Details

Выпускная квалификационная работа посвящена разработке и обоснованию архитектуры современных систем дистанционного контроля промышленной безопасности на опасных производственных объектах нефтегазовой отрасли. Актуальность исследования обусловлена высокой протяжённостью магистральных трубопроводов, значительной долей труднодоступных участков трасс, а также возрастающими требованиями к снижению экологического ущерба в работе промышленности. Объект исследования — трубопроводная сеть и смежная инфраструктура исследуемого НГДУ. Предметом являются технические, организационные и информационные решения для дистанционного контроля, обнаружения и оперативного оповещения об аварийных разливах и утечках на удалённых участках трубопроводов и при пересечениях с водными объектами. В работе выполнен анализ особенностей исследуемого объекта, включая структуру трубопроводной сети, условия эксплуатации и потенциальные сценарии аварийных ситуаций. На основании анализа выделены приоритетные зоны контроля, характеризующиеся повышенной протяжённостью между запорной арматурой, значительным объёмом возможного разлива и сложными природно-климатическими условиями. Проведён обзор и сравнительный анализ современных технических средств дистанционного контроля, включая беспилотные летательные аппараты, стационарные мультисенсорные узлы, системы видеонаблюдения, газоаналитические и тепловизионные комплексы, а также распределённые волоконно-оптические системы. Учтён реальный опыт эксплуатации данных средств, патентные решения и возможности отечественных производителей. Ключевым результатом работы является разработка трёхвариантной архитектуры дистанционного контроля — бюджетной, балансной и премиальной — отличающихся составом технических средств, уровнем автоматизации и глубиной аналитической обработки данных. Показана интеграция предлагаемых архитектур с действующей системой управления промышленной безопасностью предприятия, обеспечивающая повышение оперативности обнаружения инцидентов и эффективности реагирования. Выполнена количественная оценка потенциального аварийного риска для магистрального трубопровода по состояниям «до» и «после» внедрения системы дистанционного контроля. Результаты расчётов подтверждают значительное снижение уровня риска за счёт сокращения времени обнаружения аварий и уменьшения тяжести последствий.

This graduation qualification work focuses on the development and justification of a remote industrial safety monitoring system for hazardous oil and gas facilities. The relevance of the study is related to the long length of main pipelines, the presence of hard-to-reach pipeline sections, and the growing need to reduce environmental damage caused by industrial activities. The object of the research is the pipeline network and related infrastructure of the studied oil and gas production unit. The subject of the research includes technical, organizational, and information solutions for remote monitoring, detection, and early warning of emergency spills and leaks on remote pipeline sections and at crossings with water bodies. The work analyzes the main features of the facility, including the structure of the pipeline network, operating conditions, and possible accident scenarios. Based on this analysis, priority monitoring zones were identified. These zones are characterized by long distances between shut-off valves, large possible spill volumes, and difficult natural and climatic conditions. A review and comparison of modern remote monitoring technologies was carried out. The study considers unmanned aerial vehicles, stationary multisensor units, video surveillance systems, gas detection and thermal imaging systems, and distributed fiber- optic monitoring systems. Real operational experience, patent solutions, and the capabilities of domestic manufacturers were taken into account. The main result of the work is the development of a three-level monitoring architecture: budget, balanced, and premium. These options differ in the set of technical tools, the level of automation, and the depth of data analysis. The integration of the proposed systems with the existing industrial safety management system is shown. This integration improves incident detection speed and response efficiency. A quantitative assessment of potential accident risk for a main pipeline was performed for the situations “before” and “after” the implementation of the remote monitoring system. The results show a significant reduction in risk due to faster accident detection and lower severity of consequences.