Изменение качества подготовки ремонтных работ для повышения промышленной безопасности трубопроводов газоконденсатных месторождений

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Изменение качества подготовки ремонтных работ для повышения промышленной безопасности трубопроводов газоконденсатных месторождений Ермолов В. Е.1, Шувакин А. Е.2

'Ермолов Виталий Евгеньевич / Yermolov Vitaly Evgenyevich - начальник отдельного подразделения;

2Шувакин Александр Евгеньевич / Shuvakin Alexander Evgenyevich - начальник отдельного подразделения, Общество с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие губкинского университета», Научно-образовательный центр «Энергосберегающие технологии и техническая диагностика» (ООО «НОЦ ЭТ ТД»), г. Москва

Аннотация: представлен один из подходов к решению задачи автоматизации технологической подготовки ремонтно-восстановительных работ. Проблему анализа приоритетов промысловых объектов газоконденсатных месторождений с точки зрения очередности проведения на них ремонтно-восстановительных работ следует рассматривать как сложную, т. е. позволяющую проводить ее декомпозицию с целью выделения компонентов проблемы и связей между ними и построения модели реальной действительности в виде иерархии. К полученной иерархии можно применять зарекомендовавший себя метод анализа иерархий с целью оценки приоритетов критериев.

Ключевые слова: промысловые трубопроводы; газоконденсатное месторождение; ремонтно-строительные работы; лицо, принимающее решение; метод анализа иерархий; автоматизированная система технологической подготовки производства; нормативно-технические документы.

Проблема обеспечения необходимого уровня промышленной безопасности опасных производственных объектов является в настоящее время весьма актуальной [1-3]. Степень риска эксплуатации таких объектов, как системы промысловых трубопроводов газоконденсатных месторождений (ГКМ), связана с такими факторами, как агрессивность внутренних и внешних условий функционирования трубопровода, давление и температура перекачиваемой среды, срок службы трубопровода и его изоляционного покрытия, обеспеченность средствами противокоррозионной защиты и т.д. Заметный вклад в увеличение вероятности отказа системы трубопроводов вносит фактор возрастания ее сложности при развитии промысла на ГКМ, связанном с вводом в эксплуатацию новых скважин и наращиванием объемов добычи углеводородного сырья.

Необходимым условием обеспечения надежности и безопасности эксплуатации системы промысловых трубопроводов является своевременное проведение ремонтно-строительных работ (РСР), имеющее целью увеличение ресурса нормального функционирования объекта и предотвращение возможного отказа, аварийной ситуации.

В настоящее время ощущается насущная потребность в эффективных методах автоматизированной поддержки принятия решений о выводе в ремонт объектов трубопроводных систем [4-5]. Ясно, что без применения современных информационных технологий лицу, принимающему решения (ЛПР), весьма затруднительно даже ориентировочно установить приоритеты объектов по очередности применения к ним ремонтно-восстановительных операций, учитывая значительное число объектов (участков) и огромный объем связанной с ними

информации. К числу различных видов информации можно отнести данные внутритрубной, электрометрической и иных видов диагностики; параметры грунта на участке трубопровода; параметры перекачиваемой среды; характеристики материалов труб и защитных покрытий; сроки службы; параметры систем электрохимической защиты и др. Цена ошибки ЛПР высока, как в случае отказа от вывода в ремонт объекта с малым остаточным ресурсом и высоким риском возникновения аварийной ситуации (угроза здоровью и жизни людей, опасность экологической катастрофы, значительный материальный ущерб), так и в случае принятия решения о РСР на участке трубопровода, не требующего ремонта (значительные финансовые потери, неоптимальное распределение трудозатрат и материально-технических ресурсов).

Внедрение методов автоматизированной расстановки приоритетов объектов ГКМ по очередности производства РСР, исходя из всей накопленной информации, позволит оптимизировать распределение финансовых, людских и материально-технических ресурсов газодобывающего предприятия и снизить степень риска эксплуатации системы трубопроводов ГКМ. Во многом это связано со снижением влияния так называемого человеческого фактора на процесс определения очередности вывода объектов в ремонт. Известно, что человек в состоянии одновременно анализировать в среднем не более 7 объектов. Если при этом объекты необходимо сравнивать сразу по нескольким различным критериям, возможности человеческого мозга оказываются в общем случае недостаточными для манипулирования приоритетами такого значительного числа объектов, которое характерно для крупного ГКМ. На помощь приходят различные методы теории принятия решений, из всего множества которых в данной работе рассматривается один - метод анализа иерархий (МАИ).

Можно сказать, что МАИ сводит исследование даже очень сложных проблем к последовательности парных сравнений их отдельных составляющих [6]. Математический аппарат МАИ включает методы теории множеств, теории графов, теории матриц и др. Учитывая значительный объем разработанных алгоритмов для задач в этих областях и активное применение вычислительных технологий для их решения, а также опыт широкого применения теории МАИ во многих областях экономики и промышленности, можно с уверенностью рекомендовать программно-алгоритмическое решение проблемы определения очередности выполнения РСР на объектах ГКМ с применением МАИ.

Практическая реализация методов управления технологической подготовкой РСР с учетом анализа приоритетов объектов по очередности вывода в ремонт представлена автоматизированной системой технологической подготовки производства (АСТПП) РСР.

Методологическое обеспечение АСТПП включает в себя следующие разделы: методы формирования программы РСР на объектах ГКМ; основные критерии оценки необходимости выполнения РСР на промысловых трубопроводах; методология и основные принципы автоматизации технологической подготовки производства (ТПП) РСР с учетом данных диагностики объектов; основные принципы построения автоматизированных информационно-поисковых систем; методологические принципы экспертной оценки технико-экономических показателей (ТЭП) выполнения РСР; методы производства РСР с учетом классификации дефектов на трубопроводах промысловых сооружений; принципы отбора объектов ГКМ для выполнения РСР с учетом технико-экономических показателей; методики расчета эффективной организации РСР для системы объектов ГКМ; принципы использования метода анализа иерархий для оценки приоритетов объектов ГКМ при формировании программы РСР; методика количественного анализа показателей ТПП и результатов наблюдений за эксплуатационными показателями трубопроводов ГКМ.

Информационно-программное обеспечение АСТПП может включать в себя следующие компоненты: диалоговая система для оценки приоритетов объектов ГКМ по техническому состоянию для планирования и подготовки производства РСР;

автоматизированная база данных нормативно-технических документов (НТД) по проектированию, строительству и техническому обслуживанию технологических объектов ГКМ; автоматизированная система анализа НТД для обоснования ТПП РСР.

Авторами разработана структура научно-исследовательских работ по созданию методологического и программного обеспечения АСТПП. Результатом исследований, помимо разработанных методик, является также прототип диалоговой системы для оценки приоритетов объектов ГКМ по техническому состоянию для планирования и подготовки производства ремонтно-восстановительных работ, обеспечивающей следующие этапы принятия решения: построение иерархии рассматриваемой проблемы, парное сравнение компонент иерархии, математическую обработку полученных суждений.

Таким образом, в работе представлен один из подходов к решению задачи автоматизации технологической подготовки ремонтно-восстановительных работ. Проблему анализа приоритетов промысловых объектов газоконденсатных месторождений, с точки зрения очередности проведения на них ремонтно -восстановительных работ, следует рассматривать как сложную, т. е. позволяющую проводить ее декомпозицию с целью выделения компонентов проблемы и связей между ними и построения модели реальной действительности в виде иерархии. К полученной иерархии можно применять зарекомендовавший себя метод анализа иерархий с целью оценки приоритетов критериев. Для решения прикладных производственных задач разрабатывается автоматизированная система технологической подготовки производства ремонтно-восстановительных работ, прототип которой включает реализацию метода анализа иерархий и методов автоматизированного анализа требований нормативно-технических документов к производству РСР на промысловых трубопроводах газоконденсатных месторождений.

Литература

1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». - М.: Энергия, 2014. - 40 с.

2. Смольянов Ю. Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов (ПБ 03-517-02). - М.: ДЕАН, 2011. - 32 с.

3. Смольянов Ю. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (ПБ 08-624-03). - М.: ДЕАН, 2012. - 320 с.

4. Блюмин С. Л., Шуйкова И. А. Модели и методы принятия решений в условиях неопределенности. - Липецк: ЛЭГИ, 2001. - 139 с.

5. Грешилов А. А. Математические методы принятия решений. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. - 648 с.

6. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. - М.: Радио и связь, 1993. - 315 с.