Розробка методів локалізації пошкоджень газопроводу для проведення ремонтних робіт

Abstract

Дисертацію присвячено розробці методів локалізації наскрізних дефектів газопроводу з метою забезпечення можливості проведення ремонтних робіт без припинення транспортування газу та локалізації ділянок газопроводу з метою забезпечення можливості заміни протяжних дефектних ділянок, застарілих та дефектних кранових вузлів без випорожнення і продувки трубопроводу. локалізації місця витоку в потоці транспортованого газу до місця аварійного витоку та вплив часткового перекриття газопроводу пристроєм на ефективність його роботи. Досліджено вплив динамічно прикладених навантажень на конструкцію пристрою для локалізації місця витоку та стопорний вузол під час зупинки пристрою в місці аварійного витоку. Теоретично досліджено процес локалізації ділянки газопроводу пристроєм для локалізації ділянки газопроводу.

В первом разделе выполнен анализ состояния газотранспортной системы Украины, причин отказов и методов ремонта линейной части газопроводов, на основании которого сформулированы цель и задачи работы. Второй раздел посвящен разработке и теоретическому исследованию технологии локализации сквозных дефектов газопровода. Разработана конструкция устройства для локализации места течи в газопроводе, применение которого позволит провести ремонт газопровода без прекращения транспортировки газа, что даст возможность обеспечить бесперебойное снабжение потребителей газом и существенно снизит потери газа во время проведения ремонтных работ. Предложены технологии, которые можно применить для ремонта сквозного дефекта газопровода после локализации течи. Создан алгоритм реализации математической модели, который учитывает влияние аварийной течи на динамику движения устройства газопроводом, что даст возможность оперативно принимать диспетчерские решения для управления скоростью движения устройства и определять распределение значений эксплуатационных параметров вдоль газопровода во время движения устройства к месту аварии. С помощью уравнений, полученных в результате реализации математической модели движения устройства газопроводом, проведены теоретические исследования динамики движения устройства для локализации места течи по газопроводу к месту аварии, рассчитано время доставки устройства к месту аварии, определено распределение давления и характер изменения скорости движения устройства по длине газопровода. Исследовано зависимость объема утраченного газа за время доставки устройства до места течи от диаметра течи, что позволит перед применением разработанного метода провести экономическую оценку. Проведен анализ процесса торможения устройства для локализации места течи в месте аварийной утечки газа. Исследовано влияние динамически приложенных нагрузок на конструкцию устройства для локализации места течи и стопорный узел, что позволило выбрать такие геометрические размеры корпуса устройства и стопорного узла, которые обеспечат работоспособность конструкции во время столкновения устройства с стопором. Проведена оценка эффективности работы газопровода во время частичного перекрытия его полости устройством для локализации места течи путем определения зависимости величины давления газа в конце участка газопровода от падения давления на устройстве. В третьем разделе приведены результаты экспериментальных исследований динамики движения устройства для локализации места течи по трубопроводу к месту аварии и влияния частичного перекрытия трубопровода устройством на эффективность его работы. Для практической реализации поставленных задач изготовлен объект исследований - модель устройства для локализации места течи и разработано и построено экспериментальный стенд. Экспериментально исследовано изменение скорости движения модели устройства для локализации места течи по длине трубопровода и установлено, что характер экспериментальных кривых совпадает с характером кривых построенных на основе теоретических исследований. С помощью метода математического планирования эксперимента исследовано влияние расхода воздуха в трубопроводе, расхода воздуха через аварийную течь и геометрического уклона трубопровода к горизонту на скорость движения модели устройства для локализации места течи трубопроводом. Проведены экспериментальные исследования влияния расхода воздуха в трубопроводе на скорость движения модели устройства. Экспериментально определен коэффициент местного сопротивления модели устройства и проведены экспериментальные исследования влияния частичного перекрытия трубопровода моделью устройства на эффективность его работы. Четвертый раздел посвящен разработке и теоретическому исследованию технологии локализации участка газопровода. Разработана конструкция устройства для локализации участка газопровода, применение которого позволит локализовать протяжный участок газопровода и обеспечит возможность замены устаревших и дефектных крановых узлов, протяжных дефектных участков газопровода, без опорожнения и продувки газопровода. Создан алгоритм реализации математической модели движения устройства дефектным участком газопровода с аварийной утечкой газа за устройством, что позволило определить расстояние, которое пройдет устройство от места аварийной утечки газа к полной остановке. Проведены теоретические исследования зависимости расстояния, которое пройдет устройство после прохождения места аварийной утечки газа к полной остановке от скорости движения устройства к аварийной утечке газа для разных диаметров газопроводов.

Dissertation is devoted to development of localization method of penetration defects of a gas pipeline, where the main purpose is to provide the possibility to lead repair works without stopping transporting the gas and localization of gas pipeline areas with the purpose to provide the possibility of replacement of the lengthy defects gas pipeline section, obsolete and defective valve without emptying and blowing of gas pipeline. Theoretical and experimental researches are conducted to the motion dynamics device for localization of leak place in the stream of the transported gas to the emergency leak place and also influencing of the partial ceiling of gas pipeline by the device on the capacity of gas pipeline. Influence of the dynamic loadings is set on device's construction for localization of leak place and retainer while the device is stopped in the emergency leak place. Theoretically, the localization process of gas pipeline section is explored by the device for localization section of gas pipeline.