Способ обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части магистрального нефтепровода

Способ обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части магистрального нефтепровода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к области транспортирования нефтепродуктов по магистральном нефтепроводу и может быть использовано при разработке технологии обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части магистрального нефтепровода.

Обеспечение промышленной безопасности и надежности магистрального трубопроводного транспорта нефти (далее по тексту нефтепровода) является одним из основных условий успешного экономического развития Российской Федерации. Транспортировка нефти по магистральным нефтепроводам признана наиболее безопасной технологией для жизни людей и окружающей природной среды по сравнению с другими видами транспорта.

Однако около 40% протяженности действующих нефтепроводов эксплуатируется более 30 лет. Данные объекты требуют приведения их в соответствие с современными требованиями по промышленной безопасности как по техническому состоянию, так и в части повышения надежности и системы автоматики и контроля.

На отдельных участках системы магистральных нефтепроводов, проложенных в регионе Северного Кавказа, Приволжского региона, севера Европейской части Российской Федерации, частота возникновения аварий превышает среднюю величину в несколько раз, при этом за период 2001-2003 г. доля аварий, связанных с противоправными врезками, составила более половины от их общего количества.

В целях повышения надежности и промышленной безопасности функционирования системы магистральных нефтепроводов ведущие нефтяные компании разработали комплексные программы диагностики своих объектов.

В перечень мероприятий комплексных программ, нацеленных на предотвращение аварий, входит разработка дополнительных мер по повышению эффективности патрулирования трасс магистральных нефтепроводов для предупреждения противоправных врезок.

В настоящее время организации, занимающиеся транспортированием нефтепродуктов по нефтепроводу, постоянное внимание уделяют совершенствованию технологии обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части магистрального нефтепровода.

Потребность рынка по обнаружению мест утечки или несанкционированного отбора нефти на магистральном нефтепроводе удовлетворяется путем патрулирования наземным или воздушным транспортом.

Недостатком этого способа по обнаружению мест утечки или несанкционированного отбора нефти является периодичность, что позволяет прогнозировать время и место для несанкционированного отбора нефтепродуктов, требует содержать большой штат сотрудников и парк транспорта.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что актуальным является совершенствование технологии обнаружения мест утечки или несанкционированного отбора нефти на магистральном нефтепроводе.

Разработке способа обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части магистрального нефтепровода посвящена настоящая заявка на выдачу патента на изобретение.

Наиболее близким является способ, основанный на замере параметров, характеризующих утечку на контролируемых участках, путем измерения спада давления и температуры, передачи данных об измерениях в региональные центры управления трубопроводами через спутники связи, расчете величин и места утечек, основанном на сравнении текущих данных измерений с полученными ранее эталонными данными, а при расхождении, вызванной утечкой, вырабатывают управляющие действия, приведенные в заявке RU 95100443 от 10.01.1997 г.

Недостатками указанного способа обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части магистрального нефтепровода являются: необходимость доработки конструкций трубопровода для установки датчиков давления и датчиков температуры, врезки калибровочных отверстий, установки дополнительных емкостей для сбора нефтепродуктов при калибровочных работах.

Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части (ЛЧ) магистрального нефтепровода (МНП), согласно которому осуществляют балансовый учет нефти ЛЧ МНП, составляют и запоминают эталонные данные параметра, характеризующего состояние ЛЧ МНП, производят сбор информации о текущих данных этого параметра, передают информацию в аналитический управляющий центр, сопоставляют текущие данные с эталонными, по результатам сопоставления выявляют координаты места утечки или несанкционированного отбора нефти на ЛЧ МНП и направляют к данному месту аварийно-спасательную технику или милицейское подразделение быстрого реагирования для ликвидации повреждения или противоправной врезки на ЛЧ МНП, при этом осуществляют разогрев нефти на ЛЧ МНП до заданной температуры и в качестве параметра, характеризующего состояние ЛЧ МНП, используют температурное поле нагрева ЛЧ МНП, при этом в случае изменения нефтяного баланса текущие данные о температурном поле ЛЧ МНП воспринимают аппаратурой, установленной на спутниках стационарной глобальной сети, а координаты области, прилегающие к ЛЧ МНП с температурным полем нагрева, отличной от эталонной, принимают за координаты места утечки или несанкционированного отбора нефти на ЛЧ МНП.

Решению поставленной задаче способствуют частные существенные признаки изобретения.

В качестве аппаратуры, установленной на спутниках стационарной глобальной сети, используются тепловизионные камеры.

Нефть разогревают до температуры, снижающей вязкость нефти до величины достаточной для штатной ее перекачки.

Эталонное поле температуры ЛЧ МНП преобразуется в визуальный образ на экране монитора тепловизионной камеры в виде цветового поля, которое расшифровывается в числовые значения температуры и заносится в базу данных.

Эталонное поле температуры ЛЧ МНП формируют для каждого месяца.

Эталонное поле температуры ЛЧ МНП формируют в месяце для 8-ми временных интервалов суток.

Устанавливают время суток и дату регистрации изменения нефтяного баланса, из базы данных выбирают соответствующее эталонное поле температуры ЛЧ МНП, которое сравнивают с полем температуры ЛЧ МНП, принятой аппаратурой, установленной на спутниках стационарной глобальной сети.

На Фиг.1 изображена схема передачи информации в аналитический управляющий центр с тепловизионной камеры, установленной на спутниках стационарной глобальной сети, при снятии эталонной температуры нефтепровода.

На Фиг.2 изображена схема передачи информации в аналитический управляющий центр с тепловизионной камеры, установленной на спутниках стационарной глобальной сети в случае изменения нефтяного баланса.

Современный трубопровод обеспечивает транспортирование нефтепродуктов со скоростью 3...4 м/с (10000 м³/час при диаметре 1,2 м и давлении 6,5 МПа и более).

При этом нефтепродукт должен обладать достаточной вязкостью для снижения его трения, поэтому на трубопроводах, транспортирующих быстрозастывающие и высоковязкие нефти или нефтепродукты, устанавливают тепловые станции. Нефть, например, добываемая на Мангышлаке, застывает при температуре +30°С, поэтому на нефтепроводе Узень-Гурьев-Самара на всем протяжении в 1500 км вдоль нефтепровода смонтированы пункты подогрева с мощными печами специальной конструкции. В начале трасс нефть подогревают до температуры +65°С.

Таким образом, особенность трубопровода является то, что он обладает температурой, характерной для транспортируемого нефтепродукта.

В то же время нагрев почвы от солнечной радиации в зависимости от времени суток и состояния атмосферы является величиной переменной.

Трубопровод с температурой для транспортируемой нефти привносит температурную аномалию в нагрев почвы в зоне прохождения нефтепровода, т.е. нефтепровод выполняет роль нагревателя или холодильника в зависимости от температуры почвы.

Эту характерную особенность всех магистральных нефтепроводов предлагается использовать для разработки технологии обнаружения места утечки нефти или несанкционированного отбора нефти на линейной части магистрального нефтепровода.

Так, в случае утечки нефти образуется аномалия температурного поля в виде пятна, которая может быть зафиксирована аппаратурой, установленной на спутниках, например, спутниках погоды, замеряющих температуру поверхности земли или воды.

В случае же несанкционированной врезки также образуется аномалия температурного поля, которая может быть зафиксирована аппаратурой, установленной на спутниках.

На фиг.1 изображен спутник 1 стационарной глобальной сети, получающий информацию о температуре нагрева области прохождения нефтепровода 2, принимаемого за эталонный. После передачи информации о температуре со спутника в аналитический информационный центр 3 эталонное поле температуры ЛЧ МНП преобразуется в визуальный образ на экране монитора 4 в виде цветового поля, которое расшифровывается в числовые значения температуры и заносится в базу данных.

На фиг.2 показано, что в случае изменения нефтяного баланса текущие данные о температурном поле ЛЧ МНП воспринимают аппаратурой, установленной на спутнике 1 стационарной глобальной сети, а координаты области 2, прилегающие к ЛЧ МНП с температурным полем нагрева, отличным от эталонного, принимают за координаты места утечки или несанкционированного отбора нефти на ЛЧ МНП.

Для того чтобы повысить точность определения аномалии температурного разогрева в области магистрального нефтепровода, эталонное поле температур составляют для каждого месяца года, а также для 8-ми временных интервалов суток. В этом случае имеется возможность устанавливать время суток и дату регистрации изменения нефтяного баланса, из базы данных выбирать соответствующее эталонное поле температуры ЛЧ МНП, которое сравнивать с полем температуры ЛЧ МНП, принятой аппаратурой, установленной на спутниках стационарной глобальной сети.

Таким образом, показано, что предлагаемый способ с использованием аппаратуры, устанавливаемой на спутнике регистрирующей температурное поле линейной части магистрального нефтепровода, позволяет обнаружить место утечки или несанкционированного отбора нефти.

1. Способ обнаружения места утечки или несанкционированного отбора нефти на линейной части (ЛЧ) магистрального нефтепровода (МНП), согласно которому осуществляют балансовый учет нефти ЛЧ МНП, составляют и запоминают эталонные данные параметра, характеризующего состояние ЛЧ МНП, производят сбор информации о текущих данных этого параметра, передают информацию в аналитический управляющий центр, сопоставляют текущие данные с эталонными, по результатам сопоставления выявляют координаты места утечки или несанкционированного отбора нефти на ЛЧ МНП и направляют к данному месту аварийно-спасательную технику или милицейское подразделение быстрого реагирования для ликвидации повреждения или противоправной врезки на ЛЧ МНП, отличающийся тем, что разогревают нефть на ЛЧ МНП до заданной температуры и в качестве параметра, характеризующего состояние ЛЧ МНП, используют температурное поле нагрева ЛЧ МНП, при этом в случае изменения нефтяного баланса текущие данные о температурном поле ЛЧ МНП воспринимают аппаратурой, установленной на спутниках стационарной глобальной сети и выполненной на основе тепловизионных камер, а координаты области, прилегающие к ЛЧ МНП с температурным полем нагрева, отличным от эталонного, принимают за координаты места утечки или несанкционированного отбора нефти на ЛЧ МНП.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разогревают нефть до температуры, снижающей вязкость нефти до величины, достаточной для штатной перекачки нефти.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что эталонное поле температуры ЛЧ МНП преобразуют в визуальный образ на экране монитора тепловизионной камеры в виде цветового поля, которое расшифровывают в числовые значения температуры и заносят в базу данных.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что эталонное поле температуры ЛЧ МНП формируют для каждого месяца.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что эталонное поле температуры ЛЧ МНП формируют в месяце для 8 временных интервалов суток.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают время суток и дату регистрации изменения нефтяного баланса, из базы данных выбирают соответствующее эталонное поле температуры ЛЧ МНП, которое сравнивают с полем температуры ЛЧ МНП, принятой аппаратурой, установленной на спутниках стационарной глобальной сети.