Новые технологии нефтегазовому региону
|
Скачать 4.16 Mb.
|
|
Разработка устройства для создания управляющего магнитного поля для сварки вращающейся дугой Романов Е.В., Крылов А.П., Аксёнов А.В., ТюмГНГУ, г. Тюмень В настоящее время для строительно-монтажных организаций нефтегазового комплекса, одной из наиболее актуальных задач является сокращение затрат на строительство. Известно, что расходы на сварочные работы составляют немалую часть в структуре затрат на сооружение нефтегазовых объектов. В настоящее время основным способом сварки при монтаже внутрипромысловых трубопроводов является ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Этот способ при всех своих достоинствах имеет ряд серьёзных недостатков, таких как низкая производительность, сравнительно малый ресурс сварных соединений из-за значительных изменений механических свойств околошовной зоны. Кроме того, вследствие острой нехватки квалифицированных сварщиков, в последнее время увеличился процент барка сварных соединений. Вместе с тем подавляющая часть сварочно-монтажных работ выполняется с использованием дорогостоящих импортных сварочных материалов. Указанные недостатки значительно затрудняют процесс сварочно-монтажных работ при сооружении внутрипромысловых трубопроводов и повышают их стоимость. Одним из способов повышения эффективности сварочно-монтажных работ является внедрение сварки труб дугой, вращающейся в магнитном поле. Суть процесса заключается в оплавлении стыков труб электрической сварочной дугой, перемещающейся по периметру стыка под действием радиальной составляющей магнитного поля включенных встречно магнитов и механической осадке с требуемым усилием. При этом для реализации процесса не требуется использование сварочных материалов и привлечение высокооплачиваемых сварщиков. Для создания управляющего магнитного поля (УМП), сварочные машины оборудуют специальными устройствами. В этих устройствах могут быть использованы либо постоянные магниты, либо электромагниты. Применение постоянных магнитов значительно упрощает конструкцию сварочной машины. Во-первых, упрощается механизм зажатия. Во-вторых, не требуется дополнительного источника питания. Также постоянные магниты выполняются разъёмными, что облегчает установку труб в зажимные устройства и снятие сваренного узла с машины. Благодаря указанным преимуществам постоянные магниты нашли наибольшее распространение в устройствах для создания УМП. Однако устройства с постоянными магнитами имеют ряд недостатков, основным из которых является крайне ограниченная возможность регулирования индукции УМП в зазоре между свариваемыми деталями. Этот недостаток делает машину очень ограниченной в плане типоразмеров свариваемых деталей, приводит к появлению сложностей при переналадке, а также делает невозможной сварку труб с толщиной стенки более 6 мм. К тому же следует учитывать налипание на постоянные магниты металлических частиц, что может привести к короткому замыканию сварочного контура. Электромагниты являются более гибкими системами, позволяющими варьировать значение магнитной индукции УМП и направление магнитного потока, непосредственно в процессе сварки, что позволяет осуществить сканирование дуги по всей толщине стенки трубы, обеспечивая равномерный разогрев. Данное преимущество позволит сваривать трубы с толщиной стенки гораздо больше 6 мм. Наибольшее распространение в сварочных машинах получили устройства для создания УМП с электромагнитами, представляющими собой катушки медной проволоки навитые вокруг свариваемых труб, закрытые в неферромагнитный корпус. Эти катушки располагаются друг напротив друга и включаются встречно. Недостатками таких устройств являются их неразъёмность и отсутствие собственных магнитопроводов. Последнее является причиной появления в процессе сварки так называемого магнитного зазора, то есть участков у торцов труб нагретых выше точки Кюри потерявших магнитные свойства, что в свою очередь вызывает изменение радиальной составляющей магнитной индукции УМП.  Рис. 1. Конструкция устройства для создания управляющего магнитного поля В работе предлагается конструкция (рис. 1) электромагнитов, вобравшая в себя достоинства в себя достоинства вышеперечисленных устройств, но в тоже время лишённая их недостатков. В представленной конструкции на разъёмные основания 3 устанавливаются ферромагнитные магнитопроводы 2, на которые в свою очередь намотаны катушки 1 электромагнитов. Они подключены таким образом, что создают встречные магнитные потоки. Благодаря этому в зазоре между трубами 4 появляется радиальная составляющая магнитного поля Br. Преимущества данной конструкции заключаются в том, что электромагниты располагаются в стороне от линии сварки и поэтому не попадают под тепловое воздействие сварочной дуги. К тому же, поскольку электромагниты имеют собственные магнитопроводы, появление магнитного зазора не оказывает негативного влияния на распределение магнитной индукции в зазоре, и даже несколько увеличивает радиальную составляющую поля за счёт уменьшения шунтирования магнитного потока. Были проведены расчёт магнитной цепи электромагнитов, которые показали, что в данной конструкции могут быть применены катушки серийно выпускаемые промышленностью. С использованием разработанного устройства была произведена сварка труб диаметром 114 мм с толщиной стенки 5 мм. В результате были полученные сварные соединения с равномерным гратом без видимых дефектов по всему периметру стыка, высота которого не превышала 3 мм. Проведённые механические испытания показали, что разрушение происходит по основному металлу на значительном расстоянии от зоны термического влияния. Проведённые испытания электромагнитов показали, что разработанное устройство для создания УМП обеспечивает надёжное возбуждение и устойчивое движение дуги по периметру стыка. Из вышесказанного можно сделать вывод, что предлагаемое устройство можно использовать в машинах для сварки труб вращающейся дугой, внедрение которой позволит повысить производительность при строительстве нефтегазовых объектов, а также качество и ресурс сварных стыков трубопроводов. Список литературы 1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. – М: Высшая школа, 1978. – 528 с, ил. 2. Вольдек А. И. Электрические машины. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с, ил. 3. Машиностроение. Энциклопедия. Оборудование для сварки. Т. IV-6/ В. К. Лебедев, С И. Кучук-Яценко, А. И. Чвертко и др.; Под ред. Б. Е. Патона. – М: Машиностроение, 1999. – 496 с, ил. Научный руководитель: Новосёлов В.В., д.т.н., профессор. Оптимизация затрат линейно-производственного управления на техническое обслуживание и ремонт участка магистрального трубопровода Савченко Н.Ю., ТюмГНГУ, г. Тюмень, Круглов С.О., Сосьвинское ЛПУ МГ, п. Хулимсунд Наиболее развитыми отраслями промышленности на территории Западной Сибири являются нефтяная и газовая, которые обеспечивают свыше 70% общероссийского баланса углеводородного сырья страны. Общая протяженность магистральных и промысловых трубопроводов по региону составляет более 200 тыс. км. По времени эксплуатации 80% трубопроводов находятся в работе 10-35 лет, 20% эксплуатируются более 25 лет [1]. Исходя из этого, важным направлением является обеспечение эксплуатационной надежности магистральных трубопроводов. Основной задачей технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) линейной части магистрального трубопровода (ЛЧ МТ) является обеспечение надежной эксплуатации транспортной системы, бесперебойной поставки продукта потребителям. Своевременное выполнение необходимых ремонтных работ и профилактических мероприятий, обеспечивающих долговечность и надежность работы всех линейных сооружений, является одной из основных задач линейно-эксплуатационной службы (ЛЭС). Линейно-эксплуатационная служба является структурным подразделением линейного производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУ МГ). Одной из функций ЛЭС является проведение текущих и капитальных ремонтов ЛЧ МГ с целью продления технического ресурса газопроводов и предотвращения возникновения аварийных ситуаций. Текущим ремонтом считаются работы по поддержанию линейной части и ее оборудования в исправном состоянии. Работы по поддержанию и повышению надежности и безопасности эксплуатации проводятся силами ЛЭС или подрядных организаций, имеющих лицензии. В объем текущего ремонта включаются работы, не предусмотренные в планах капитального ремонта газопроводов. Здесь ликвидируются дефекты, выявленные в ходе осмотров, обследований и технического обслуживания МГ, в частности, линейной части, крановых площадок, переходов и пересечений узлов приема и пуска очистных устройств, площадок и зон, прилегающих к ним. Для реализации текущего ремонта составляется план-график, где в течение календарного года могут быть внесены дополнения по результатам выполненных осмотров, обследований, испытаний. Совершенствование организации технического обслуживания и ремонта линейной части магистрального газопровода (ЛЧ МГ) позволит сократить материальные затраты по поддержанию необходимого уровня надежности МГ за счет оптимального использование финансовых ресурсов, технологий и конструктивных решений, с помощью которых обеспечивается процесс эксплуатационного режима трубопроводов. В общем понятии оптимизация предусматривает выбор среди элементов заданного множества некоторого элемента, который был бы в определенном смысле наиболее предпочтительным. Чтобы сравнивать между собой разные элементы, необходимо иметь количественный критерий, т.е. показатель эффективности [2]. Эффективность в технике и экономике понимается, как способность системы полноценно выполнять свои функции при минимально приемлемых затратах. Для повышения эффективности работы ЛПУ необходимо найти оптимальное соотношение затрат на ТО и Р участка МГ и потерянного дохода от недопоставки продукта потребителю из-за отказа участка трубопровода. Целевая функция будет выглядеть следующим образом  где  - показатель общих затрат, тыс. руб/км;     - годовые затраты, тыс. руб., соответственно на: материально-техническое обеспечение, общую заработную плату, административно-хозяйственную деятельность, эксплуатацию машин и механизмов;  - протяженность рассматриваемого участка ЛЧ МГ, км; ZПД – потерянный доход, тыс. руб.Располагая необходимыми данными по затратам и статистикой по количеству отказов на участке МГ за несколько лет, можно составить график целевой функции и найти оптимальное соотношение затрат на процесс ТО и Р участка и потерянного дохода, а также показатель надежности работы МГ при данном соотношении. Разработанная методика определения оптимального уровня ресурсного обеспечения позволяет усовершенствовать систему управления ресурсами ЛПУ за счет более целенаправленного их распределения. Список литературы 1. Иванов В.А., Плотников С.А. Разработка комплекса внутритрубного бестраншейного метода ремонта дефектных трубопроводов// "Проблемы эксплуатации систем транспорта": Материалы всероссийской научно-практической конференции. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. - С. 145-148. 2. Обухов А.Г., Дорошенко С.И. и др. Основы теории оптимизации: Учебное пособие. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. - 90 с. Совершенствование системы технического диагностирования резервуарных парков с применением метода тепловой дефектоскопии Сильницкий П.Ф., Дюдин Д.С., ТюмГНГУ, г. Тюмень Потери нефти и нефтепродуктов во время их хранения по причине образования различных дефектов в резервуарах ведут к большим экономическим потерям. Для обеспечения надежности эксплуатируемых резервуаров и разработки системы профилактики необходима информация о техническом состоянии конструкции, ее отдельных элементов и узлов. Основное назначение технической диагностики состоит в повышении надежности эксплуатации резервуарных конструкций, а также в предотвращении производственного брака на этапах промышленного изготовления элементов конструкции и при производстве строительно-монтажных работ. Конкретные задачи диагностирования связаны с ранним обнаружением дефектов и неисправностей в элементах конструкции резервуаров и с использованием ресурсов путем оптимизации технической эксплуатации конструкций. Существует множество методов диагностики резервуаров, среди которых можно отметить как представляющие наибольший интерес методы тепловой дефектоскопии, магнитной дефектоскопии, электроиндуктивный метод обнаружения дефектов и акустический метод диагностирования. Чаще всего используются методы акустической диагностики и магнитной дефектоскопии. Предлагается чаще использовать метод тепловой дефектоскопии, основанный на различии коэффициентов теплопроводности в средах (нефтепродукт, элемент конструкции, изоляционное покрытие). Обнаружение минимального дефекта зависит от отношения коэффициентов теплопроводности этих сред. Достижения в области инфракрасной техники позволяют оценить поток тепла, проходящий через определенную среду, который используется в качестве носителя информации о сплошности и однородности стали и изоляционного покрытия. В настоящее время для этого широко используются тепловизоры, сканирование осуществляется оптико-механическими системами либо электронными средствами. Также получают распространение лазерные топографы, позволяющие вычислять поля температур в поперечных сечениях факелов пламени, потоков газа или жидкости. Лазерные пирометры, работающие на эффекте комбинационного рассеяния света, позволяют фокусировать излучение в любую точку измеряемого объема. Основные практические преимущества использования метода активного теплового неразрушающего контроля:
Наличие описанных преимуществ метода тепловой дефектоскопии в комплексной диагностике резервуаров позволит достичь сокращения времени, затрачиваемого на диагностику, сократить затраты на ее проведение и обеспечить получение наиболее полных данных, описывающих состояние конструкций резервуара. Использование свойств магнитной памяти металла при диагностике магистральных трубопроводов в условиях Западной Сибири Тарасенко М.А., Кашлач М.В., ТюмГНГУ, г. Тюмень Утечки жидких углеводородов на стадии их хранения и транспортировки по причине образования различных дефектов в резервуарах, аварийные разливы и взрывы при авариях в результате коррозионных повреждений трубопроводов, приводят к экономическим потерям, загрязнениям окружающей среды, гибели рабочего персонала и многим другим нежелательным последствиям. В связи с этим надежная и безаварийная работа объектов добычи, транспорта и хранения нефти и газа во многом зависит от своевременного контроля их технического состояния. Это делает весьма актуальным решение задачи повышения надежности эксплуатации объектов нефтегазового комплекса за счет своевременного выявления возможных деформаций и разрушений по причине действия как внешних факторов, так и процессов внутренней коррозии. Предлагается использовать метод магнитной памяти металла, основанный на регистрации и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния на поверхности изделий с целью определения зон концентрации напряжений, дефектов, неоднородности структуры металла и сварных соединений. |
Похожие:
 |
Новые технологии нефтегазовому региону Новые технологии – нефтегазовому региону [Текст] : материалы Всероссийской научно-практической конференции. Т. 2; под ред. В. И.... |
|
Новые технологии нефтегазовому региону. Материалы региональной конференции... Новые технологии – нефтегазовому региону. Материалы региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.– Тюмень: Тюмгнгу,... |
 |
Инструкция по размещению материалов Всероссийского конкурса методических... Всероссийского конкурса методических и управленческих проектов «новые технологии – новые возможности» |
|
Курсовая работа с аптечной технологии лекарств на тему: «Совершенствование... На базе новейших научных открытий создаются принципиально новые, более совершенные и производительные технологические процессы,... |
|
Учебно-методический комплекс дисциплина: квантитативная лингвистика... Программа дисциплины «квантитативная лингвистика и новые информационные технологии» 4 |
|
Пояснительная записка Стремительное развитие информационных и коммуникационных... Школьникам, которые сегодня сидят за партами, предстоит осваивать новые профессии, новые технологии, решать новые задачи. Школьное... |
|
Николая Анатольевича Попова посвящается пенобетон: новое в основах технологии Предложены следующие новые приёмы в технологии неавтоклавного пенобетона без наполнителей и заполнителей, а также изделий на его... |
|
Новые технологии Систематические ошибки в рассуждениях, потенциально влияющие на оценку глобальных рисков 159 |
|
О проведении пуско-наладочных работ Общество с ограниченной ответственностью «Новые технологии инжиниринг», именуемое в дальнейшем |
|
Интерактивная доска в образовательном процессе Новые информационные технологии, безусловно, играют в этом смысле положительную роль |
|
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Новые разделы информатики» Данные методические указания «Мультимедиа технологии»к лабораторным работам могут быть полезны студентам и преподавателям смежных... |
|
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Новые разделы информатики» Данные методические указания «Мультимедиа технологии»к лабораторным работам могут быть полезны студентам и преподавателям смежных... |
|
Англо-русский словарь по нефтегазовому делу ... |
|
Новые медицинские технологии Метод интрамиокардиальной клеточной трансплантации с прогностическими критериями его клинической эффективности у больных с тяжелой... |
|
Региональная благотворительная общественная организация «центр лечебной педагогики» Психолого-педагогическая помощь детям с ограниченными возможностями здоровья: современные подходы и новые технологии |
|
Центр психолого-медико-социального сопровождения На IV всероссийский конкурс психолого-педагогических программ «Новые технологии для «Новой школы» |