и нефтепродуктов, увеличение доли «серых» нефтепродуктов из-за корректировки числа нелегальных мини-НПЗ, а также затраты по запуску на магистральных нефтепроводах неэффективных систем обнаружения утечек. Если 2,6 - 3,9 триллиона рублей не были использованы в полной мере для восстановления магистральных нефтепроводов в местах несанкционированных врезок в 2009г., то их придётся тратить в будущем. Фактически это оценка снижения технического состояния магистральных нефтепроводов и стоимости потерянного сырья в 2009г., которая коррелирует с прогнозом МЧС РФ чрезвычайной обстановки на магистральном трубопроводном транспорте в 2010 году, приведённом выше.

Использование на магистральных нефтепроводах эффективных систем обнаружения утечек позволило бы исключить рассматриваемые убытки.

К решению проблемы безопасной эксплуатации трубопроводного транспорта углеводородов, защиты от несанкционированных врезок необходимо подходить комплексно. Только одни оперативные мероприятия служб охраны и МВД здесь не эффективны. Требуется оснащение трубопроводов специальным оборудованием – системами обнаружения утечек (СОУ). Такие системы позволяют не только регистрировать утечки и предотвращать хищения, но и остановить процесс изготовления новых врезок, в буквальном смысле вытесняя злоумышленников с защищенных участков. В то же время, рост количества несанкционированных подключений свидетельствует о том, что российские трубопроводы либо совсем не оснащены такими системами, либо используемые системы являются неэффективными. Кроме этого, необходимо совершенствование законодательства в области безопасности магистральных трубопроводов. В проекте Федерального закона «Технический регламент «О безопасности магистральных трубопроводов для транспортировки жидких и газообразных углеводородов», опубликованном Минэнерго России 29.12.2009г., отсутствуют требования к характеристикам систем обнаружения утечек, к порядку проведения их испытаний. Данные требования являются принципиально важными для предотвращения использования неэффективных технических решений.

Обзор известных методов и созданных на их основе СОУ приведен в [2].

Большинство установленных на российских магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах СОУ работает на принципе измерения расхода и давления или регистрации волн давления. Такие системы обнаруживают утечки с интенсивностью около 1 % от производительности трубопровода и более, развивающиеся за относительно короткое время (несколько секунд). Для магистрального нефтепровода с производительностью 10000 куб.м/час этот предел чувствительности составляет 100 куб.м/час или 2400 тыс. литров в сутки (40 железнодорожных цистерн). Как видно, при такой чувствительности ни о какой регистрации утечек через несанкционированные врезки не может быть речи. Такие системы не регистрируют даже крупные аварии. Магистральные нефтепроводы не защищены от подключения к ним через несанкционированные врезки нелегальных мини-НПЗ, постоянно потребляющих для переработки нефть с интенсивностью для каждой из врезок не более 40 ж/д цистерн в сутки.

Уместно сравнить приведённые цифры с утечкой нефти в аварии на нефтяной плавучей платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе, арендованной BP у фирмы Transocean, которая произошла 20 апреля 2010г. Интенсивность утечки из скважины 3 мая 2010г. оценивалась здесь как 760 тыс. литров в сутки [4] (позже от 5500 до 9500 тыс. литров в сутки). Общеизвестна реакция в мире на эту аварию, как крупную экологическую катастрофу. Сообщения об утечке нефти в Мексиканском заливе показывают степень опасности подобных аварий для экологии. В частности, президент США Барак Обама в телевизионном обращении к нации 16 июня 2010 заявил: «Экологическая катастрофа в Мексиканском заливе по значимости стоит в одном ряду с мировым экономическим кризисом и угрозой, исходящей от "Аль-Каиды" в Афганистане».

Если Мексиканский залив - это огромные пространства с выходом в океан, где природа имеет больше возможностей для восстановления, то в закрытых водоёмах авария с таким масштабом приведёт к гораздо более значительным последствиям для экологии. Так, например, утечка из Трансаляскинского нефтепровода в США 2 марта 2006 г. привела к одному из крупнейших разливов нефти. Установленная на нефтепроводе, эксплуатируемом фирмой BP, полностью исправная система обнаружения утечек с чувствительностью 1% от производительности нефтепровода не позволила зарегистрировать разгерметизацию. За 5 суток разлива нефти экологии был нанесён катастрофический ущерб.

Утечка из магистрального нефтепровода в России на Черном, Балтийском, Каспийском морях, на реках с интенсивностью ниже порога чувствительности может привести к катастрофическим последствиям, поскольку такая утечка будет обнаружена случайно и через неопределённое время.

Несмотря на такую угрозу и сегодня строящиеся и действующие нефтепроводы (трубопроводная система «Восточная Сибирь - Тихий океан» (ВСТО), Балтийская трубопроводная система - 2 (БТС-2) и другие) на участках с общей протяженностью около 10 тысяч километров продолжают оснащаться неэффективными системами обнаружения утечек. В частности, как сообщалось на сайте компании ОАО «АК «Транснефть», «Магистральный нефтепровод ВСТО оснащается комбинированной системой обнаружения утечек». Характеристики этой системы приведены ниже в таблице 1. Другие модификации СОУ, используемых на магистральных нефтепроводах, также работают на принципе измерения расхода и давления или регистрации волн давления и обеспечивают чувствительность, близкую к указанной в таблице 1 для комбинированной СОУ. Чувствительность таких систем ограничена шумом, генерируемым в нефтепроводе насосными станциями, что не позволяет им преодолеть порог, который составляет около 1 % от производительности перекачки. В результате даже крупные аварии с разливом нефти из магистральных нефтепроводов с интенсивностью ниже 109 куб.м/час не регистрируются.


Таблица 1.

Наименование системы
Чувствительность
к утечкам,
куб.м/час
Точность
определения
координат,м
1
Комбинированная система обнаружения утечек *
109
от 1000
до 5000
2
Инфразвуковая система мониторинга трубопроводов**
0,36***
18

* Акт от 27.03.2008г. испытаний на магистральном нефтепроводе «Дружба» ОАО «АК «Транснефть».
** Протокол от 15.03.2007г. испытаний на магистральном нефтепроводе «Омск-Иркутск» ОАО «АК «Транснефть».
*** В 2010г. чувствительность ИСМТ повышена по отношению к данному результату, полученному в 2007г., система регистрирует утечки через протяжённые отводы в режиме сверхнизкого истечения без падения давления в трубопроводе.


22 апреля 2010г. на сайте ОАО «АК «Транснефть» опубликована информация о самостоятельном производстве и последующем применении на производственных объектах ОАО «АК «Транснефть» оптоволоконной системы мониторинга протяженных объектов: «Упомянутая система основана на измерениях изменения температуры и вибрации и предназначена для раннего определения утечек и несанкционированного доступа к трубопроводам».

Анализ показывает, что оптоволоконные системы имеют ряд технических ограничений, не позволяющих эффективно решать задачу обнаружения утечек и охраны трубопроводов. Остановимся на этом подробнее.

В настоящее время разработаны оптоволоконные системы с разными техническими решениями. Все они регистрируют акустические колебания и изменения температуры в прилегающем к кабелю грунте. Оптоволоконные системы эффективны для относительно компактных объектов, отличающихся низким уровнем шума, когда зарегистрированный сигнал от нарушителей превышает этот шум и может быть оперативно подтверждён другими средствами охраны: видеонаблюдением, нарядом охраны, а ремонт уязвимого оптоволоконного кабеля не требует значительных временных и финансовых затрат. Данным условиям не удовлетворяет оптоволоконная система на трубопроводе с большой протяжённостью и многочисленными источниками шума: пересечениями автодорог, железных дорог, рек, лесов, других источников.

Перспективы использования оптоволоконных систем, которые по принципу работы относятся к акустическим, можно оценить из анализа истории создания последних. Первые акустические системы были разработаны около тридцати лет назад и, до настоящего времени, не нашли широкого применения на трубопроводах. Основные недостатки данных систем: ограничение чувствительности акустическим шумом, установка на трубопроводе большого числа датчиков и, как следствие, высокая стоимость монтажа и обслуживания. В оптоволоконных системах отсутствует необходимость монтажа датчиков, в то же время, они в большей степени подвержены воздействию акустического шума. Большая часть несанкционированных врезок изготавливается вблизи автодорог из-за удобства хищений с использованием автотранспорта. Оптоволоконные системы не работают вблизи автодорог из-за высокого уровня шума от автотранспорта. Более того, шум позволяет маскировать изготовление врезок. Таким образом, здесь не решается эффективно задача охраны трубопровода: контроля подъезда транспорта, копки грунта, зачистки трубопровода, сверления, сварочных работ, изготовления врезки, отбора продукта.

Оптоволоконный кабель уязвим: его повреждёние в одной точке выводит из строя систему на значительном участке, как правило, между станциями обработки сигналов (около 100 км) или до места порыва. Повреждения могут быть как естественные из-за подвижки грунта, так и криминальные с целью изготовления врезок. Разрыв оптоволоконного кабеля вблизи автодорог маскируется шумом автотранспорта. Кроме этого, порвать кабель можно практически в любом месте на трубопроводе, поскольку время, необходимое на его вскрытие, меньше времени прибытия охраны. Ремонт трубопровода требует восстановления оптоволоконного кабеля, в результате появляются стыки. Затухание сигналов в стыках приводит к необратимому снижению чувствительности оптоволоконных систем.

Рассмотрим возможности оптоволоконных систем для задачи регистрации утечек. Утечки через несанкционированные врезки такие системы не регистрируют, поскольку краны на врезках с отводами расположены в стороне от зоны чувствительности оптоволоконного кабеля, проложенного рядом с трубопроводом, а в точке подключения к трубопроводу акустический шум отсутствует из-за малого перепада давления. При регистрации утечек аварийного характера на наиболее ответственных местах - пересечениях трубопроводов с реками шум воды ограничивает чувствительность оптоволоконной системы, небольшая разница температур нефти и воды часто не достаточна для регистрации. К тому же, течение реки может полностью исключить контакт оптоволоконного кабеля с вытекающей нефтью, а высокая теплоёмкость воды приводит к быстрому выравниванию температур. Близкая ситуация возникает и при утечке продукта перекачки в грунт. Как видно, зарегистрировать слабую аварийную утечку с помощью оптоволоконной системы не просто.

Таким образом, эффективность оптоволоконных систем низка при регистрации утечек и охране трубопровода, к тому же она снижается с увеличением его протяжённости из-за перечисленных ограничений. По этим причинам оптоволоконные системы не способны остановить процесс изготовления несанкционированных врезок. Полный список ограничений этих систем приведён в приложении 3.

Многолетний мировой опыт создания и эксплуатации систем обнаружения утечек для трубопроводов позволяет сделать следующие выводы:

  • Для защиты трубопроводов от несанкционированных врезок, аварийных утечек необходимо использовать системы обнаружения утечек с высокой чувствительностью, которые делают невозможным неконтролируемый отбор продукта перекачки, оперативно регистрируют утечки, имеют высокую надёжность.
  • Системы охраны, основанные на регистрации акустических сигналов, в том числе оптоволоконные системы, не эффективны для трубопроводов из-за фоновых шумов.

Среди разработанных и эксплуатируемых в настоящее время систем в наибольшей степени перечисленным требованиям отвечает Инфразвуковая система мониторинга трубопроводов (ИСМТ), в которой используется метод регистрации инфразвуковых колебаний. Такие колебания, формирующиеся утечкой, как показали исследования, распространяются внутри трубопровода с жидкими продуктами на расстояния до нескольких сотен километров. Благодаря слабому затуханию инфразвука система обнаруживает утечки из трубопровода на значительном удалении от места регистрации с низкой интенсивностью, которая не приводит к падению давления. Система регистрирует механические воздействия на трубопровод, имеет ряд дополнительных функций мониторинга трубопровода. Чувствительность ИСМТ в 2007г. более чем в 300 раз превышала аналогичные характеристики систем, используемых на магистральных нефтепроводах, нефтепродуктопроводах (табл.1). В настоящее время чувствительность системы повышена по отношению к результату 2007г. Высокая надёжность ИСМТ обеспечивается многократным аппаратным и программным дублированием функций: потеря работоспособности части аппаратуры не приводит к выходу из строя системы, она продолжает работать на всех контролируемых участках трубопровода.

Результаты испытаний и эксплуатации системы ИСМТ представлены на VIII-й всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» 1-3 февраля 2010г. в г. Москве, на II-й научно-технической конференции «Обеспечение промышленной и экологической безопасности трубопроводного транспорта углеводородов» 15-16 февраля 2007г. в г. Оренбурге и на II Сибирском энергетическом конгрессе 11-13 апреля 2007 года в г. Новосибирске.

Эффективность ИСМТ подтверждена эксплуатацией (при.1, [5]) и испытаниями на трубопроводах ООО «Газпром добыча Оренбург» ОАО «Газпром», ОАО «АК «Транснефть», ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «АК «Трансненфтепродукт». ИСМТ позволила обнаружить и предотвратить хищения, а также остановить процесс изготовления новых врезок в течение первых нескольких месяцев эксплуатации в 2008г. В тоже время, оптоволоконная система акустического мониторинга, запущенная в декабре 2009г. на одном из самых криминогенных по числу врезок нефтепроводе Жанажол – Кенкияк (Актюбинская область), по сообщению генерального директора компании "КазТрансОйл" Султана Н.С. [6] за 3,5 месяца эксплуатации не зарегистрировала ни одной утечки через криминальные врезки.


***


Безопасность трубопроводного транспорта углеводородов и продуктов их переработки - это финансовая, экологическая и социальная проблема, которая сегодня из-за своих масштабов выходит за рамки отдельных предприятий, становится важной государственной задачей и требует безотлагательного решения. Первоочередное значение для решения этой проблемы имеет оснащение трубопроводов системами обнаружения утечек. При этом важно на законодательном уровне установить требования к таким системам, чтобы предотвратить внедрение компаниями неэффективных СОУ. Анализ характеристик СОУ и опыта их эксплуатации на российских трубопроводах позволил сформулировать предложения с такими требованиями в проект Федерального закона «Технический регламент «О безопасности магистральных трубопроводов для транспортировки жидких и газообразных углеводородов», опубликованном Минэнерго России 29.12.2009г. (прил. 2). Предложения направлены в Минэнерго в мае 2010г.


Приложения:

1. Отзыв о работе «Cистемы сопровождения внутритрубных снарядов ССВС-001» в ООО «Газпром добыча Оренбург».
2. Предложения к проекту о безопасности магистральных трубопроводов для транспортировки жидких и газообразных углеводородов.
3. Ограничения систем виброакустического и температурного мониторинга на основе волоконно-оптического кабеля для протяжённых трубопроводов.

Используемые источники:

1. Н. Гаврилова // «Чужая нефть», ж. Конкурент, 16.05.2009г.
2. В.В. Супрунчик // «Безопасность трубопроводного транспорта углеводородов» // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. –М.2007.-№6.-С.51-54.
3. «Попытка хищения нефти» // Интерьвью Сабит Артынова, главного инженера МНУ Западного филиала АО «Казтрансойл» 05.09.2009г.
4. www.newsland.ru
5. А.Н. Мокшаев, В.А. Дрошнев, В.В. Супрунчик, «Опыт применения систем обнаружения утечек на трубопроводном транспорте углеводородов в ООО «Газпром добыча Оренбург» // Материалы VIII-й Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, 1-3 февраля 2010г.
6. «Воровство нефти превратилось в организованный преступный бизнес» // Интервью СУЛТАНА Н.С., генерального директора компании "КазТрансОйл" газете "Казахстанская правда", 29 апреля 2010г., www.interfax.kz

ООО НПФ «ТОРИ» г. Новосибирск 02 июля 2010 г.
 
 ООО НПФ «ТОРИ» Россия 630090 г. Новосибирск, ул. Академика Ржанова, д. 2
© 2006-2017 ООО НПФ «ТОРИ»
 тел/факс: (383) 330-50-06, e-mail:
Все права защищены