Моделирование возникновения ЧС на нефтепроводе

Модель предназначена для прогнозирования зоны аварийного разлива нефтепродуктов в результате прорывов на магистральных или промысловых нефтепроводах.

Алгоритм модели основан на методике, разработанной в Институте проблем транспорта энергоресурсов (ИПТЭР) авторским коллективом ИПТЭР под руководством академика Асгата Галимьяновича Гумерова при участии специалистов НИЦ «Экобезопасность» и АК «Транснефть».

Моделирование разлива нефтепродуктов выполняется в одном из двух режимов:

-   с расчетом объема вытекших нефтепродуктов по заданным параметрам;

-   по известному объему вытекших нефтепродуктов.

Расчет объема нефтепродуктов, вылившихся из трубопровода, производится в 3 этапа, определяемых разными режимами истечения:

-   истечение нефти с момента повреждения до остановки перекачки (отключения нефтеперекачивающих станций);

-   истечение нефти из трубопровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек;

-   истечение нефти из трубопровода с момента закрытия задвижек до прекращения утечки.

Для начала моделирования с расчетом объема вытекших нефтепродуктов необходимо задать исходные условия. На карте требуется указать незамкнутый линейный объект – нефтепровод, а также точку на нем – место прорыва.

Также необходимыми условиями для моделирования являются расстояния от места прорыва до ближайших (в обе стороны) задвижек и НПС. Задвижки и НПС могут быть определены автоматически по карте нефтепровода или указаны вручную точками на нефтепроводе. Для автоматического определения задвижек и НПС на нефтепроводе должны быть указаны классификационные коды этих объектов и соблюдено условие их топологической связанности с нефтепроводом: задвижки и НПС должны располагаться в точках метрики нефтепровода. Поиск задвижек в точках метрики предполагает их наличие так же и на самих НПС. Протяженность поврежденного участка нефтепровода заключенного между НПС, протяженность участка нефтепровода от НПС до места повреждения, геодезические отметки начала и конца участка определяются по профилю трассы нефтепровода.

Остальные исходные данные для расчета объема вытекших нефтепродуктов могут быть введены вручную, либо оставлены со значениями по умолчанию.

Параметры, относящиеся к характеристикам нефтепровода, – «Глубина залегания», «Плотность нефти», «Диаметр трубы» и «Толщина стенок трубы», «Давление в начале», – могут быть заполнены из семантических характеристик объекта «нефтепровод» на карте.

При выполнении моделирования разлива нефтепродуктов по уже известному объему достаточно только указать точку аварии и задать значение объема вытекших нефтепродуктов.

Форма ввода данных – ЧС на нефтепроводе:

На форме ввода данных необходимо ввести следующие параметры:

1) Карта – выбрать из выпадающего списка пользовательскую карту, содержащую объекты инфраструктуры нефтепровода (трубопровод, заглушки, НПС);

2) Объект – здесь отображается полное название выбранного на карте объекта нефтепровода;

3) Координаты точки повреждения – нажать на кнопку , выбрать на карте двойным кликом объект нефтепровода и указать на нём точку прорыва;

4) Рассчитать объем вытекшей нефти – режим автоматического расчёта объема вытекшей нефти:

- Объем известен заранее – режим моделирования разлива нефти с учетом известного заранее объема нефтепродуктов:

 -   Полный объем вытекшей нефти, известный заранее – указать полный объем вытекшей нефти, известный заранее, в куб. м;

- Рассчитать объем – режим моделирования разлива нефти с предварительным расчетом объема нефтепродуктов:

-  Вкладка «Параметры из карты» – ввод данных, получаемых из карты:

-   Насосные станции – с помощью кнопки выбрать из классификатора код НПС / с помощью кнопки указать на карте координаты обеих НПС вручную;

-   Задвижки – с помощью кнопки выбрать из классификатора код задвижек / с помощью кнопки указать на карте координаты обеих задвижек вручную;

-   Высота в начальной точке – индикация высоты в начальной точке расчета;

-   Высота в конечной точке – индикация высоты в конечной точке расчета;

-   Высота в точке прорыва – индикация высоты в точке прорыва;

-   Расстояние от НПС до задвижки 1 – индикация расстояния от НПС до задвижки 1;

-   Расстояние от НПС до задвижки 2 – индикация расстояния от НПС до задвижки 2;

-   Расстояние от НПС до точки прорыва – индикация расстояния от НПС до точки прорыва;

-   Протяженность аварийного участка – индикация протяженности аварийного участка;

-   Глубина залегания – указать значение глубины залегания / получить значение по коду семантики, нажав на кнопку ;

-   Плотность нефти – указать значение плотности нефти / получить значение по коду семантики, нажав на кнопку ;

-   Давление в начале – указать значение давления в начале / получить значение по коду семантики, нажав на кнопку ;

-   Диаметр трубы – указать значение диаметра трубы / получить значение по коду семантики, нажав на кнопку ;

-   Толщина стенок трубы – указать значение толщины стенок трубы / получить значение по коду семантики, нажав на кнопку ;

- Вкладка «Параметры расчета» – ввод данных, влияющих на результаты этапов расчета:

-   Время от аварии до остановки насосов – указать интервал времени от аварии до остановки насосов, как десятичную дробь;

- Время от остановки насосов до перекрытия задвижек – указать интервал времени от остановки насосов до перекрытия задвижек, как десятичную дробь;

-   Время от перекрытия задвижек до ликвидации утечки – указать интервал времени от перекрытия задвижек до ликвидации утечки, как десятичную дробь;

-   Интервал времени – указать элементарный интервал/шаг времени расчетов;

- Давление (повреждение) в начале участка – указать значение давления в начале участка при повреждении;

-   Давление (повреждение) в конце участка – указать значение давления в конце участка при повреждении;

-   Расход нефти в исправном нефтепроводе – указать значение расхода нефти в исправном нефтепроводе;

-   Расход нефти в поврежденном нефтепроводе – указать значение расхода нефти в поврежденном нефтепроводе;

-   Площадь дефектного отверстия – указать величину площади дефектного отверстия;

-   Коэффициент вязкости нефти – указать значение коэффициента вязкости нефти в формате X*10Y;

-   Показатель режима движения нефти – указать значение показателя режима движения нефти;

-   Напор (атм. давление) – указать значение напора (атм. давление);

-   Гидравлический уклон – указать значение величины гидравлического уклона.

5)Высота волны потока растекающихся нефтепродуктов – указать величину высоты волны потока растекающихся нефтепродуктов;

6)Толщина пленки нефтепродуктов, остающихся после растекания – указать величину толщины пленки нефтепродуктов, остающихся после растекания;

7)Размер стороны элемента матрицы – указать значение размера стороны элементарного элемента матрицы для расчетов.

8)Общий объем нефти, вытекшей при аварии:

-   В режиме «Объем известен заранее» – в данное поле помещается значение, введенное в поле «Полный объем вытекшей нефти, известный заранее»;

-   В режиме «Рассчитать объем» – в данное поле помещается результат предварительного расчета объема с учетом введённых на вкладках данных. Для перерасчета объема при изменении данных необходимо нажать на кнопку .

После заполнения всех необходимых полей нажать кнопку .

Отображение на карте результатов моделирования ЧС на нефтепроводе: