Дек 07 2002

МАГИСТРАЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ, ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ДОЛГОСРОЧНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АВАРИЙНОСТИ

Опубликовано в 07:50 в категории Транспортная конференция

МАГИСТРАЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ, ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ДОЛГОСРОЧНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АВАРИЙНОСТИ

И.Л. Учитель1, В.Н. Ярошенко1, Б.Б. Капочкин2

1ОАО "Одессагаз", г. Одесса

2ОГЭкУ, г. Одесса

Продуктопроводы являются составной частью общей мировой системы транспортировки жидких и газообразных продуктов. Наибольшее распространение имеют трубопроводы по перекачке газа, нефти и продуктов их переработки. Максимальную экологическую опасность представляют продуктопроводы, по которым транспортируются отравляющие вещества, подобные аммиаку. На втором месте находятся нефтепроводы, которые наряду с пожарами опасны загрязнением грунтов и подземных вод. Газопроводы представляют наименьшую экологическую опасность. Газопроводы разделят на магистральные и городские газовые сети. Протяженность городских газовых сетей на несколько порядков больше протяженности магистральных трубопроводов. Только в Одессе их длина составляет около 4 тыс. км. Тем не менее, аварии на магистральных газопроводах в сравнении с авариями на городских газовых сетях характеризуются более серьёзными последствиями, часто катастрофическими. Нами установлено, что до 80-90 % аварий на городских газовых сетях провоцируется геодинамическими процессами [1]. Тема нашей конференции включает проблему аварийности на магистральных трубопроводах. Прогнозирование аварийности на них рассмотрено в работе [2]. При эксплуатации магистральных трубопроводов установлено, что аварии концентрируются в пределах определенных участков трубопроводов и обычно повторяются в одних и тех же местах. Признается, что геодинамический фактор так же является одной из причин, обусловливающей аварии на магистральных трубопроводах.

1. Проблемы проектирования.

Материалы космических съемок [1,2] являются эффективным средством изучения новейших геодинамических процессов, а именно: ди-

намично напряженных зон. По результатам дешифрирования [2] многозональных космических снимков высокого разрешения, полученных с ИСЗ "Spot" (Франция), IRS (Индия), "Океан-О", "Landsat" (США), "Ресурс-Ф" (Россия), геодезическим, геологическим и гидрологическим данным могут быть составлены геоэкологические картографические модели исследуемых регионов трубопроводных коммуникаций. Считается, что участки с проявлением современных геодинамических процессов, в пределах которых возможны аварии на трубопроводах, четко локализованы, они небольшие по протяженности, от 0,2 до 4,0 км, и отнесены к разряду участков, находящихся в пределах динамично напряженных зон. При этом замечено [2], что аварии магистральных трубопроводных систем происходят только в том случае, если трубопровод пересекает геодинамическую линию вкрест простирания (около 90°), где подвергается максимальной деформации.

Используя материалы космической съемки, геолого-геофизические и другие данные о закономерных связях между изучаемыми процессами и известными аварийными случаями на магистральных трубопроводах, представляется возможность районирования территорий по фактору геодинамического риска, учета результатов районирования при составлении кадастра, учета расположения геодинамически активных зон при проектировании мест прокладки магистральных трубопроводов.

2.Проблемы долгосрочного прогнозирования аварийности.

Долгосрочное прогнозирование геодинамического риска исключительно актуально, так как является основой стратегического планирования использования территорий, в том числе и при проектировании мест прокладки магистральных трубопроводов. Нами установлено, что аварийность сетей газопроводов отражает деформационные процессы, имеющие межгодовую составляющую. Пластические деформации (без значимых однонаправленных смещений земной поверхности) активизируются в периоды увеличения размеров Земли. Такие изменения согласуются во времени с минимальными скоростями вращения Земли. В эти периоды аномальная аварийность городских газовых сетей формируется деформациями земноприливного происхождения. Процесс расширения Земли идентифицируют по изменению характера сейсмичности. В такие периоды уменьшается количество сильных землетрясений и увеличивается число слабых. В период увеличения скорости вращения Земли происходит её сжатие, и пластические деформации сменяются разрывными. Именно в такие периоды [2] "рвутся" магистральные трубопроводы высокого давления.

Нами установлено, что процессы смены сжатия и растяжения Земли сменяют друг друга и имеют выраженную межгодовую изменчивость.

Рассмотрим пути решения проблемы диагноза и прогноза межгодовой изменчивости активизаций разрывных деформаций, опасных для магистральных трубопроводов [2]. Для решения этой проблемы предлагается использовать данные наблюдений за аварийностью газовых сетей газопроводов ОАО "Одессагаз", которые получили признание среди специалистов по геодинамике, как инструмент мониторинга непрямыми методами за быстропротекающими деформационными процессами [3]. Пространственный масштаб деформаций, которые отражаются в аварийности газовых сетей ОАО "Одессагаз" не менее чем внутриплитовый. Для оценки интенсивности межгодовой изменчивости активности планетарных деформаций разрывного (непластического) типа могут быть использованы данные наблюдений за аномалиями аварийности в весенний период. Известно, что этот период года должен характеризоваться максимальными значениями пластических деформаций, так как согласуется с сезонным уменьшением скорости вращения Земли [4]. Выполнив процедуру узкополосной фильтрации временного ряда суточного количества аварий (математическое выражение этого метода в общем виде иллюстрируется нижеприведенной формулой) были выполнены соответствующие расчеты.

Узкополосная фильтрация была выполнена по данным интегрированных помесячно данных аварийности газопроводов. Данные расчетов приведены на рис.1.

Рис.1.Изменение во времени интегрированных по месяцам аварий газопроводов (а) и вычисленной периодической составляющей аварийности с периодом 1 год (б).

Расчеты показали, что периодические весенние всплески аварийности были типичными в мае 1995, 1996, 1997 и в мае 2001, 2002 годов. В период 1998-2000 годов майские деформации не были выражены. В 1995-1997 г. отмечено уменьшение скорости вращения Земли рис. 2. С 1998 по 2000 год, судя по характеру аварийности, преобладали деформации разрывного типа, сопровождавшиеся сильными землетрясениями. В настоящий период наблюдается возобновление аномальных всплесков аварийности в весенние месяцы рис.1. Какова их природа?

Рис. 2. Временная изменчивость скорости вращения Земли (длительность суток)

Рис.3 Изменение во времени годового количества землетрясений с М

На рис 3 показано изменение во времени годового количества землетрясений с М³5 и слабых землетрясений с М

Литература

1. Учитель И.Л., Ярошенко В.Н., Гладких И.И, Капочкин Б.Б. Основы неогеодинамики, газовые сети как элемент деформационного мониторинга.- Одесса.- Астропринт.-2000 г.-144с.

2. Мычак А.Г., Теременко А.Н., Щепец Н.С. Прогноз аварийных ситуаций на трубопроводах по материалам космических съемок.- Матеріали Третьої Української наради користувачів аерокосмічної інформації (20-24 листопада 2000 р., м. Київ.- Київ, "Знання України".- 2001.- с.128-131.

3. Гладких І.І., Учитель І.Л., Ярошенко В.М., Капочкін Б.Б. Методологія оперативного геодинамічного моніторингу швидких деформацій з використанням непрямих методів, матеріали міжнародної конференції до 75 річчя видатного вченого Л.А.Островського.- Львів 14-20 січня 2003 р. Львів.- "Львівська політехніка" 2003.- с. 87-92.

4. Тяпкин К.Ф. Фізика Землі.- Київ.- "Вища школа".- 1998.- 290 с.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.