Актуальность капитального ремонта газопровода

Содержание

Современные технические и технологические решения по повышению эффективности ремонта газопроводов
Современные технические и технологические решения по повышению эффективности ремонта газопроводов
Библиографическое описание:
Разработка технологических решений капитального ремонта магистральных газопроводов

Современные технические и технологические решения по повышению эффективности ремонта газопроводов

В настоящее время наиболее важным является разработка технических, технологических и организационных мероприятий по поддержанию надежности и безопасности, а также обеспечения бесперебойной поставки газа потребителям.

Эти задачи могут быть решены за счет внедрения новых технических средств, технологий и оптимальных методов организации производства ремонтно-восстановительных работ на магистральных газопроводах.

При этом к основным требованиям к технологии и организации капитального ремонта газопроводов для обеспечения эксплуатационной надежности с гарантийным сроком службы в современных условиях относятся:

— индустриализация технических решений;

— применение поточного метода производства организации работ;

— синхронизация основных и специальных видов работ;

— производительность и высокое качество работ;

— минимизация дополнительных напряжений, возникающих в процессе производства работ.

Однако опыт капитального ремонта газопроводов показал, что в современных условиях особое место при выборе технологии ремонта должна занимать минимизация дополнительных напряжений, возникающих в процессе производства работ. При капитальном ремонте магистральных газопроводов применялся в основном (исключая замену труб при ремонте) ремонт с заменой трубы, а около 30% — по технологической схеме ремонта газопроводов с подъемом и укладкой на берме траншеи (с заменой изоляции). Это было связано с тем, что при отсутствии специальных технических средств для ремонта газопроводов с разъемными рабочими органами на трассе в основном применялись общие строительные, очистные и изоляционные машины и ремонтные работы производились с подъемом и укладкой газопровода на берме траншеи. Следствием этого являлось ослабление сварных стыков, образование гофр и поломка труб, и при сдаче отремонтированного участка газопровода в эксплуатацию до 50% стыков требовали дополнительного просвечивания и ремонта.

Учитывая эти особенности и требования к ремонту газопроводов в современных условиях, наиболее передовой технологией, на наш взгляд, является ремонт газопроводов в траншее с сохранением его пространственного положения (рис.1). Все недостатки, которые имелись при ремонте с подъемом на берму траншеи, в предлагаемой технологии полностью отсутствуют и отвечают всем требованиям к технологии и организации капитального ремонта газопроводов в современных условиях. Кроме того, для данной технологии ПКФ разработаны специальные технические средства, которые позволяют при производстве капитального ремонта газопроводов сохранять ее пространственное положение (в траншее), применить комплексную механизацию и поточный метод организации производства работ, а также минимизировать появление дополнительных напряжений и объемы работ ремонта стыков на ремонтируемом газопроводе. Предлагаемая технологическая схема проверена многолетней практикой эксплуатации и ремонта линейной части магистральных газопроводов. В настоящее время с разработкой специальных ремонтных машин и механизмов технологические операции выполняются механизированными линейными комплексными потоками на газопроводах диаметром 529-1420 мм.

Рис.1. Технологическая схема ремонта газопроводов в траншее:

1 — бульдозер; 2 — машина послойной разработки грунта; 3 — вскрышной роторный экскаватор; 4 — подкапывающая машина; 5 — трубоукладчик;

6 — очистная машина (предварительная очистка); 7 — самоходные опоры;

8 — сварочная установка; 9 — передвижная установка контроля качества сварных соединений; 10 — очистная машина (окончательная очистка);

11 — грунтовочная машина; 12 — изоляционная машина; 13 — лаборатория контроля качества изоляционных покрытий; 14 — машина для

подсыпки и подбивки грунта под трубопровод

Очистная машина для предварительной очистки поверхности трубопровода от пленочной изоляции оснащена комплектом дисковых фрез (резцов), которые разрезают пленочную изоляцию в продольном и поперечном направлении, а далее с помощью резцов, установленных на переднем и заднем роторах машины, поверхность трубопровода полностью очищается от пленочной изоляции за один проход.

Для поддержания ремонтируемого трубопровода в пространственном (эксплуатируемом) положении применяются установки типа УП или самоходный подъемник «Атлант» (рис.1, поз. 7). Эти установки заменяют собой трубоукладчики, расставляются на определенном расстоянии согласно расчету и перемещаются по трубе в едином технологическом потоке и без опрокидывания.

После производства работ по отбраковке и восстановлению поверхности трубы следующей операцией является окончательная очистка и подготовка поверхности для нанесения изоляции. Эта операция в едином технологическом потоке выполняется с применением очистной машины марки ПТ-НН-ФО (рис.1, поз. 10). Очистная машина также разъемная, оснащена комплектом специальных резцов и щеток, которые позволяют подготовить требуемую поверхность трубопровода для нанесения грунтовки и нового изоляционного покрытия.

На подготовленную поверхность трубопровода наносятся грунтовки с помощью грунтовочной машины марки ПТ-НН-Г (рис.1, поз. 11), а на загрунтованную поверхность — изоляционное покрытие — битумно-полимерная термопластичная мастика методом экструзии с помощью изоляционной машины марки ПТ-НН-И (рис.1, поз. 12).

До окончательной засыпки отремонтированного участка выполняется операция по подсыпке и подбивке грунта под трубопроводом (примерно 60-65 см) с помощью подбивочной машины и производится окончательная засыпка газопровода.

Указанный комплекс машин полностью соответствует техническим и технологическим требованиям к ремонту линейной части магистральных газопроводов.

Источник

Современные технические и технологические решения по повышению эффективности ремонта газопроводов

Рубрика: Технические науки

Статья просмотрена: 1936 раз

Библиографическое описание:

Мухаммедова, Д. Ч. Современные технические и технологические решения по повышению эффективности ремонта газопроводов / Д. Ч. Мухаммедова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2011. — № 5 (28). — Т. 1. — С. 86-88. — URL: https://moluch.ru/archive/28/3169/ (дата обращения: 05.07.2021).

— индустриализация технических решений;

— применение поточного метода производства организации работ;

— синхронизация основных и специальных видов работ;

— производительность и высокое качество работ;

— минимизация дополнительных напряжений, возникающих в процессе производства работ.

Рис.1. Технологическая схема ремонта газопроводов в траншее:

6 — очистная машина (предварительная очистка); 7 — самоходные опоры;

подсыпки и подбивки грунта под трубопровод

Источник

Разработка технологических решений капитального ремонта магистральных газопроводов

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНЫХ

Специальность: 25.00.19 — «Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ»

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Работа выполнена в Управлении по транспортировке газа и газового конденсата Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром» (г. Москва)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

доктор технических наук

доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие: ООО «Сургутгазпром»

Защита состоится » 31 » октября 2007 г. в ___ час. ___ мин. на заседании диссертационного совета Д 511.001.02 при ООО «ВНИИГАЗ» Московская область, Ленинский район, пос. Развилка.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «ВНИИГАЗ».

Автореферат разослан «____» ____________ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем развития газовой промышленности является повышение уровня эксплуатационной надежности магистральных газопроводов (МГ) с целью поставки запланированных объемов газа отечественным и зарубежным потребителям. Главная задача в транспорте газа — обеспечение надежного функционирования системы магистральных газопроводов за счет комплекса плановых мероприятий, в том числе капитального ремонта.

Анализ технического состояния газопроводов России показывает следующее: средний возраст МГ равняется 27 годам; около 36´103 км нуждаются в переизоляции и ремонте. Половина от общей протяженности МГ отработали срок, при котором пленочное изоляционное покрытие практически полностью теряет свои защитные свойства, что приводит к активным коррозионным процессам. Увеличилось количество отказов по причине стресс-коррозии, расширилась зона ее появления. Из-за потенциальной опасности часть МГ эксплуатируется с пониженным давлением. Ежегодный прирост газопроводов, потерявших при эксплуатации устойчивое положение и проходящих в обводненных и заболоченных районах Севера и Западной Сибири, составляет сотни километров.

Существующие технологические подходы производства ремонтных работ, связанные с переукладкой участков газопроводов, являются недостаточно эффективными. Как правило, они не обеспечивают выполнение капитального ремонта в установленные сроки, поэтому требуется совершенствование структуры производства ремонтно-строительных работ (РСР), предусматривающей создание в газотранспортных предприятиях на базе аварийно-восстановительных поездов ремонтно-восстановительных подразделений; ремонтных участков в составе линейно-эксплуатационных служб; специализированных участков по ремонту подводных переходов.

В этой связи разработка методологических основ и средств реализации технологических процессов капитального ремонта с использованием современных информационных технологий при подготовке и принятии решений является актуальной темой диссертационного исследования.

Исследования проводились в соответствии с научно-технической программой «Развитие технологий и совершенствования оборудования для обеспечения надежного функционирования ЕСГ, включая методы и средства диагностики и ремонта», перечнем приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром», а также специальными программами научно-технических разработок ООО «Тюментрансгаз», ОАО «Спецгазавтотранс», ООО «Сургутгазпром» и других.

Цель диссертационной работы — разработка методов и средств подготовки и принятия технологических решений для обоснования процессов капитального ремонта магистральных газопроводов с использованием высокоэффективных информационных технологий.

Основные задачи исследования:

— разработка концепции основных направлений и принятия решений капитального ремонта МГ, которые обеспечивают повышение эффективности производства строительно-монтажных работ в сложных инженерно-геологических условиях;

— разработка методов анализа технико-экономических показателей выполнения строительно-монтажных работ с учетом условий и способов принятия решений при капитальном ремонте линейной части МГ;

— разработка методов и средств рациональной организации ресурсного обеспечения строительно-монтажных работ при капитальном ремонте, исходя из условия повышения надежности функционирования МГ;

— обоснование и разработка методов эффективной реализации процессов капитального ремонта МГ с учетом сложных природно-климатических условий на основе совершенствования управленческой структуры производства ремонтно-строительных работ;

— разработка технологических решений для расчета показателей производства работ при капитальном ремонте линейной части МГ методом переизоляции с учетом возможного ущерба от аварий;

— разработка практических рекомендаций по реализации результатов

исследований при подготовке и принятии технологических решений капитального ремонта МГ в информационной среде с оценкой эффективности производства строительно-монтажных работ.

Научная новизна полученных результатов.

В работе обоснован комплексный подход к решению задач капитального ремонта участков линейной части МГ в сложных инженерно-геологических условиях, включающий организационно-техническую подготовку производства ремонтно-строительных работ, применение современных ремонтных технологий и эффективное планирование технико-экономических показателей выполнения различных технологических операций.

Автором разработана концепция подготовки и принятия решений капитального ремонта МГ в сложных инженерно-геологических условиях, включающая методы сбора и обработки статистических данных с учетом технической диагностики МГ; критерии приоритетности вывода участков МГ в капитальный ремонт; методы ремонта МГ без прекращения подачи газа; технологию производства и контроля качества строительно-монтажных операций в процессе РСР; систему эффективной реализации ресурсного обеспечения капитального ремонта МГ с учетом безопасности и качества строительного производства.

На основе подготовленных алгоритмов анализа технико-экономической эффективности РСР для обеспечения эксплуатационной надежности МГ определены показатели и методы реализации технологических процессов капитального ремонта МГ в сложных природно-климатических условиях с использованием предложенных управленческих структур производства РСР.

Разработана методика планирования очередности ремонта участков МГ, основанная на результатах количественного анализа технико-экономических показателей капитального ремонта линейной части МГ (переизоляция с учетом возможного ущерба от аварий) и предусматривающая разработку в информационной среде технологических и управленческих решений в виде производственных программ, которые учитывают оптимальное распределение ресурсов ремонтных организаций и обеспечивают выполнение РСР в установленные сроки.

1. Концепция принятия решений капитального ремонта участков линейной части МГ в сложных инженерно-геологических условиях с использованием информационных технологий, которая включает в себя подготовку ремонтно-строительных работ с определением технико-экономических показателей выполнения различных технологических операций.

2. Методы технологического проектирования РСР при капитальном ремонте с учетом условий и способов принятия решений в процессе анализа технико-экономических показателей выполнения строительно-монтажных работ.

3. Методы эффективного ресурсного обеспечения строительно-монтажных работ при капитальном ремонте для повышения надежности функционирования МГ с использованием разработанных технологических решений.

4. Структуры технологических процессов капитального ремонта МГ с использованием эффективных решений производства РСР в сложных природно-климатических условиях.

5. Научно-техническое обоснование эффективности производства строительно-монтажных работ, обеспечивающее реализацию практических рекомендаций по применению результатов исследований при подготовке и принятии технологических и управленческих решений капитального ремонта МГ в информационной среде.

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в разработке методических и прикладных руководств, а также нормативных документов отраслевого и межотраслевого значения, регламентирующих принципы подготовки и принятия технологических и управленческих решений по капитальному ремонту линейной части МГ в сложных инженерно-геологических условиях. Разработанные информационные технологии принятия обоснованных технологических решений капитального ремонта МГ обеспечивают повышение эффективности производства строительно-монтажных работ на линейной части МГ и сохраняют эксплуатационную надежность газотранспортных систем в целом.

Методы подготовки и принятия технологических и управленческих решений капитального ремонта МГ в информационной среде, технологические и управленческие принципы производства работ, алгоритмы и методики расчета, обеспечивающие эффективное выполнение ремонтно-строительных работ, использованы практически всеми газотранспортными предприятиями ОАО «Газпром», а также различными ремонтными организациями. Практическая значимость основных результатов диссертации подтверждена соответствующими актами внедрения.

Разработанные методы оценки технико-экономических показателей выполнения работ по капитальному ремонту участков МГ в процессе подготовки и принятия технологических и управленческих решений послужили основой для составления ежегодных и перспективных программ ОАО «Газпром» по капитальному ремонту МГ, которые являются основным документом при планировании и производстве ремонтно-строительных работ.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на: научно-техническом совете (НТС) ОАО «Газпром» «Техническое обслуживание и ремонт трубопроводов. Состояние и перспектива развития прогрессивных технологий, новых технических средств и оптимальных методов ремонта линейной части магистральных газопроводов.» (г. Москва, 2000); Международной научно-технической конференции «Техническое обслуживание и ремонт газопроводов» (Словакия, Высокие Татры, 2000); 10-ой Международной деловой встрече «Диагностика-2000» (Кипр, 2000); НТС ОАО «Газпром» «Экономика, организация и управление производством в газовой промышленности» (г. Сочи, 2000); НТС ОАО «Газпром» «Техническое обслуживание и ремонт газопроводов. Новые технические средства для ремонта — основа повышения эксплуатационной надежности магистральных газопроводов.» (г. Екатеринбург, 2001); 11-ой Международной деловой встрече «Диагностика-2001» (Тунис, 2001); НТС ОАО «Газпром» «Техническое обслуживание и ремонт газопроводов. Новые технические решения при ремонте, реконструкции и строительстве линейной части магистральных газопроводов и газораспределительных станций» (г. Волгоград, 2002); международной строительной конференции «Batimat MosBuild – Создание новой конкурентоспособной управленческой структуры в новых экономических условиях. Эффективное управление и оптимизация расходов при строительстве и капитальном ремонте крупных топливно-энергетических объектов» (г. Москва, 2002); НТС ОАО «Газпром» «Техническое обслуживание и ремонт газопроводов. Разработка и внедрение технологий, оборудования и материалов по ремонту изоляционных покрытий и дефектных участков труб, включая дефекты КРН, на магистральных газопроводах ОАО «Газпром» (г. Ухта, 2003); международной выставке «Реконструкция, ремонт и строительство трубопроводных систем. Поиск экономически и технологически обоснованных путей повышения реконструкции, ремонта, строительства, технической диагностики, утилизации и консервации объектов трубопроводного транспорта, а также совершенствование законодательной и нормативной базы» (г. Москва, Всероссийский Выставочный Центр, -2002, -2003, -2004); 2-ой и 3-ей Международных конференциях «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов» (ОАЭ, г. Дубай, 2005, ; г. Сочи, 2006).

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 157 научных работах и нормативно-технических документах (монографий — 2, брошюр — 21, статей — 77, докладов — 23, авторских свидетельств и патентов — 23, нормативно-технических документов — 11), в том числе 23 в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Она изложена на 345 страницах машинописного текста, содержит 90 рисунков и 35 таблиц. Библиографический список включает 234 наименования.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, приведены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, определена структура диссертации.

Первая глава посвящена анализу и разработке концепции реализации методов обеспечения эксплуатационной надежности магистральных газопроводов путем своевременного проведения ремонтно-строительных работ, в том числе с использованием: современных технологических схем капитального ремонта МГ в процессе замены изоляционного покрытия; оценки напряженно-деформированного состояния участков в условиях реализации процессов капитального ремонта; классификации технологических операций подготовки строительного производства для капитального ремонта участков МГ; подготовки и принятия решений для производства ремонтно-строительных работ на участках МГ в сложных природно-климатических условиях, как актуальнейшей задачи отрасли.

Решению проблем строительства, эксплуатации и капитального ремонта МГ посвящены научные работы многих известных ученых, таких как: , , Короленок A. M., , и др., труды которых являются основополагающими в решении методологических вопросов, связанных с эксплуатацией и капитальным ремонтом магистральных газопроводов. Вместе с тем, проблемы эксплуатации газотранспортной системы ОАО «Газпром» на современном этапе ее развития требуют разработки новых мероприятий в области организации, технологии и механизации производства ремонтных работ для обеспечения надежного функционирования объектов транспорта газа.

Стратегия технического обслуживания и восстановления эксплуатационных параметров МГ имеет в настоящее время огромное значение. Это связано с тем, что в условиях реализации рыночных отношений возникает острая необходимость в ориентированной стратегии ремонта МГ в части установления приоритетности вывода тех или иных участков МГ в капитальный ремонт и ремонта действующих МГ без прекращения перекачки продукта.

Известные технологии ремонта линейной части МГ, в том числе связанные с их масштабной переизоляцией, имеют достаточно ограниченную область применения. В основном, традиционно применяемые технологические решения рассматриваются на участках трассы, где местность имеет спокойный рельеф или на ней отсутствует заболоченность и обводненность. В сложных инженерно-геологических условиях в отсутствии применительно к ним эффективных технологий капитального ремонта приходится прокладывать новые нитки газопроводов взамен устаревших, что связано со значительными затратами. Чтобы существенно сократить эти издержки, должны быть найдены такие научно-технические и инженерные решения, которые призваны обеспечить создание принципиально новых технологий ремонта газопроводов в различных природно-климатических условиях. При этом следует обратить особое внимание на наиболее перспективные методы ремонта МГ — переизоляцию и выборочный ремонт с учетом специфики прохождения трассы (болота, горы, овраги). Кроме этого, необходимо подробно проанализировать процессы подготовки и принятия решений для реализации ремонтных работ: вскрытие газопровода и разработка околотрубной траншеи, подъемно-очистные работы, ремонт трубы, подготовка поверхности газопровода, нанесение нового антикоррозионного покрытия, подбивка и засыпка грунта, контроль качества.

Главным стратегическим направлением ремонта МГ остается обеспечение эксплуатационной надежности ЕСГ России с гарантированной поставкой потребителю расчетных объемов газа. Практика эксплуатации и ремонта МГ показывает, что в современных условиях следует исходить из следующих основных и взаимосвязанных между собой направлений формирования и развития концепции ремонта МГ (рис. 1): технической диагностики; приоритетности вывода участков МГ в капитальный ремонт; капитального ремонта газопроводов; ремонта газопроводов без прекращения подачи газа; организационной структуры производства ремонтно-строительных работ; контроля качества производства работ в процессе ремонта.

Рис. 1. Структура основных направлений подготовки и принятия

решений капитального ремонта

Формирование концепции ремонта газопроводов невозможно без развития и внедрения внутритрубной диагностики магистралей, объемы работ которой неуклонно возрастают. Проведена внутритрубная дефектоскопия достаточно большого количества участков МГ. Всего по результатам пропуска внутритрубных снарядов-дефектоскопов выявлено и устранено значительное количество дефектов труб различного вида (вмятины, задиры, коррозионные повреждения и др.), приравненных к наиболее опасным. Тем самым предотвращены многие потенциальные аварии газопроводов.

Определяющими же из приведенных направлений развития принципов подготовки и принятия решений капитального ремонта МГ в условиях реализации информационных технологий в настоящее время являются: ранжирование участков МГ для капитального ремонта, которое базируется на выборе критериев и принципов ранжирования участков газопроводов по степени коррозионной опасности; ремонт газопроводов без прекращения подачи газа, основанный на разработке, создании и внедрении эффективных технологий, материалов и конструкций, позволяющих производить ремонтные работы на газопроводах без остановки перекачки газа, с минимальным риском.

Основными критериями ранжирования участков МГ при определении приоритетности их вывода в капитальный ремонт следует считать (рис. 2): степень важности газопроводов по функциональному назначению; техническое состояние газопровода; условия эксплуатации газопровода; оценка последствий вывода участка газопровода в капитальный ремонт.

Основные принципы ранжирования участков МГ, подлежащих выводу в капитальный ремонт, должны исходить из закономерностей возникновения предаварийных ситуаций на газопроводах, анализа статистики отказов, результатов технической диагностики, основанной на внутритрубной дефектоскопии, данных коррозионного мониторинга и результатов комплексного технического обследования металла и изоляции труб с инструментальной оценкой фактического технического состояния газопроводов в шурфах.

Анализ статистики отказов и результатов внутритрубной дефектоскопии показывает, что наиболее значимыми по величине и стабильными во времени являются коррозионные отказы газопроводов. За последние 10 лет каждая третья авария магистрального газопровода произошла по причине коррозии. Поэтому первоочередной для отрасли задачей является дифференциация газопроводов по степени коррозионной опасности. При участии автора была разработана и включена в ГОСТ Р классификация участков магистральных газопроводов по трем степеням коррозионной опасности. Определены критерии и предложены способы выявления участков высокой, повышенной и умеренной коррозионной опасности, которые включены в новую редакцию правил технической эксплуатации магистральных газопроводов.

Рис. 2. Критерии приоритетности вывода участков МГ

в капитальный ремонт

Дифференциация газопроводов по степени коррозионной опасности позволяет более обоснованно сформулировать принципы, определить стратегию и тактику капитальных и выборочных ремонтов газопроводов. Наряду с приоритетностью вывода участков МГ в капитальный ремонт важнейшим направлением формирования концепции ремонта магистральных газопроводов ОАО «Газпром» является всестороннее совершенствование методов и средств производства ремонтно-строительных работ на газопроводах без прекращения подачи газа (рис. 3).

В условиях реализации рыночных механизмов хозяйствования первостепенную важность приобретает фактическое снижение затрат на ремонтно-техническое обслуживание МГ. Для нормальной работы специализированных ремонтных подразделений необходима разработка таких табелей их оснащенности машинами, механизмами и оборудованием, которые позволяли бы вести ремонтно-строительные работы с использованием прогрессивных и энергосберегающих технологий в любых природно-климатических условиях.

Рис. 3. Методы и средства ремонта МГ без прекращения эксплуатации

Во второй главе приводятся результаты исследований технологического проектирования ремонтно-строительных работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов. Разработаны основные принципы проектирования организации ремонтно-строительных работ с учетом данных диагностики состояния линейной части магистральных газопроводов и использованием классификационных признаков обнаруженных на линейной части дефектов. Предложена структура системы принятия технологических и управленческих решений капитального ремонта участков магистральных газопроводов с учетом результатов наблюдений за эксплуатационными показателями.

Практика эксплуатации и РСР на линейной части МГ показывает, что в современных условиях следует исходить из следующих основных и взаимосвязанных между собой направлений формирования и развития технологического проектирования выполнения РСР (рис. 4): диагностики; приоритетности проведения РСР; методов проведения РСР; контроля качества производства РСР.

Следует отметить, что основным направлением развития технологического проектирования РСР в настоящее время является методология определения приоритетности проведения РСР, которая базируется на выборе критериев и принципов ранжирования участков МГ по степени коррозионной опасности. Кроме того, проведение РСР без прекращения газопроводного транспорта должно быть основано на разработке эффективных технологий, материалов и конструкций, позволяющих производить РСР на участках МГ без остановки перекачки с минимальным риском.

Рис. 4. Основные направления проектирования РСР

на линейной части МГ

Предварительный выбор методов проведения РСР осуществляется с учетом обработки данных диагностики в зависимости от типа и параметров дефекта. При этом, можно выделить следующие основные методы производства РСР на линейной части магистральных газопроводов: М1 — шлифовка, М2 — заварка, М3 — установка муфты, М4 — врезка катушки, М5 — замена участка газопровода.

Оценку технико-экономической эффективности выполнения РСР путем замены участка газопровода предлагается проводить с использованием балльных оценок. Замена участка газопровода, содержащего дефекты с определенной плотностью, целесообразна при условии: Сзамена £ СРСР, где Сзамена — затраты на РСР при полной замене участка газопровода, СРСР — затраты на производство РСР по восстановлению работоспособности рассматриваемого участка газопровода с учетом суммы затрат на выполнение РСР для всех дефектов на данном участке. Для экспертной балльной оценки затрат на выполнение РСР путем полной замены участка газопровода предложена формула

где СП — затраты на подготовительные операции; СР — затраты, связанные непосредственно с выполнением РСР по переукладке участка газопровода; СЗ — затраты на заключительные операции; СТ — недополученная в связи с проведением РСР тарифная выручка; Lучастка – протяженность участка газопровода, м; Dн – наружный диаметр газопровода, м; k1, k2 и k3 – эмпирические коэффициенты.

Экспертная балльная оценка затрат на производство РСР по восстановлению работоспособности рассматриваемого участка газопровода с учетом суммы затрат на выполнение РСР для всех дефектов на данном участке определяются по формуле

где СПi — затраты на подготовительные операции по i-му дефекту; СРi — затраты, связанные непосредственно с выполнением РСР по устранению i-го дефекта; СЗi — затраты на заключительные операции по i-му дефекту; СТi — недополученная в связи с проведением РСР тарифная выручка; i = 1,2,…,k — общее количество устраняемых дефектов на участке газопровода, протяженностью Lучастка.

Оценка технико-экономической эффективности выполнения РСР осуществляется с помощью соответствующих коэффициентов удорожания. Результаты расчетов при следующих исходных данных: Lучастка = 150 м — протяженность участка МГ; Dн = 0,82 м — наружный диаметр МГ, Li(i=1,2,…,5) = 5 м — длина ремонтной конструкции, k1 = 55,1, k2 = 1,3 м–1, k3 = 0,88 м–2, М4 – метод проведения РСР (врезка катушки), позволяют сделать вывод о целесообразности проведения работ при k £ 3, так как Сзамена = 251 > СРСР(k = 3) = 245. С другой стороны, уменьшение протяженности участка МГ Lучастка, на котором проводятся РСР, существенно влияет на получаемый результат: замена участка МГ, содержащего дефекты с определенной плотностью, становится целесообразной уже при Lучастка £ 140 м, так как Сзамена(Lучастка = 140 м) = 238 £ СРСР(k = 3) = 245.

Для решения задачи формирования программы производства РСР для системы объектов газопроводного транспорта представляется необходимым воспользоваться методами многокритериального оценивания приоритетов объектов с учетом всей информации, имеющейся к началу планирования, а также суждений экспертов по факторам, не поддающимся количественному анализу. Основные принципы подготовки технологических и управленческих решений капитального ремонта МГ в информационной среде включены в пакет прикладных программ для ПЭВМ, который представляет собой экспертную диалоговую систему анализа технического состояния участков МГ по определенным эксплуатационным показателям.

В состав исходных данных для многокритериального оценивания и расчета приоритетов участков линейной части МГ с учетом технико-экономических показателей выполнения РСР для каждого участка входят показатели: объема РСР для каждого объекта и соответствующих затрат, которые определяются в ходе оптимизации способов производства РСР; технического состояния участков МГ из системы технического мониторинга. Укрупненная схема анализа приоритетов представлена на рис. 5.

Рис. 5. Общая схема анализа участков МГ для включения

в программу проведения РСР

Для решения задач технологического проектирования капитального ремонта на участках МГ предложены: основные принципы использования метода попарного сравнения для оценки приоритетов объектов при формировании программы РСР; структура проблемы планирования РСР на МГ; элементы математической модели и результаты расчетов ранжированной системы объектов. Метод попарного сравнения заключается в представлении проблемы в виде схем простых иерархий с множествами элементов на промежуточных уровнях, которые отражают критерии, факторы, события, влияющие на элементы последующих уровней (нижний уровень содержит перечень альтернатив).

Установлено девять групп критериев, которые могут оказывать влияние на безопасность и целостность МГ: нормативные проектно-конструктивные решения; экологический ущерб при аварии; данные диагностики о фактическом состоянии металла труб; стойкость изоляции, коррозионная активность грунта, состояние катодной защиты; стабильность грунта и работоспособность монтажных соединений; протяженность возможных разрушений при авариях; данные гидравлических испытаний; данные об имевших место авариях и утечках; наличие защиты от механических повреждений. В соответствии с устоявшимися подходами к оценке надежности эксплуатации сложных технических систем в основу расчета приоритетов можно положить количественную оценку возможности возникновения отказа на данном участке техногенного объекта. Первичные сведения по каждому объекту насчитывают 99 качественных и количественных показателя.

Принцип синтеза решений для ранжирования объектов газопроводного транспорта для проведения РСР по критериям технического состояния заключается в следующем. Для оценки сравнительной значимости взятых объектов нужно получить не только векторы относительных приоритетов для каждого из выбранных девяти критериев, но и определить, какие объекты получат наивысший глобальный приоритет с учетом уже оцененной значимости критериев и сопоставления отдельных характеристик.

Математическая модель для оценки относительного риска эксплуатации участков МГ включает в себя систему соотношений, последовательная реализация которых позволяет получить определенные балльные оценки возможностей возникновения отказов и их последствий. Очевидно, различные факторы вносят вполне определенный весовой вклад в окончательную оценку относительного риска, который определяется для МГ из соотношения

Условие (3) используется для приоритизации участков МГ с целью реализации проведения РСР на линейной части МГ.

Установлено, что основную роль в дифференциации объектов по оценкам риска и необходимости проведения РСР приобретают сведения об истории эксплуатации объектов и условиях их эксплуатации. Использование аналитических зависимостей позволяет получить количественную оценку индексов R1, R2, . . . , R9 (рис. 6а) и величину относительного риска эксплуатации каждого объекта R (рис. 6б).

Рис. 6а. Величина индексов R1, R2 и R3 для расчета относительного риска R: 1 — участок № 1; 2 — участок № 2;

3 — участок № 3; 4 — участок № 4

Рис. 6б. Величина относительного риска R эксплуатации участков магистрального газопровода

В результате появляется возможность ранжировать систему объектов из четырех участков по величине относительного риска эксплуатации и сделать вывод о том, что при составлении программы проведения РСР следует учесть факт необходимости проведения РСР на объекте № 3 (R = 0,496), затем на объекте № 2 (R = 0,200), а потом уже соответственно на объектах № 4 (R = 0,083) и № 1 (R = 0,062).

Увеличение числа сопоставляемых объектов приводит к необходимости использования современных ПЭВМ с соответствующей реализацией изложенного выше алгоритма. При этом появляется возможность хранения соответствующей базы данных по различным объектам и оперативного получения информации о желательном порядке выполнения РСР неограниченного количества участков МГ.

Представленный подход позволяет формализовать анализ структуры проблемы, сопоставлять суждения различных экспертов и выявлять несогласованности. При построении иерархии необходимо достаточно полно описать проблему как задачу иерархически организованного выбора. Результат процесса решения сильно зависит от этого начального этапа, т. е. от выбранной иерархической структуры, которая в общем случае является далеко не единственной. Предложенные методы создают определенную организационную структуру исследований, в которой могут быть отражены предпочтения групп экспертов, их цели, критерии и способы поведения, а также альтернативные варианты решений и оценки ресурсов, требуемых для реализации каждой альтернативы.

Третья глава посвящена исследованию и разработке управленческих решений в системе ресурсного обеспечения производства строительно-монтажных работ (СМР) при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов. Концепция системы организации ресурсного обеспечения строительно-монтажных организаций в условиях неопределенности обуславливает разработку: вероятностно-статистических методов количественного анализа ресурсного обеспечения процесса капитального ремонта с учетом реализации природоохранных мероприятий; методов анализа инвестиционно-строительных проектов ресурсного обеспечения строительно-монтажных работ при капитальном ремонте; методик оптимизации показателей технико-экономической эффективности системы ресурсного обеспечения капитального ремонта магистральных газопроводов.

При решении задачи управления системой ресурсного обеспечения капитального ремонта рассматривается материальный поток в условиях распределения и реализации РСР на участках МГ. Решение технологических и управленческих задач выполнения РСР на участках МГ применительно к разным видам ресурсов (например, запасы поверхностно-активных веществ для ликвидации последствий загрязнения окружающей среды при производстве СМР) имеет свою специфику, а сами системы различаются по своей структуре, размерам, функциям, складскому хозяйству, транспортной модели и т. д., а также и стратегии их функционирования. При этом на систему будут оказывать влияние изменчивые физические, управленческие, стоимостные и другие факторы, реализуемые в процессе перемещения ресурсов.

В результате анализа статистических данных автором была предложена зависимость, описывающая вероятность места производства СМР на участках магистральных газопроводов. При этом была выполнена проверка по двум критериям согласия (Пирсона и Колмогорова). Путем выполненного статистического анализа доказана возможность использования предложенной двухпараметрической функциональной зависимости (бета-распределение) с параметрами v = 0,5 и w = 2,0 при решении практических задач оптимального размещения объектов хранения ресурсного обеспечения капитального ремонта при неравномерном распределении вероятностей производства СМР на участках магистральных газопроводов

где B(v, w) — бета-функция с параметрами v и w.

Организация системы ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ и затраты на природоохранные мероприятия представлены в работе в виде инвестиционно-строительного проекта (ИСП) с определением: затрат на устройство склада и транспортировку, а также затрат на природоохранные мероприятия при условии функционирования данной системы ресурсного обеспечения. В системе ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ имеется временная и пространственная неопределенность — момент отказа, местоположение места производства СМР и объем СМР являются случайными величинами. Кроме того, ИСП на природоохранную деятельность, связанный с системой ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ, приходится осуществлять в условиях высокой инфляции. Анализ ИСП выполняется путем определения коэффициента эффективности ИСП ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом природоохранных мероприятий по формуле

где Z — величина затрат без системы ресурсного обеспечения производства СМР; Z1 — затраты на обустройство системы ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ; t — момент времени, когда система полностью готова и завезен материал на склады; t — момент поступления денежных средств; r — ставка дисконтирования.

Число складов ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом природоохранных мероприятий (S) можно выбрать оптимальным образом путем оптимизации коэффициент эффективности ИСП (Kэфф ® max)

Таким образом, обеспечивается возможность расчета оптимального количества складов в системе ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий и получения соответствующей зависимости коэффициента эффективности ИСП от ставки дисконтирования, т. е. Kэфф = Kэфф<Sопт, r>.

Результаты расчетов (случай квадратичной функции ущерба от загрязнения окружающей среды при L = 100 км и X0 = 400 км) показывают (рис. 7а, где L0(отн) = L0/L0(max), L0(max) = 200 км), что максимальная величина коэффициента эффективности ИСП (Kэфф = 4,59) достигается при расположении склада в месте L0 = L0(опт) = 43 км, а не L0 = L = 100 км. При таком расположении склада ИСП можно считать приемлемым даже при больших значениях ставки дисконтирования (рис. 7б), так как коэффициента эффективности ИСП будет всегда больше при L0 = L0(опт), а не при L0 = L.

Последовательное использование разработанной методологии анализа ИСП в условиях конкретной реализации неопределенности позволяет получить с одной стороны функциональные зависимости коэффициента эффективности ИСП (Kэфф) и средней стоимости организации системы ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий (ССРО)

с другой стороны, различные варианты организации системы ресурсного обеспечения для эффективного осуществления природоохранных мероприятий.

Рис. 7а. Зависимость Kэфф ИСП

от места расположения промежуточного склада ресурсного обеспечения

Рис. 7б. Зависимость Kэфф ИСП от r

при различном расположении промежуточного склада ресурсного обеспечения: 1 — L0 = L0(опт) = 43 км;

В табл. 1 представлены технико-экономические показатели организации системы ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий.

Из приведенных расчетов видно, что стоимость (СПАВ. i) и коэффициент физико-химической эффективности материала (ППАВ. i) влияют на показатели инвестиционного процесса как бы в разные стороны. Так, несмотря на увеличение стоимости (СПАВ.3 > СПАВ.2), величина коэффициента эффективности ИСП (Kэфф) и показатель средней стоимости организации системы ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий в третьем варианте лучше (Kэфф.3 > Kэфф.2; ССРО.3 Kэфф.3 > Kэфф.2).

В четвертой главе представлены результаты исследований методов принятия эффективных технологических и управленческих решений ресурсного обеспечения капитального ремонта магистральных газопроводов в различные периоды реализации строительных процессов. При этом, разработана стратегия оптимальной организации системы ресурсного обеспечения капитального ремонта при изменении свойств материала в условиях пространственно-распределенных участков магистральных газопроводов, что обусловило разработку методов имитационного моделирования технико-экономической эффективности использования ресурсного обеспечения производства строительно-монтажных работ.

Приемлемость проекта организации системы ресурсного обеспечения капитального ремонта участков МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий определяется коэффициентом эффективности оптимально организованной системы ресурсного обеспечения

Основными параметрами, влияющими на величину Kэфф. oпт, являются: Kм — интенсивность роста экологического ущерба во времени; D — параметр, характеризующий скорость потери физических свойств материала во времени; X0 — расстояние, характеризующее удаленность базы. Моделирование процесса изменения качества материала (материал меняет физические свойства) в системе ресурсного обеспечения осуществляется в том смысле, что после момента доставки t количества V, по истечению некоторого времени, т. е. в момент времени (T – t) эквивалентное с точки зрения потребителя количество материала равно

Особенностью такой постановки является то, что одного завоза в момент времени t скорее всего недостаточно для производства СМР на участках МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий. Наиболее часто в системах ресурсного обеспечения потерю качества материала рассматривают с помощью введения срока годности Tг. В этом случае функция j задается в следующем виде

В рассматриваемом случае более подходящей моделью является монотонно убывающая функция, такая, что j(G) > 0 для любого G > 0, а схема поставок материала — дискретная и равномерная во времени ti = i×Dt, i = 1, 2, . . . , где Dt — интервал времени, который должен быть найден и соответствовать оптимальному решению проблемы поставок материала во времени. Таким образом, на первом этапе необходимо решить задачу оптимизации, а затем выразить величину показателя эффективности как функцию от оптимальных параметров. График завоза ресурсов представляется экспоненциальной функцией Vi = V0×exp(– a×|i – N|×Dt), где tc = N×Dt — среднее значение времени t; a — параметр.

Подобный подход можно назвать параметрическим, так как моменты времени ti и соответствующие этим моментам времени количества материала Vi полностью определяются величинами V0, a и Dt. В общем случае можно рассматривать технико-экономический параметр эффективности системы ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий как функционал от процесса управления V(T).

Установленная взаимосвязь параметров V0, a и Dt позволяет проанализировать методологию управления поставками материала в системе ресурсного обеспечения производства СМР на участках МГ с учетом реализации природоохранных мероприятий: 1) если часто подвозить необходимый материал (Dt — сравнительно мало при N достаточно большом), то затраты скорее всего будут большими; если Dt велико, т. е. редко подвозить, то есть опасность, что материал почти потерял требуемое качество и его практически нет; 2) если V0 мало, то скорее всего имеющегося количества материала не хватит и придется доставлять дополнительное количество с базы; если V0 большая партия материала, то затраты на его доставку с базы будут большими и часть материала останется не использованной; 3) управление интенсивностью подвоза материала необходимо осуществлять путем варьирования параметром a; при малом a затраты скорее всего будут большими, так как поставка материала с базы каждый раз будет осуществляться в одинаковом объеме; при большом a существует опасность остаться в момент спроса без материала вообще; 4) решение зависит от функции, которая описывает динамику изменения качественных свойств материала; если динамика изменения свойств материала ярко выраженная, то коэффициент эффективности ИСП ресурсного обеспечения становится меньше единицы (Kэфф T ,

где Tд — директивная (заданная) продолжительность комплекса ремонтных работ; T — запланированная продолжительность комплекса ремонтных работ.

При переизоляции газопровода в траншее, требующей проведения различных работ — вскрышных, подкопки, первичной и финишной очистки труб, их отбраковки, нанесения грунтовки и нового покрытия, следует использовать показатель оценки совмещенности во времени отдельных видов строительно-монтажных работ

где Т — продолжительность всего комплекса ремонтных работ; ti — продолжительность i-ro вида работ; m — число видов работ.

Рис. 11. Факторы, влияющие на надежность и безопасность МГ

Для определения показателя оценки соответствия потребности в ресурсах их наличию (K3P), являющийся определяющим критерием реализации любого варианта организации ремонтных работ (например, метод замены старой изоляции на новое защитное покрытие является неадекватным при отсутствии компонентов новой изоляции), автором предложены формулы

где K3iP — критерии соответствия i-ro вида ресурса; RHi — объем i-го вида ресурса, имеющегося в наличии; RPi — потребный объем i-ro ресурса; Ci — трудоемкость или стоимость i-ro вида работ или стоимость i-ro вида ресурсов; C — общая трудоемкость или стоимость всего комплекса работ или общая стоимость всех ресурсов; m — число видов ресурсов.

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)

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

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

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

Дифференциальные показатели качества организации ремонтных работ сводятся в интегральный

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 14´109 рублей в год.

Шестая глава посвящена исследованию и разработке 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 (/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)·= 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 .

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.

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.

Основные результаты диссертационной работы представлены в следующих публикациях:

1. , , и др. Технологии и технические средства реабилитации трубопроводов. — М.: ИРЦ Газпром, 20с.

2. Технологические и управленческие решения капитального ремонта магистральных газопроводов. — М.: Стройиздат, 20с.

Статьи в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией

Министерства образования и науки Российской Федерации

1. , , и др. Обслуживание и ремонт магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 9, 1998, с.57-59.

2. Геоинформационные технологии для газотранспортных предприятий. — Газовая промышленность, № 8, 1999, с.40.

3. , , и др. Остаточное напряжение и стресс-коррозия в трубах. — Газовая промышленность, № 4, 1999, с.49-50.

4. , , и др. Ремонт линейной части магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 11, 1999, с.33-36.

5. , , и др. Очистка линейных участков магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 11, 2000, с.57-58.

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

7. , , и др. Приборное обследование переходов магистральных газопроводов через водные преграды. — Газовая промышленность, № 5, 2001, с.41-42.

8. , , и др. Стратегия борьбы с КРН газопроводов. — Газовая промышленность, № 8, 2001, с.53-56.

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

10. , , и др. Новая технология ремонта подводных переходов с применением муфт. — Наука и техника в газовой промышленности, № 2-3, 2001, с.33-36.

11. , , Продление ресурса магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 7, 2002, с.59-60.

12. , , и др. Концепция ремонта линейной части магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 8, 2003, с.62-65.

13. , , Геодезическое позиционирование объектов транспорта газа. — Газовая промышленность, № 1, 2003, с.62-63.

14. , , и др. Техническая диагностика — основа методологии поддержания эксплуатационной надежности ЛЧ МГ. — Газовая промышленность, № 9, 2003, с.44-49.

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

16. , Новые дефектоскопы. — Газовая промышленность, № 12, 2004, с.25.

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

18. , , и др. Система инструментального мониторинга промышленной безопасности технологических объектов. — Газовая промышленность, № 9, 2004, с.82-83.

19. , , и др. Технология переизоляции и новые изоляционные покрытия для защиты магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 2, 2005, с.68-71.

20. , , и др. Оценка опасности механических повреждений магистрального газопровода. — Газовая промышленность, № 7, 2005, с.22-24.

21. , Развитие системы диагностического обслуживания магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 8, 2005, с.15-18.

22. , Основные направления диагностического обслуживания магистральных газопроводов. — Газовая промышленность, № 8, 2006, с.44-46.

23. , , Система контроля целостности газопроводов ЕСГ ОАО «Газпром» — залог ее надежности и долговечной работы. — Газовая промышленность, № 1, 2007, с.48-50.

Брошюры и статьи в научно-технических сборниках и других изданиях

1. , , и др. Новые методы ремонта магистральных газопроводов. — М.: ВНИИЭгазпром, 19с.

2. , , и др. Образование выпученных участков газопроводов и оценка их напряженного состояния. — М.: ВНИИЭгазпром, 19с.

3. , , и др. Методические рекомендации по длительным натурным измерениям параметров напряженно-деформированного состояния магистральных трубопроводов. — М.: ИРЦ Газпром, 19с.

4. , , 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, 19с.

5. Ремонт газонефтепроводов. — М.: ИРЦ Газпром, № 3, 19с.

6. , , 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.

7. , , и др. Новые подходы к планированию ремонта и диагностике магистральных трубопроводов. — Научно-технический сборник «Транспорт и подземное хранение газа». — М.: ИРЦ Газпром, 19с.

8. , , и др. Восстановление эксплуатационных параметров магистральных трубопроводов. — М.: ИРЦ Газпром, 19с.

9. Ремонт газонефтепроводов. — М.: ИРЦ Газпром, № 4, 19с.

10. , , и др. Ремонт газонефтепроводов. — М.: ИРЦ Газпром, № 5, 19с.

11. , , и др. Диагностика и выборочный ремонт — основа эффективной эксплуатации трубопроводов. — М.: ИРЦ Газпром, 20с.

12. , , и др. Разработка и создание отраслевой информационно-аналитической экспертной системы «РЕМГАЗ». — Научно-технический сборник «Ремонт трубопроводов». — М.: ИРЦ Газпром, № 4, 2000, с.3-7.

13. , Совершенствование организации ремонта линейной части газопроводов в ОАО «Газпром». — Научно-технический сборник «Ремонт трубопроводов». — М.: ИРЦ Газпром, № 3, 2000, с.3-8.

14. , , Способы интенсификации выполнения вскрытия демонтируемого подземного трубопровода. — Научно-технический сборник «Ремонт трубопроводов». — М.: ИРЦ Газпром, № 1-2, 2000, с.34-38.

15. , , и др. Эффективные методы ремонта магистральных трубопроводов. — Научно-технический сборник «Ремонт трубопроводов». — М.: ИРЦ Газпром, 20с.

16. Оценка эффективности капитального ремонта газопровода. — Научно-технический сборник «Ремонт газопроводов». — М.: ИРЦ Газпром, № 2, 2001, с.3-10.

17. , , 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.

18. , , и др. Ремонт локальных участков трубопровода. — М.: ИРЦ Газпром, 20с.

19. Экспериментально-аналитическая оценка надежности линейной части магистральных газопроводов. — Научно-технический сборник «Ремонт трубопроводов». — М.: ИРЦ Газпром, № 2, 2001, с.23-27.

20. 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.

21. Снижение рисков эксплуатации линейной части магистральных газопроводов. — М.: ИРЦ Газпром, 20с.

22. , , Экспертная система анализа технического состояния газопроводов с дефектами. — Сборник научных трудов «Надежность и ресурс газопроводных конструкций». — М.: ВНИИГАЗ, 2003, с.110-120.

23. , , и др. Руководящий документ по ресурсному оснащению подразделений для ремонта ЛЧ МГ в различных природно-климатических условиях (ВРД 39-1-1.10.-073-20М.: ВНИИГАЗ, 20с.

24. , , и др. Технико-экономические аспекты поддержания эксплуатационной надежности и безопасности магистральных газопроводов. — М.: ИРЦ Газпром, 20с.

Подписано к печати » __ » _____________ 2007 г.

Источник