Анотація до роботи:

Кривенко Г.М. Прогнозування екологічного та технічного ризиків при експлуатації магістральних нафтопроводів з пересіченим профілем траси. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу. Івано-Франківськ, 2005.

Присвячена прогнозуванню екологічного та технічного ризиків при експлуатації магістральних нафтопроводів із пересіченим профілем траси шляхом комплексного дослідження факторів, що впливають на них. У роботі проведено аналіз стану екологічної безпеки нафтопроводів. Проведені експериментальні дослідження процесу витікання рідини дали змогу одержати залежності для визначення коефіцієнта витрати, який впливає на кількість нафти, що витече з дефектного отвору в разі виникнення аварійної ситуації, та екологічний ризик. Визначено небезпечні ділянки трубопроводів за допомогою методу рангової класифікації. Одержано рівняння регресії для визначення перепаду тиску в трубопроводі для прогнозування технічного ризику. Запропоновано залежність для визначення тиску з урахуванням його стрибкоподібної зміни. Побудовано математичну модель руху нафти для прогнозування технічного та екологічного ризиків при експлуатації неізотермічних нафтопроводів. Здійснено комп’ютерне моделювання процесу витікання нафти для прогнозування екологічного ризику. Дана прогнозна оцінка відносного екологічного та технічного ризиків при експлуатації нафтопроводів.

На основі узагальнення результатів аналітичних та експериментальних досліджень розв’язана важлива задача зменшення впливу магістральних нафтопроводів з пересіченим профілем траси при їх експлуатації на довкілля шляхом прогнозування ризиків небезпеки.

1. Аналіз стану проблеми з екологічної безпеки експлуатації магістральних нафтопроводів, а також результатів внутрішньотрубного діагностування інтелектуальними поршнями вказав на важливість дослідження факторів (коефіцієнта витрати, розподілу тиску), від яких залежить величина витікання нафти в разі виникнення аварійних ситуацій, та траєкторії витікання, яка впливає на площу забруднення території та збитки, нанесені довкіллю.

2. У результаті обробки експериментальних досліджень процесу витікання рідини одержано удосконалені залежності для визначення коефіцієнта витрати для отворів некруглої форми. Використання запропонованих залежностей дасть змогу визначити дійсну витрату нафти для прогнозування екологічного ризику. Достовірність одержаних залежностей перевірена шляхом зіставлення з даними аварійної ситуації на одному із нафтопроводів. Похибка при визначенні об’єму витікання склала 4,7%.

3. Доцільно використовувати адаптаційний метод рангової класифікації, розглядаючи технічний та екологічний ризики у взаємозв’язку, що дасть змогу визначати небезпечні ділянки трубопроводу та планувати послідовність проведення заходів для підвищення екологічної безпеки експлуатації магістральних нафтопроводів.

4. Критерій технічного ризику для дефектів на ділянці нафтопроводу, що досліджувалася, коливався в межах від 0,021 до 0,274. Тому для корегування тисків у процесі транспортування та прогнозування технічного ризику доцільно використовувати рівняння регресії, отримані внаслідок статистичної обробки довготривалих промислових досліджень, які охоплюють увесь спектр стаціонарних режимів експлуатації. Оскільки заміщення легких нафт важчими, в яких суттєво відрізняються густини (с = 790...900 кг/м³), призводить до зростання тиску на початку трубопроводу від 3,7 МПа до 4,2 МПа, що може бути причиною аварійної ситуації, тому запропоновано математичну модель спрощеної аналітичної реалізації задачі визначення розподілу тиску по довжині трубопроводу з урахуванням його стрибкоподібної зміни для прогнозування технічного ризику.

5. Побудована математична модель руху нафти, в якій розглядається вплив температури на гідравлічний розрахунок нафтопроводу з пересіченим профілем траси та повний коефіцієнт теплопередачі визначається за удосконаленими залежностями. Перепад тиску, визначений за допомогою математичної моделі, відрізняється від промислових вимірювань на 5,2%, що свідчить про адекватність даної моделі реальним процесам та можливість її використання для прогнозування технічного та екологічного ризиків.

6. Розроблена методика комп’ютерного моделювання розтікання нафти внаслідок можливого виникнення аварійної ситуації, за допомогою якої визначається напрям течії нафти з урахуванням заповнення улоговин та площа забрудненої території залежно від рельєфу місцевості, що дає змогу прогнозувати екологічний ризик та впроваджувати заходи з метою його попередження. Розроблено стандарт підприємства “Комп’ютерне моделювання витікання нафти з трубопроводу та прогнозування зони забруднення”, який затверджено у філії “Магістральні нафтопроводи “Дружба” ВАТ “Укртранснафта”. Очікуваний економічний ефект від реалізації стандарту підприємства у Дрогобицькому нафтопровідному управлінні відповідно до акта впровадження становить 131 тис. грн./рік.

7. Запропоновано методичні основи прогнозної оцінки відносного екологічного та технічного ризиків, які дозволяють порівняти реальне значення ризику з його максимально допустимим значенням. При цьому відносний екологічний ризик для досліджуваної ділянки трубопроводу становить R_ек.в=0,041, а відносний технічний ризик – R_Т.в=0,235.

Основний зміст дисертаційної роботи опубліковано в таких працях:

1. Возняк М.П., Кривенко Г.М., Возняк Л.В. Математична модель неізотермічного руху високов’язкої парафінової нафти з урахуванням її неньютонівської поведінки // Нафтова і газова промисловість. – 1996. – №4. – С.41-42.

2. Кривенко Г.М., Возняк М.П., Возняк Л.В. Математичне моделювання повного коефіцієнта теплопередачі для нафтопроводу // Нафтова і газова промисловість. – 2001. – №5. – С.41-42.

3. Кривенко Г.М. Покращення екологічного стану в районах проходження траси нафтопродуктопроводів // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. – Івано-Франківськ. – 2000. – Т.5, №37. – С.181-182.

4. Кривенко Г.М. Аналіз інформативності ознак на перепад тиску в трубопроводі // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ.– Івано-Франківськ. – 2001. – Т.6, №37. – С.171-175.

5. Кривенко Г.М., Семчук Я.М., Возняк М.П. Дослідження процесу витікання рідини при виникненні аварійної ситуації // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. – Івано-Франківськ. – 2001. – Т.5, №38. – С.120-123.

6. Кривенко Г.М. Прогнозування технічних ризиків з’єднувальних трубопроводів підземних сховищ // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. – 2004. – №2(8). – С.190-191.

7. Кривенко Г.М., Семчук Я.М., Возняк М.П., Возняк Л.В. Класифікація дефектів з’єднувальних трубопроводів підземних сховищ // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. – 2004. – №2(8).– С.192-193.

8. Семчук Я.М., Кривенко Г.М., Дрогомирецький Я.М., Говдяк Р.М. Аналіз сучасного стану досліджень надійності магістральних нафтогазопроводів та причин і умов їх відмови // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. – Івано-Франківськ. – 2001. – Т.5, №38. – С.159-166.

9. Семчук Я.М., Кривенко Г.М., Гораль Л.Т., Говдяк Р.М. Технічний та екологічний ризики при експлуатації магістральних трубопроводів // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2001. – №1. – С.68-70.

10. Возняк М.П., Кривенко Г.М. Аналіз інформативності різних ознак відносно ефективного діаметра нафтопроводу // Нафта і газ України. Збірник наукових праць: Матеріали 6-ої Міжнародної науково-практичної конференції “Нафта і газ України – 2000”. – Том 3. – Івано-Франківськ. –2000. – С.111-115.

11. Кривенко Г.М. Визначення небезпечних ділянок трубопроводів за допомогою методу рангової класифікації // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Україна наукова’2003”. – Том 15. Екологія. – Дніпропетровськ: Наука і освіта. – 2003. – С.16 -17.

12. Семчук Я.М., Кривенко Г.М. Використання геоінформаційних систем в трубопровідному транспорті // Тези доповіді науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІФДТУНГ. – 2001.– С.166-167.