Изменение качества подготовки ремонтных работ для повышения промышленной безопасности трубопроводов газоконденсатных месторождений Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Литература

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

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

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

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

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

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