Организационно-правовые и технические аспекты обнаружения утечек нефти в магистральных трубопроводах

УДК 343.622.6

Организационно-правовые и технические аспекты

обнаружения утечек нефти в магистральных

трубопроводах

н.в. глущенко, аспирант юридического факультета

ра шестаков, аспирант кафедры проектирования и эксплуатации газонефтепроводов д.н. комаров, к.т.н., доцент кафедры нефтепродуктообеспечения и газоснабжения

Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина (Россия,119991, Москва, Ленинский просп., д. 65, корп. 1).

м.и. ибрагимов, научный сотрудник

ООО «НИИ Транснефть».

а.а. шестаков, инженер

АО «Черномортранснефть»

В статье рассматриваются организационно-правовые и технические аспекты обнаружения утечек и несанкционированных врезок как важного направления обеспечения безопасности магистральных нефтепроводов. Приоритетным направлением своевременного выявления и предупреждения утечек и несанкционированных врезок на магистральных нефтепроводах является совершенствование технических методов обнаружения и нормативно-правового регулирования их применения.

Ключевые слова: магистральные нефтепроводы, безопасность, утечки, несанкционированные врезки, предупреждение, технические методы, нормативно-правовое регулирование.

Одним из важных этапов нефтепереработки является транспортировка нефти и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам. Магистральные трубопроводы относятся к стратегически важным объектам, а сам процесс транспортировки нефти и нефтепродуктов является важным элементом промышленной, экономической, экологической и национальной безопасности.

В современных условиях падения мировых цен на нефть и усиления конкуренции в области экспорта нефти и нефтепродуктов большое влияние на повышение конкурентоспособности в данной сфере оказывают такие факторы, как бесперебойность, оперативность (своевременность) и качество поставок. Наличие этих факторов во многом предопределяет спрос на российскую нефть и нефтепродукты и сказывается на экономическом благосостоянии и авторитете РФ как одного из ведущих экспортеров.

В последние годы Россия занимает лидирующие позиции по объему добычи сырой нефти, обе-

спечивая 12% мировой торговли нефтью. Свыше 4/5 объема российской нефти экспортируется в страны Европы, доля России на рынках которых составляет около 30% [1].

Бесперебойность и оперативность транспортировки нефти и нефтепродуктов достигается обеспечением безопасности магистральных трубопроводов, то есть состоянием защищенности систем магистральных трубопроводов от внутренних и внешних угроз. Под магистральным трубопроводом понимается единый имущественный производственный транспортный комплекс, состоящий из подземных, подводных, наземных и надземных трубопроводов, иных технологических объектов и предназначенный для транспортировки продукции от пунктов ее приемки до пунктов сдачи, технологического хранения или перевалки (передачи) на другой вид транспорта [2].

Магистральные трубопроводы относятся к объектам повышенной опасности, которая определяется совокупностью опасных производствен-

ных факторов процесса перекачки и опасных свойств перекачиваемой среды.

Так, в соответствии с Федеральным Законом РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» магистральные трубопроводы в зависимости от уровня потенциальной опасности аварий на них для жизненно важных интересов личности и общества относятся к I классу опасности - опасные производственные объекты чрезвычайно высокой опасности [3].

Опасными производственными факторами при эксплуатации магистральных трубопроводов являются:

• возгорание продукта при разрушении трубопровода, открытый огонь и термическое воздействие пожара, как следствие:

- разрушение трубопровода или его элементов, сопровождающееся разлетом осколков металла и грунта;

- обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок;

• токсическое воздействие продукции на окружающую среду [4].

Причиной возникновения вышеуказанных опасных производственных факторов и основной угрозой для состояния защищенности и бесперебойной работы нефтепроводов являются утечки нефти из магистральных трубопроводов.

Под утечкой нефти понимается нарушение герметичности магистрального трубопровода, сопровождающееся истечением из него нефти или нефтепродукта [5].

По причине возникновения утечки нефти следует классифицировать на возникшие вследствие:

• внутреннего воздействия на трубопровод;

• внешнего воздействия на трубопровод.

К факторам внутреннего воздействия относятся: использование недоброкачественных материалов; старение металла; коррозионные процессы; халатность; низкая квалификация работников при строительстве магистральных нефтепроводов.

К факторам внешнего воздействия относятся: акты незаконного вмешательства и форс-мажорные ситуации.

На современном этапе развития нефтяной промышленности основной угрозой для безопасности магистральных трубопроводов являются акты незаконного вмешательства, под которыми следует понимать: противоправное действие (бездействие), в том числе террористический акт или

покушение на его совершение, угрожающее безопасному функционированию объекта топливно-энергетического комплекса, повлекшее за собой причинение вреда жизни и здоровью людей, повреждение или уничтожение имущества либо действие, создавшее угрозу наступления таких последствий [6].

Уголовным кодексом Российской Федерации предусмотрена ответственность за кражу (тайное хищение чужого имущества), совершенную из нефтепровода, нефтепродуктопровода, газопровода (часть 3 ст. 158) и приведение в негодность нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, газопроводов (ст. 215.3). Под приведением в негодность понимается разрушение, повреждение или приведение иным способом в негодное для эксплуатации состояние нефтепроводов, нефте-продуктопроводов, газопроводов, а также технологически связанных с ними объектов, сооружений, средств связи, автоматики, сигнализации, которые повлекли или могли повлечь нарушение их нормальной работы и были совершены из корыстных или хулиганских побуждений.

Проблема криминальных врезок в трубопроводы приобрела в последние годы характер бедствия федерального масштаба. Ущерб, наносимый предприятиям, оценивается сотнями миллионов долларов, в то время как эффективность противодействия этому явлению недостаточна. Так, по данным ОАО «АК «Транснефть», всего в период с 2003 по 2012 г. на объектах компании было выявлено 4 тыс. 779 несанкционированных врезок в магистральные нефтепроводы, что составляет около 70% всех совершенных преступлений. Общий ущерб объективно оценить практически невозможно, поскольку на этот показатель влияет слишком много факторов. К примеру, аналитик из «Универ Капитал» Дмитрий Александров оценил только прямые потери нефтяников за сырье в сумму от $ 180 до $ 800 млн в год. На ликвидацию современной врезки требуется около 2,5 млн руб., а для ликвидации разлива одной тонны нефти на почву требуется около 3 млн руб., а на воде этот показатель составляет уже 3,7 млн руб. [7]

Полагаем, что основными причинами стабильного роста числа криминальных врезок являются:

1) несовершенство российского законодательства;

2) технические и географические особенности деятельности предприятий трубопроводного транспорта;

3) доступность и незащищенность трубопроводов, которые характеризуются большой протяженностью, нахождением их на значительном расстоянии от населенных пунктов, наличием подъездных путей, обеспечивающих доступ к трубопроводам грузового транспорта, неглубоким залеганием ниток трубопроводов глубиной 0,5-2 м;

4) слабое оперативное обслуживание органами внутренних дел предприятий трубопроводного транспорта и невысокая эффективность деятельности частных охранных структур, обеспечивающих безопасность объектов нефтяной отрасли;

5) проблемы и неэффективность взаимодействия субъектов предупреждения преступности на предприятиях трубопроводного транспорта.

В связи с этим приоритетными направлениями предупреждения утечек (в том числе криминальных врезок) из магистральных трубопроводов являются:

• совершенствование системы ведомственной охраны;

• разработка и совершенствование инженерно-технических средств охраны трубопроводов и технических методов обнаружения утечек.

Вместе с тем деятельность охранных подразделений и применение ИТСО не всегда позволяют эффективно выявлять утечки и оперативно реагировать на их устранение. Это обусловлено климатическими и географическими особенностями, огромной протяженностью трубопроводов, а также высокой стоимостью ИТСО. В связи с этим необходимым направлением предупреждения утечек в магистральных трубопроводах является разработка и применение технических методов обнаружения утечек, а именно систем обнаружения утечек (СОУ).

Следует отметить, что в настоящее время требования к вновь изготавливаемым (устанавливаемым) и реконструируемым СОУ комбинированного типа: к структуре построения, алгоритмам и параметрам СОУ; характеристикам СОУ; применяемому оборудованию в составе СОУ, включая системы телемеханики и технологической связи, регламентированы РД-13.320.00-КТН-223-09 (далее - РД) [5].

Для внедрения в технологический процесс транспортировки нефти и нефтепродуктов по трубопроводной системе ОАО «АК «Транснефть» современных подходов и технологий по использованию СОУ, которые применяют на практике дочерние компании ОАО «АК «Транснефть», необходимо провести анализ применяемых методов

обнаружения утечек и подготовить предложения по их дальнейшему использованию.

В преведенном РД представлено описание и требования к следующие видам СОУ:

• системы обнаружения утечек по волне давления;

• параметрические системы обнаружения утечек;

• комбинированные системы обнаружения утечек.

В соответствии с РД в ОАО «АК «Транснефть» применяют следующие методы обнаружения утечек.

Метод определения утечек по анализу профиля давления основан на сопоставлении расчетного профиля давления и наблюдаемого во всех точках нефтепровода. При возникновении утечки или несанкционированной врезки появляется излом в профиле давления.

Достоинства

1. Возможность определения интенсивности утечки.

2. Обеспечение постоянного мониторинга контролируемого участка и обработки данных.

Недостатки

1. Возможность применения только при установившемся режиме эксплуатации изотермического трубопровода.

2. Возможность частых ложных срабатываний из-за изменения шероховатости труб, вязкости или плотности.

3. Невозможность применения в трубопроводных сетях со сбросами и подкачками.

4. Снижение точности метода при уменьшении интенсивности утечки.

5. Необходимость установки дополнительного измерительного оборудования для создания контрольных точек сравнения расчетного профиля давления и фактического.

Балансовый метод заключается в рассогласовании расходов в начальном и конечном сечении контролируемого участка нефтепровода, позволяет учитывать количество продукта в самой трубе.

Достоинства

1. Возможность диагностирования утечек на больших участках нефтепровода.

2. Возможность обнаружения как быстро, так и медленно развивающихся утечек и отборов продукта.

3. Использование стандартных контрольно-измерительных приборов (КИП).

4. Экономичность.

5. Обеспечение постоянного мониторинга контролируемого участка.

Недостатки

1. Невозможность определения места утечки или несанкционированной врезки (УНВ).

2. Точность метода зависит от точности КИП, следовательно, отсутствует возможность определения УНВ при расходе меньше допустимой ошибки КИП.

3. Необходимость требует остановки перекачки по трубопроводу при замене и ремонте турбинных счетчиков.

4. Увеличение сложности алгоритма и уменьшение точности при наличии проектных ответвлений, лупингов и других конструкционных усложнений контролируемого нефтепровода.

Метод «давление - расход», основанный на применении математической модели расчета давления и расхода в системе, определяет факт УНВ и ее координаты. Для обеспечения корректных граничных условий необходимо измерять расход и давление на концах контролируемого СОУ участка. Все измерения должны сопровождаться метками времени.

Достоинства

1. Использование штатных КИП.

2. Определение факта присутствия и координат УНВ.

3. Экономиченость.

4. Обеспечение постоянного мониторинга контролируемого участка трубопровода.

Недостатки

1. Низкая точность метода, сложность определения незначительных УНВ.

2. Низкая чувствительность метода к величине утечки.

3. Невозможность примения при проектных отводах нефти.

4. Ложные срабатывания при возникновении местных сопротивлений вследствие загрязнения внутренней полости трубы.

Метод диагностики утечек на основе анализа давлений в изолированных секциях при закрытых задвижках - при использовании данного метода необходимо, чтобы были перекрыты линейные задвижки и тем самым нефтепровод был разделен на несколько участков. Метод основан на анализе изменений давления в секциях за определенный период и позволяет определять утечки, имеющие малые величины.

Достоинства

1. Возможность быстрого обнаружения даже малых УНВ.

2. Возможность применения на любом автоматизированном нефтепроводе.

Недостатки

1. Необходимость остановки перекачки на определенный период.

2. Большая погрешность определения места УНВ (позволяет определить только секцию, на которой есть предполагаемая УНВ).

3. Возможность ложных результатов.

Алгоритм определения утечек по волне давления основан на регистрации фронта волны изменения давления, которая возникает в месте утечки из нефтепровода. Место возникновения утечки вычисляют по разнице времени прихода фронта волны в конечные сечения исследуемого участка нефтепровода [8].

Достоинства

1. Непрерывность контроля во времени.

2. Оперативное обнаружение несанкционированных врезок.

3. Возможность применения независимо от погодных условий.

4. Высокая избирательность.

Недостатки

1. Необходимость поддержания внутри нефтепровода давления, которое обеспечивает полное заполнение сечения нефтепродуктом, то есть неработоспособность при наличии самотечных участков на контролируемом нефтепроводе.

2. Неработоспособность для участков со сложным рельефом местности, особенно с большими перепадами высот вблизи пункта приема продукта.

3. Низкая чувствительность к величине утечки.

4. Неработоспособность в стадии сброса продукта при постоянном расходе.

5. Сложность фиксации появления утечки в динамике из-за наличия колебаний давления, вызванных работой насосных агрегатов и запорной арматурой.

6. Снижение чувствительности метода при последовательной перекачке различных типов продуктов.

В целях определения влияния ответвлений на режим перекачки нефти по трубопроводу авторами было рассмотрено общее количество постановок технической задачи (1287 шт.) для идеализированного трубопровода с ответвлением. Построены трехмерные диаграммы зависимостей параметров МН в конечном сечении от параметров ответвления (несанкционированной врезки). Анализ диаграммы показал, что несколько

разных комбинаций численных значений конструкционных и технологических параметров ответвления могут давать одинаковое значение изменения параметров режима в конечном сечении МН, что приводит к неоднозначности трактовки численных значений КИП [9].

В РД не учтено влияние геодезических параметров нефтепровода (высотных отметок) и вставок, которые позволяют эмитировать сужение полости трубы за счет загрязнения, на параметры режима в конечном сечении. В данном случае существует возможность подбора точки подключения несанкционированной врезки таким образом, чтобы свести к минимуму эффективность некоторых методов обнаружения утечек [10].

В связи с тем, что температура оказывает существенное влияние на технологические параметры, возникает необходимость учета температурного режима МН [11].

Таким образом, из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Основной угрозой для состояния защищенности и эффективности транспортировки нефти и нефтепродуктов являются утечки и несанкционированные врезки в магистральные трубопроводы.

2. Приоритетным направлением своевременного выявления и предупреждения УНВ на магистральных трубопроводах является совершенствование технических методов обнаружения УНВ и нормативно-правового регулирования их применения.

3. Существующие локальные нормативные акты, такие как РД, обладают недостатками и нуждаются в совершенствовании. Необходимо проведение анализа и расширения применимости методов обнаружения УНВ.

4. Важным представляется вопрос о взаимодействии предприятий с целью выработки единого отраслевого нормативного акта (правил, концепции), регулирующего применение методов обнаружения УНВ.

список литературы

1. Энергетическая стратегия России до 2030 года [Электронный ресурс]: утв. распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 г. № 1715-р. Доступ из системы «Консультант плюс» (дата обращения: 02.03.2015).

2. О магистральном трубопроводном транспорте [Электронный ресурс]: проект Федерального Закона РФ № 99045329-2. Ред., принятая ГД ФС РФ в первом чтении от 21.09.1999. Доступ из системы «Консультант плюс» (дата обращения: 02.03.2015).

3. О промышленной безопасности опасных производственных объектов [Электронный ресурс]: ФЗ РФ от 21.07.1997 № 116-ФЗ. Доступ из системы «Консультант плюс» (дата обращения: 10.03.2015) .

4. Правила охраны магистральных трубопроводов [Электронный ресурс]: утв. Минтопэнерго РФ 29.04.1992, Постановлением Госгортехнадзора РФ от 22.04.1992 № 9. Доступ из системы «Консультант плюс» (дата обращения: 10.03.2015).

5. РД-13.320.00-КТН-223-09. Системы обнаружения утечек комбинированного типа на магистральных нефтепроводах. Общее техническое задание на проектирование, изготовление и ввод в эксплуатацию.

6. О безопасности объектов топливно-энергетического комплекса [Электронный ресурс]: ФЗ РФ от

21.07.2011 № 256-ФЗ. Доступ из системы «Консультант плюс» (дата обращения: 10.03.2015).

7. Нефть в России стали воровать в промышленных масштабах. URL: http://top.rbc.ru/ economics/28/01/2013/842358.shtml (дата обращения: 15.03.2015).

8. Шестаков Р.А. К вопросу о методах обнаружения утечек и несанкционированных врезок на магистральных нефтепроводах // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2015. № 1. С.85-94.

9. Поляков В.А., Шестаков Р.А. Влияние ответвления на режим перекачки нефти по трубопроводу // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2014. № 2. С.33-42.

10. Поляков В. А., Шестаков Р. А. Влияние геодезических параметров нефтепровода и вставок на режим перекачки при отборе нефти // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2014. № 3. С. 40-47.

11. Поляков В.А., Шестаков Р.А. Изменение характера технологического режима трубопроводного транспорта высоковязкой нефти по длине нефтепровода // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2013. № 4. С.79-83.

ORGANIZATIONAL, LEGAL AND TECHNICAL ASPECTS DETECTION OF OIL SPILLS IN THE MAIN PIPELINES

Gluschenko N.V., Postgraduate student of the faculty of law

Shestakov R.A., Postgraduate student of the Department of design and operation of gas and oil pipelines Komarov D.N., Cand. Sci. (Tech.), Associate Prof. of Department products and gas supply Gubkin Russian State University of Oil and Gas (65, korp. 1, Leninsky prosp., 119991, Moscow, Russia) Ibragimov M.I., Researcher

LLC «SRI Transneft» (47a, Sevastopolsky Procpekt, 117186, Moscow, Russia) Shestakov A.A., Engineer

JSC Chernomortransneft (Sheskharis, 353911, Novorossiysk, Krasnodarsky region, Russia) abstract

The article deals with organizational, legal and technical aspects of oil spill detection and unauthorized penetrations as an important area security of main pipelines. The priority direction of early identification and prevention of spills and unauthorized connection to the main pipelines is to improve the technical methods to detect and normative legal regulation of their application. The need to study the impact of factors such as the depth of the offshore pipeline, the intensity of the expiry of the oil from pipeline, the effect of temperature and flow rate at the point of dispensing is pointed out.

Keywords: main pipelines, security, spills, unauthorized connections, prevention, technical methods, normative legal regulation.

references

1. The energy strategy of Russia until 2030 [Electronic resource]: approved by the decree of the RF Government dated 13.11.2009, No. 1715-p. the access of the reference legal system «Consultant plus» (reference date: 02.03.2015).

2. On trunk pipeline transport [Electronic resource]: draft Federal Law N 99045329-2. Ed., adopted by the state Duma in the first reading from 21.09.1999. Access from the reference legal system «Consultant plus» (reference date: 02.03.2015).

3. On industrial safety of hazardous industrial facilities [Electronic resource]: Feder. The Law Grew. Federation of 21.07.1997 №116-FZ. Access from the reference legal system «Consultant plus» (reference date: 10.03.2015) .

4. The rules of protection of trunk pipelines [Electronic resource]: approved. The Ministry of energy of the Russian Federation 29.04.1992, by the Resolution of Gosgortekhnadzor of the Russian Federation of 22.04.1992 N 9. Access from the reference legal system «Consultant plus» (reference date: 10.03.2015).

5. RD-13.320.00-KTH-223-09. System leak detection combined type on the main oil. General technical specification for design, construction and commissioning.

6. On the security of fuel and energy complex [Electronic resource]: Feder. The Law Grew. Federation dated 21.07.2011 No. 256-FZ. Access from the reference legal system «Consultant plus» (reference date: 10.03.2015).

7. Oil in Russia began to steal on an industrial scale. URL: http://top.rbc.ru/economics/28/01/2013/842358. shtml (reference date: 15.03.2015).

8. Shestakov RA, To the question about the methods of leak and illegal branches detection of oil pipelines. Proceedings of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas, no. 1 (278), 2015. P. 85-94.

9. Polyakov VA Shestakov RA, Effect of branching on mode pumping oil through the pipeline. Proceedings of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas, no. 2 (275), 2014. P. 33-42.

10. Polyakov VA Shestakov RA, Effect of geodetic parameters of the pipeline and inserts on pumping mode during removal of oil. Proceedings of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas, no. 3 (276), 2014. P. 40-47.

11. Polyakov VA Shestakov RA, The changing nature of technological regime of high oil pipeline transport along the length of the pipeline. Proceedings of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas, no. 4 (273), 2013. P. 79-83.