Разработка методов расчета объемов ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат технических наук Красков, Виктор Александрович

• Красков, Виктор Александрович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Красков, Виктор Александрович

Введение

ГЛАВА I. Методы организационно-технологического проектирования ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах.

1.1 Методология формирования программы ремонтно-строительных работ.

1.2 Критериальный анализ выполнения ремонтно-строительных работ.

1.3 Концепция выполнения проектов ремонтно-строительных работ с учетом данных о состоянии трубопроводных объектов.

1.3.1 Надежность трубопроводного объекта.

1.3.2 Контроль технического состояния трубопроводных объектов.

1.3.3 Функциональная структура автоматизированной системы контроля технического состояния.

1.3.4 Модели диалога в информационновычислительных системах.

1.3.5 Методологические и теоретические основы исследования.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА II. Разработка методов экспертного анализа техникоэкономических показателей ремонтно-строительных работ трубопроводных объектах.

2.1 Классификация технологических решений по производству ремонтно-строительных работ.

2.1.1 Методологические основы формирования плана выполнения ремонтно-строительных работ.

2.1.2 Классификация дефектов трубопроводов по несущей способности.

2.1.3 Выбор методов проведения ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах по типам и размерам дефектов.

2.1.4 Основные принципы бальной оценки технико-экономических показателей метода выполнения ремонтно-строительных работ.

2.2 Обоснование выбора производства ремонтно-строительных работ.

2.3 Разработка методики расчета для организации ремонтно-строительных работ.

2.3.1 Оптимизация плана проведения работ.

2.3.2 Расчетная модель организации работ.

Выводы по главе II.

ГЛАВА III. Разработка аналитического комплекса для автоматизации проектирования ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах.

3.1 Исследование особенностей использования анализа иерархий для ранжирования участков в процессе формирования программы ремонтно-строительных работ.

3.2 Разработка иерархической структуры решений при планировании ремонтно-строительных работ.

3.3 Математическое моделирование ремонтно-строительных работ и анализ результатов расчетов ранжированной системы трубопроводных объектов.

Выводы по главе III.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов расчета объемов ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах»

Актуальность темы исследования. Научно-технический прогресс, основанный на рыночной экономике Российской Федерации и повышенные требования к надежности трубопроводного транспорта углеводородного сырья, требуют эффективной системы технологического проектирования ремонтно-строительных работ. В данной работе обосновываются технологические и организационные решения при реализации инвестиционно-строительных проектов, в области капитального ремонта и реконструкции магистральных трубопроводов.

Анализ отечественной и зарубежной практики позволил выявить большое количество формализованных- методов принятия решений в области инвестиционной политики. Рассматриваемые цели при обобщенной оценке проектов могут быть различными. Поэтому оптимальная оценка проектов необходима для стабильного функционирования трубопроводной системы и выполнения задач по надежному снабжению потребителей углеводородным сырьем [8,10].

Цель предлагаемого подхода к системе технологического проектирования - совершенствование концептуальной и методической базы выработки и принятия таких решений по управлению ремонтно-строительными работами на подводных переходах, которые учитывали бы факторы, определяющие надежное функционирование всего комплекса «магистральный трубопровод».

Требование к надежности функционирования трубопроводов является первоочередной проблемой рассматриваемых объектов, так как на протяжении весьма длительного периода времени система трубопроводных сетей формировалась как единая инженерно-техническая; Система существует с определенным согласованием следующих организационно-управленческих решений: параметров функционирования трубопроводных сетей; расстановки и технического оснащения перекачивающих станций; создание организованной автоматизированной системы управления магистральными трубопроводами и др.

Существующая система сбора, обработки и использования статистической информации о техническом состоянии магистральных трубопроводов, накапливающейся при их диагностировании различными методами, нуждается в дальнейшем совершенствовании. При этом одним из главных направлений должно стать создание прогнозных систем с элементами искусственного интеллекта, которые объединяют возможности экспертных и традиционных систем статистической обработки. Это позволит унифицировать методы неформального анализа качественных данных о надежности трубопроводных объектов. Разработать развитие базы знаний, суммирующих опыт специалистов, и позволит в прогнозах показателей функционирования системы объектов иметь значительно больший объем накопления сведений, чем это было до сих пор [21].

Повышение эффективности использования информации, накапливающейся при диагностических обследованиях магистральных трубопроводов высокопроизводительными методами, основано на одновременной разработке пакетов прикладных программ и методов комплексного учета. Учет числовой, модельной, неформальной и качественной информации предназначен для автоматизированного технологического проектирования вариантов решений по производству ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах, который реализуется в кратчайшие сроки с минимальными затратами материально-технических ресурсов.

Актуальность выполненных исследований связана с реализацией задач по автоматизации технологического проектирования производства ремонтно-строительных работ на магистральных трубопроводах. Разработанные методики и алгоритмы, а также пакеты прикладных программ для персонального компьютера, позволят эффективно управлять и прогнозировать ремонтно-строительные работы на трубопроводных объектах, а также совершенствовать нормативную базу.

Состояние изученности вопросов темы. Исследованию прогнозирования и определения остаточного ресурса и адаптации к существующим технологиям ремонтно-строительных работ посвящены работы ведущих ученых и инженеров нефтегазовой отрасли: Березина В.Л., Богатенкова Ю.В., Боро-давкина П.П., Гумерова А.Г., Гумерова P.C., Забелы К.А., Иванова В.А., Калинина В.В., Левина С.И., Лисина Ю.В., Москвича В.М., Новоселова В.В., Шаммазова A.M., Gray D., Kane R.D. и других, результаты работ которых использовал автор в своих исследованиях.

Цель диссертационной работы - разработка методов автоматизированного проектирования производства ремонтно-строительных работ на объектах трубопроводного транспорта.

Задачи исследования:

- проанализировать основные принципы совершенствования системы сбора и обработки данных о состоянии трубопроводной системы путем мониторинга эксплуатационных показателей;

- разработать методы количественного анализа технико-экономических показателей выполнения объемов ремонтно-строительных работ с учетом условий и способов принятия решений по методам организации и управления;

- разработать методы и средства оценки возможных стратегий технологии ремонтно-строительных работ.

Объект исследования: проектирование и технологии производства ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах.

Предмет исследования: информационно-вычислительные процессы и методы автоматизации трубопроводного проектирования ремонтно-строительных работ.

Научная новизна результатов исследования:

- разработан метод автоматизации трубопроводного проектирования производства ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах, обеспечивающий системотехническую увязку функциональных подсистем и информационно-аналитических задач;

- разработаны приёмы автоматизации принятия организационно-технологических решений для производства ремонтно-строительных работ, позволяющие осуществлять многовариантное моделирование технико-экономических показателей инвестиционно-строительной деятельности организаций при реализации проектов.

На защиту выносятся:

- построение математических моделей проектирования ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах на основе современных информационно-вычислительных технологий;

- методы и критерии анализа технико-экономических показателей инвестиционно-строительных проектов производства ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования. Совокупность полученных результатов позволила получить методику автоматизированного трубопроводного проектирования на трубопроводных объектах трубопроводных сетей, а разработанные информационно-вычислительные технологии позволяют анализировать наличие материально-технических ресурсов для производства строительно-монтажных работ с учетом полученных в работе подходов оценки технико-экономических показателей инвестиционно-строительных проектов.

В процессе работы выполнено опытно-промышленное внедрение результатов исследований ЗАО «ПИРС». Разработаны программные комплексы, которые позволяют в автоматизированном диалоговом режиме реального времени осуществлять поиск решений по реализации инвестиционно-строительных проектов ремонтно-строительных работ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: технических совещаниях в ОАО «АК

Транснефть» (г. Москва, 2001, 2002, 2003, 2004) и ОАО «Сибнефтепровод» (г.Тюмень, 2002, 2003, 2004); научно-практическом семинаре «Транспортный комплекс 2003»; международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (г. Тюмень, 2003).

По результатам работы опубликовано 5 статей и 2 монографии. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав и выводов. Работа изложена на 106 страницах и содержит 8 таблиц, 14 рисунков и список литературы из 88 наименований.

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ», Красков, Виктор Александрович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ выполненных работ по автоматизации технологического проектирования строительных работ на трубопроводных объектах показал, что процедура принятий решений по формированию планов ремонтно-строительных работ должна включать следующие этапы: обработку данных диагностики технического состояния участков с целью выбора эффективных методов проведения ремонтно-строительных работ на основе технико-экономических критериев; количественную многокритериальную оценку приоритетов для включения трубопроводных объектов в план проведения ремонтно-строительных работ на основе всей совокупности данных о их техническом состоянии; оптимизацию плана проведения ремонтно-строительных работ на трубопроводном объекте с учетом ограничений, накладываемых на материально-технические и временные ресурсы.

2. Разработаны методические и алгоритмические подходы, образующие комплекс средств информационно-вычислительной поддержки проектирования проведения ремонтно-строительных работ на участках магистрального трубопровода.

3. Разработана методика выбора метода проведения ремонтно-строительных работ потенциально опасных дефектов с учетом технико-экономических показателей затрат на реализацию определенного порядка выполнения ремонтно-строительных работ.

4. Предложены методы сбора и обработки экспертной информации для многокритериальной оценки приоритетов трубопроводных объектов с учетом количественных и качественных факторов вариантов принятия решений.

5. Разработана автоматизированная процедура сопоставительного анализа значимости объектов по их техническому состоянию, загрузке, затратам на проведение ремонтно-строительных работ и эффектов от реализации заданных планов проведения работ.

98

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Красков, Виктор Александрович, 2004 год

1. Абрамов О.В., Розенбаум А.П. Прогнозирование состояния технических систем. М.: Наука, 1990. - 126с.

2. Алиев P.A., Березина И.В., Телегин Л.Г. и др. Сооружение и ремонт газонефтепроводов, газохранилищ и нефтебаз. М.: Недра, 1987. — 271с.

3. Аргасов Ю.Н., Эристов В.И., Колотилов Ю.В. и др. Методика экспертной оценки относительного риска эксплуатации линейной части магистральных газопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 1995. — 99с.

4. Афанасьев В.А., Варламов Н.В., Дроздов Г.Д. и др. Организация и управление в строительстве. Mi: АСВ; 1998. — 316с.

5. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. М.: Радио и связь, 1988; - 392с.

6. Беляев Л.С. Решение сложных оптимизационных задач в условиях неопределенности. Новосибирск: Наука, 1978. — 126с.

7. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1977. - 407с.

8. Бородавкин П.П., Березин В.Л., Шадрин О.Б. Подводные трубопроводы.-М.: Недра, 1979.-415с.

9. Будзуляк Б.В., Халлыев Н.Х. и др. Новые подходы к планированию ремонта и диагностики магистральных газопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 1999.-66с.

10. Ю.Васильев В.М. Управление строительным производством. М.: Строй-издат, 1990.-166с.

11. Н.Галеев В.Б., Атнабаев Д.З., Тарасов М.Ф. Монтажные работы при строительстве магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1982. —168с.

12. Галкин И,Г. и др. Экономика строительства. Справочник. М.: Строй-издат, 1989. -719с.

13. Геодезические работы в строительстве: СНиП 3.01.03 84: взамен СНиП III - 2 - 75: Госстрой России // ГУП ЦПП. - М., 2002. - 28с.

14. Гидромеханизация. Справочный материал / Ялтанец И.М., Егоров В.К. — М.: Изд — во МГГУ., 1999.-338с.

15. Гинзбург A.B. Автоматизация проектирования организационно-технологической надежности функционирования строительных организаций. Докторская диссертация. М.: МГСУ, 1999. - 296с.

16. Горин A.G., Спектор Ю.И., Красков В.А. Метод ННБ: проблемы и перспективы // ТТН. 2003. -№11.- С.24 - 27.

17. Груздев A.A., Гаврилов А.Н., Красков В;А., и др. Реконструкция подводного перехода методом «труба в трубе» // ТТН. — 2002. № 9. — С.6 -7.

18. Груздев A.A., Красков В.А., Самойленко G.A. и др. Практика проведения учений по локализации и ликвидации аварийного разлива нефти // ТТН. 2001. -№ 6. - С.29 - 31.

19. Груздев A.A., Талалушкин JI.A. Красков В.А. и др. Рубежи задержания и сбора нефти на крупных судоходных реках // ТТН. — 2001. — № 3. — С. 7-10.

20. Губкин Н.И., Красков В.А., Крам A.JI. Инспекция подводных трасс // ТТН. 2001. -№ 6. - С.15 - 17.

21. Гусаков A.A. Основы проектирования организации строительного производства. М.: Стройиздат, 1977. - 288 с.

22. Гусаков A.A., Ильин Н.И:, Эдели X. и др. Экспертные системы в проектировании и управление строительством. М.: Стройиздат, 1995. — 296с.

23. Дикман Л.Г. Организация строительного производства. М.: Изд-во АСВ.2002. - 512с.

24. Иванов В.А. Красков В.А. Критерный анализ необходимости выполнения ремонтных работ на подводных переходах // Сборник научных трудов «Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири».- Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. С. 18 — 23.

25. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения: СНиП 11 -02-96: Утв. Пост. Минстроя России от 29.10.96 № 18 77: взамен СНиП. 1.02:07 - 87: Госстрой России // ПНИИИС. - М., 1997. -43.

26. Инструкция по внутритрубной инспекции трубопроводных систем: РД 51-2-97. М.: ИРЦ Газпром, 1997. -49с.

27. Инструкция по технологии сварки и резки труб при производстве ремонтно-восстановительных работ на магистральных газопроводах: РД 51-108-86. М.: ВИИИГАЗ, 1986. - 53с.

28. Калачев B.JL, Керимов Ф.Ю., Полянский P.P. Системный анализ и САПР в строительном производстве: методы организационно-технологического проектирования ремонтно-строительных работ на трубопроводных объектах. М.: СИП РИА, 2001. - 121с.

29. Кеда О.В. Разработка методики управления безопасностью подводных переходов в процессе эксплуатации: Дис. . к.т.н: 05.15.13 / Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина. — М.:-2000.- 146с.

30. Керимов Ф.Ю. Системный анализ и САПР в строительном производстве: методы проектирования подготовки строительства объектов в сложных природно-климатических условиях. М.: СИП РИА, 2001. — 135с.

31. Короленок A.M. Технологическое прогнозирование капитального ремонта магистральных газопроводов. М.: Нефтяник, 1997. — 297с.

32. Красков В.А. Бестраншейная прокладка и ремонт подземных коммуникаций // Архитектурно-строительный бюллетень. 1997. — № 3. - С.23-31.

33. Красков В.А. Мониторинг и анализ технического состояния ППМН // Материалы международного совещания «Проблемы магистрального и промыслового транспорта углеводородов». — Тюмень., 2000. — 125с.

34. Красков В.А. Технические средства и технологии для бестраншейной прокладки коммуникаций // РОБТ. — 1999. — № 5. — С.12 — 16.

35. Красков В.А. Трубопроводы XXI века проектирует «ПИРС» // Регион России. 2000. - № 3 - 4. - С.52 - 60.

36. Красков В.А., Берг В.И. К вопросу сбора нефтепродукта с поверхности водной акватории // Нефть и газ Западной Сибири. — Тюмень.: ТюмГН-ГУ. -2003. С.146— 1467.

37. Красков В.А., Васильев М.М. Критерии оценки технического состояния нефтепровода и их бальная оценка // Нефть и газ Западной Сибири. Тюмень.: ТюмГНГУ. - 2003. - С. 144 - 146.

38. Красков В.А., Васильев М.М. Разработка проекта перспективной программы капитального ремонта линейной части с заменой трубы и изоляции // Нефть и газ Западной Сибири. Тюмень.: ТюмГНГУ. - 2003. — С.141 - 142.

39. Красков В.А., Еловиков В.В. Локализация разливов нефти с использованием боновых заграждений // Нефть и газ Западной Сибири. — Тюмень. : ТюмГНГУ. 2003. - С. 148.

40. Красков В.А., Ибрагимов М.Ш. Наклонно-направленное бурение при строительстве подводных переходов магистральных нефтепроводов 7/ РОБТ. 1999. - № 5. - С.16 - 20.

41. Красков В.А., Хоменко К.В. Опыт прокладки трубопровода методом ННБ // РОБТ. 2000. - № 8. - С.32 - 36.

42. Кристофидес Н. Теория графов: алгоритмический подход. М.: Мир, 1978.- 434с.

43. Кузин Ф;А. Диссертация: Методика написания. Правила оформления. Порядок защиты. Практическое пособие для докторантов, аспирантов и магистрантов. 2 -е изд., доп. — М.: Ось — 89, 2001. — 320с.

44. Кузнецов П.А., Колотилов Ю.В., Лим В.Г. Информационно-вычислительные технологии в организационно-технологическом проектировании. М.: Энергоатомиздат. — 2002. - 450с.

45. Лапидус A.A. Организационное проектирование и управление крупномасштабными инвестиционными проектами. М.: Вокруг света, 1977. -230с.

46. Левин Р., Дранг Д., Эдельсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бейсике. .VI.: Финансы и статистика. - 1990. — 239с.

47. Левин С.И. Подводные трубопроводы. — М.: Недра, 1970. 288с.

48. Левин С.И. Предупреждение аварий и ремонт подводных трубопроводов. — М.: Гостоптехиздат, 1963. — 182с.

49. Лим В.Г., Колотилов Ю.В. Модели диалога в информационных системах принятия решений. В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНнК ГАНГ., - 1997. -№ 2, - С.49-52.

50. Лим В.Г., Кузнецов П.А., Колотилов Ю.В., Шапиро В.Д. Системный анализ и САПР в строительстве: автоматизированные информационные системы для строительного мониторинга техногенных комплексов. М.: Секция "Строительство" РИА, 1999. - 95с.

51. Ловас Л., Пламмер М. Прикладные задачи теории графов. Теория паро-сочетаний в математике, физике, химии. М.: Мир, 1998. - 653с.

52. Лорьер Ж. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991. -568с.

53. Магистральные трубопроводы: СНиП 2.05.06 — 85*: с изм. № 1, № 2 Утв. Пост. Госстроя СССР от 08.01.87., с изм. № 3: Утв. Пост. Минстроя России от 10.11.96 № 18 78: взамен СНиП II - 45 - 75: Госстрой России // ГУП ЦПП. - М., 2002. - 60с.

54. Магистральные трубопроводы: СНиП III — 42 — 80*: переизд. с изм. Утв. Пост. Госстроя СССР (Минстроя России) № 18 79 от 10.11.96: Госстрой России // ГУП ЦПП. - М., 2002. - 74с.

55. Мазур И.И., Шапиро В.Д. и др. Управление проектами. М.: Высшая школа, 2001.-875с.

56. Методические рекомендации по расчетам конструктивной надежности магистральных газопроводов: РД 51-4.2-003-97. М.: ИРЦ Газпром, 1997. - 126с.

57. Методика ремонта дефектных участков магистральных трубопроводов по результатам внутритрубной диагностики: РД 153-39-030-98. — М.: Транснефть, 1998. — 83с.

58. Организация строительного производства: Учебник для вузов / Цай Т.Н., Грабовый П.Г., Большаков В.А. и д.р. М.: АСВ, 1999. - 432с.

59. Оценка безопасного функционирования трубопроводных переходов // Трубопроводы и экология. — 2001. № 1. — С.30 — 31.

60. Петров A.B., Артемьев В.И., Строганов В.Ю. Разработка САПР: организация диалога в САПР. М.: Высшая школа, т. 5, 1990. -158с.

61. Положение об организации технического надзора за соблюдением проектных решений и качеством строительства, капитального ремонта и реконструкции на объектах магистральных трубопроводов: РД 08-29699. М.: Госгортехнадзор РФ, 1999. - 120с.

62. Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов: РД 39001471 05-01 5-98. Уфа: Институт проблем транспорта энергоресурсов (ИИТЭР)., - 1998.,- 134с.

63. Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов: РД 39-30-114-78 // Недра. М., 1979. - 94с.

64. Расчет на прочность стальных трубопроводов: СНиП 2.04.12 — 86: взамен СН 373 67: Госстрой России // ГУЛ ЦПП. - М., 2002. - 12с.

65. Расчет трубопроводов на прочность. Справочная книга / Камерштейн А.Г., Рожденственский В.В., Ручимский М.Н. — 2-е изд., испр. — М.: Недра., 1969.-440с.

66. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. — М.: Радио и связь, 1993.-320с.

67. Самойлов Б.В., Ким Б.И., Зоненко В.И., Кленин В.И. Сооружение подводных трубопроводов. — М.: Недра, 1995. 304с.

68. Справочник мастера — строителя для работ в Северной строительно — климатической зоне / Березовский Б.И., Либерман И.А., Неклюдов B.C. и д.р. — JL: Стройиздат, Ленингр. Отд — ние, 1986. — 328с.

69. Строительство магистральных трубопроводов: ВСН 004-88. Технология и организация. М.: ВНИИСТ, 1989. - 94с.

70. Трубопроводный транспорт нефти / Г.Г. Васильев, Г.Е. Коробков, А.А. Коршак и др.; Под ред. С.М. Вайнштока: Учеб. для вузов: В 2 т. М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2002. - Т. 1. - 407с.

71. Хоперский Г.Г., Красков В.А., Прокофьев В.В. и др. Организация учений по ликвидации аварий на переходах магистральных нефтепроводов через водные преграды в ОАО «Сибнефтепровод» // ТТН. 1998. - № 9. - С.7 — 12.

72. Шаммазов A.M., Мугаллимов Ф.М., Нефедова Н.Ф. Подводные переходы магистральных нефтепроводов. М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2000. - 237с.

73. Aynbinder A., Powers L.,Tabakman Y., Dalton P. FSU pipeline desing code compared to US codes//Oil and Gas J. 1995, Mar. 7. - P.67-71.

74. Gray D. Pipelines look for cooting answers// Oil and Gas J. 1975, № 50. -P.73, 79 — 82.

75. Hovey D.J.Farmer E.J. DOT stats indicate need to refocus pipeline accident prevention//Oil and Gas J. 1999, .15/111. - Vol.97,№ 11. p.52 - 53.

76. Sconberg E.R., Berry C.W. Directionally drilled crossing constructed under river levee//Pipeline and Gas J. 1996, VI. - Vol.223, № 6. - P.26 - 28.