СПОСОБ КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РЕМОНТНЫХ (ОГНЕВЫХ) РАБОТ НА ОБЪЕКТАХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к магистральным трубопроводным системам транспорта газа, а более конкретно, к непрерывному контролю за обеспечением взрывопожаробезопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на отключенном и выведенном в ремонт со стравливанием газа подземном или надземном участке действующего объекта магистрального трубопровода.

Известна автоматизированная система контроля загазованности по метану воздуха рабочих зон во взрывоопасных помещениях - галереях и отсеках нагнетателей компрессорных цехов (КЦ), залах редуцирования, блоках переключений и приборных контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА) на газораспределительных станциях, блоках подготовки топливного и пускового газа КЦ, состоящая из датчиков обнаружения газа, подключенных как к вычислительному устройству, так и к органам управления системой аварийно-вытяжной вентиляции (стандарт СТО Газпром 2-3.5-454-2010 «Правила эксплуатации магистральных газопроводов»).

Данная стационарная автоматизированная система обеспечивает:

- управление технологическим процессом и аварийное отключение оборудования как автоматическое, так и дистанционное;

- контроль основных параметров в полном объеме только при условии ведения технологического процесса (в том числе и контроль загазованности для опасного производственного объекта транспорта газа только во взрывоопасных помещениях).

Однако данная система после остановки технологического процесса и полного отключения и освобождения оборудования и коммуникаций от взрывоопасных сред, отглушения для производства плановых или аварийных ремонтных (огневых) работ не обеспечивает автоматический контроль параметров, определенных установленной технологией Регламента ремонтных (огневых) работ, и постоянно контролируемых для безопасного проведения работ на объектах магистральных трубопроводов в Единой газотранспортной системе (ЕГС) ОАО «Газпром» РФ.

Известен регламент подготовки и проведения ремонтных (огневых) работ на опасных производственных объектах ЕГС России, который устанавливает методы и способы отключения запорной арматуры, оборудования и трубопроводов, стравливания газа, установки и контроля избыточного давления, вырезки технологических отверстий с дополнительной установкой во внутритрубное пространство временных герметизирующих устройств (ВГУ), продувки, проведения сварочно-монтажных работ, вытеснения газовоздушной смеси из отремонтированного оборудования или трубопроводов. При этом контроль загазованности во взрывоопасной зоне, избыточного давления в ремонтируемом магистральном трубопроводе, давления в ВГУ осуществляют отдельными средствами измерения - переносными газоанализаторами, манометрами, тягонапоромерами и манометрами прямого действия (СТО Газпром 14-2005 «Типовая инструкция по безопасному проведению огневых работ на газовых объектах ОАО «Газпром», разработанный Научно-исследовательским институтом природных газов и газовых технологий - НИИГАЗ в соответствии с «Типовой инструкцией по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах», утвержденной Госгортехнадзором России 23 июня 2000 г.).

В соответствии с указанным регламентом определены обязанности и ответственность начальников служб (цехов), смен, диспетчера, исполнителей, руководителя комплекса работ, ответственных за подготовку и безопасное проведение ремонтных (огневых) работ повышенной опасности на опасных производственных объектах (ОПО) магистральных трубопроводов, которые обеспечивают:

- двухстороннюю связь с постоянным докладом в производственно-диспетчерскую службу (ПДС);

- отключение ремонтного магистрального трубопровода от соседних участков, отводов линейными кранами, запорной арматурой и освобождение его от газа до давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.);

- герметичность отключающей запорной арматуры;

- замеры избыточного давления манометрами, которые устанавливают на отключающей запорной арматуре и на месте проведения ремонтных (огневых) или сварочно-монтажных работ с помощью трубки со специальным конусным ниппелем, запрессованным в отверстие диаметром 6-8 мм, просверленным в верхней части ремонтного магистрального трубопровода перед вырезкой технологических отверстий в ремонтном магистральном трубопроводе и в процессе проведения ремонтных (огневых) работ;

- локализацию через технологические отверстия в ремонтном магистральном трубопроводе мест проведения ремонтных (огневых) работ ВГУ, которые накачивают воздухом или инертным газом перед резкой черновых резов и других работ, связанных с разъединением трубопровода, как правило, на расстоянии 8-10 м по обе стороны от места выполнения ремонтных (огневых) работ;

- вентиляцию ремонтного магистрального трубопровода между первой парой, установленных во внешние стороны от места проведения ремонтных (огневых) работ, в направлении отключающих устройств через технологические отверстия ВГУ естественным путем воздухом или инертным газом, с последующей установкой второй пары ВГУ в ремонтный магистральный трубопровод во внутренние стороны от технологического отверстия в направлении места проведения ремонтных (огневых) работ;

- постоянный контроль за состоянием давления в ВГУ по манометрам, специально выделенным персоналом с запрещением привлечения персонала к другим видам работ;

- чистовые резы трубопровода и сварочно-монтажные работы по его восстановлению после установки ВГУ при загазованности в трубе и котловане не более 20% от нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ), то есть не более 1% CH₄;

- назначение дежурных наблюдателей за состоянием взрывоопасной зоны с целью подачи сигнала о немедленном прекращении работы при возникновении предаварийной ситуации или дополнительной опасности;

- регулярный контроль за состоянием взрывоопасных зон, воздушной среды воздуха рабочей зоны, воздушной среды во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода специально выделенным персоналом с запрещением привлечения данного персонала к другим видам работ переносными газоанализаторами не реже чем через каждые 30 минут;

- проведение ремонтных (огневых) работ при содержании газа в воздухе рабочей зоны не выше 20% от НКПВ, то есть не выше 1% СН₄;

- вытеснение газовоздушной смеси из ремонтного магистрального трубопровода на этапе завершающих работ (после положительных результатов контроля сварных соединений по вварке катушки, тройника, крана, захлеста и т.п.) природным газом давлением не более 1 кгс/см² или азотом давлением не более 1,5 кгс/см² до содержания кислорода в выходящей газовоздушной смеси не более 2% (по объему).

- заварку технологических отверстий под избыточным давлением (после определения содержания кислорода в газе) в соответствии с «Руководящим документом по технологии сварки труб при производстве ремонтно-восстановительных работ на газопроводах» (РД 558-97);

- немедленное прекращение огневых работ, с выводом людей из опасной зоны, в случаях отступления от требований утвержденного регламента - СТО Газпром 14-2005 «Типовая инструкция по безопасному проведению огневых работ на газовых объектах ОАО «Газпром», нарушения мер безопасности ведения работы, нарушения технологии производства работ, а также при возникновении в рабочей или опасной зоне взрывопожароопасной ситуации, в том числе при повышении концентрации газа более 20% от НКПВ (более 1% CH₄) во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода или в воздухе рабочей зоны, снижения давления в ВГУ, превышения избыточного давления в отключенных участках между отключающей запорной арматурой и ВГУ со всех сторон от места проведения работ, до выявления и ликвидации причин возникновения аварийной ситуации.

Процесс возникновения аварийной ситуации в рабочей зоне может возникнуть также из-за ошибок персонала (по причинам, обусловленным «человеческим фактором»), и нередко является мгновенным, а малейшее промедление в принятии решения может привести к взрыву газовоздушной смеси, инцидентам, аварии и несчастным случаям на производстве. При этом важную роль играет способ оповещения работников, задействованных на соответствующих этапах и осуществляющих ремонтные (огневые) работы, в том числе работников, находящихся в котловане или траншее, на ремонтном магистральном трубопроводе или другом оборудовании объекта магистрального трубопровода.

Процесс оповещения осложняется тем, что при проведении ремонтных (огневых) работ характерен повышенный шум из-за работающих двигателей внутреннего сгорания электростанций, механизмов, шлифмашинок и т.д., что затрудняет немедленное оповещение и, следовательно, незамедлительную эвакуацию работников из опасной зоны.

Ряд перечисленных задач регламента снимает известный «Стенд контроля безопасности при производстве ремонтных работ на объектах магистральных газопроводов», состоящий из газоанализатора и манометров, снабженный оповещателем пожарным со световой и звуковой сигнализацией, датчиками загазованности и двумя блоками контроля давления, каждый из которых состоит из двух манометров контроля давления, манометра контроля избыточного давления и электронного датчика давления с цифровым дисплеем, который связан, как с парой ВГУ, так и с оповещателем пожарным со световой и звуковой сигнализацией, который в свою очередь подключен к газоанализатору, связанному с датчиками загазованности, размещенными в технологических отверстиях для замера загазованности во внутритрубном пространстве трубопроводов (патент на полезную модель №108656).

Стенд контроля безопасности обеспечивает:

- автоматический контроль загазованности по природному газу (метану СН₄) во внутритрубном пространстве оборудования и коммуникаций с оповещением об опасности;

- автоматический контроль величины рабочего давления только во внешних проходных от места проведения ремонтных (огневых) работ ВГУ, устанавливаемых в сторону отключающей запорной арматуры согласно утвержденной технологии Регламента через технологические отверстия во внутритрубное пространство ремонтного магистрального трубопровода.

Однако указанный стенд не обеспечивает:

автоматический и непрерывный контроль загазованности по природному газу (метану CH₄), тяжелым углеводородным газам (пропану С₃Н₈) в воздухе рабочей зоны места проведения ремонтных (огневых) работ, контроль тяжелых углеводородных газов во внутритрубном пространстве отключенного ремонтного магистрального трубопровода, автоматический контроль содержания кислорода (О₂) в газе при вытеснении газовоздушной смеси из трубопровода после его ремонта, избыточного давления в ремонтном магистральном трубопроводе, величины рабочего давления во внутренних ВГУ при проведении работ повышенной опасности на выведенном в ремонт (с остановкой технологического процесса соответственно) опасное производственном объекте - магистральном трубопровод;

- комплексного автоматического обнаружения и немедленного оповещения персонала обо всех опасных изменениях параметров, установленных Регламентом - утвержденной технологией проведения ремонтных (огневых) работ на газовых объектах ОАО «Газпром», определяющих безопасное проведение газоопасных и огневых работ для оперативной приостановки ремонтных (огневых) работ, эвакуации работников из опасной зоны до определения и устранения причин возникновения взрывопожароопасной ситуации.

Таким образом, все указанные в Регламенте параметры, контроль за которыми необходимо обеспечить при производстве работ повышенной опасности на выведенном в ремонт газовом оборудовании и трубопроводах, автоматически не контролируются и не могут непрерывно контролироваться известными автоматизированными системами управления взрывопожаробезопасностью или автоматизированными системами управления технологическими процессами.

Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение технологической безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на объектах магистральных трубопроводов за счет автоматического непрерывного контроля большого количества параметров, влияющих на взрывопожаробезопасность, оперативного выявления причин возникновения нештатных ситуаций с оповещением работников о незамедлительной приостановке ремонтных (огневых) работ и выводе людей из опасной зоны до устранения причин возникновения аварийной ситуации.

Сущность способа контроля безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на объектах магистральных трубопроводов заключается в следующем:

Отключают ремонтный магистральный трубопровод запорной арматурой, стравливают газ до давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.), обеспечивают герметичность отключающей запорной арматуры, высверливают отверстия в ремонтном магистральном трубопроводе в месте работ, определяют наличие конденсата в ремонтном магистральном трубопроводе и производят контроль избыточного давления в зоне работ, вырезают технологические отверстия на расстоянии 8-10 метров в каждые стороны от непосредственного места проведения ремонтных (огневых) или сварочно-монтажных работ, устанавливают внешние проходные ВГУ, накачивают их воздухом или инертным газом, продувают участок между установленными внешними проходными ВГУ азотом до полного исключения загазованности, устанавливают внутренние ВГУ, накачивают их воздухом или инертным газом, при этом осуществляют контроль загазованности по природному газу во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода и в воздухе рабочей зоны места проведения ремонтных (огневых) работ, избыточного давления в ремонтом магистральном трубопроводе между внешними проходными ВГУ и отключающей запорной арматурой со всех сторон от места ремонтных (огневых) работ, с оповещением об опасности по отдельным параметрам, производят сварочно-монтажные работы, затем вытесняют газовоздушную смесь из отремонтированного участка трубопровода, выставляют в нем избыточное давление 100-500 Па (10-50 мм в.ст.) и заваривают технологические отверстия, в соответствии с изобретением, дополнительно в месте проведения ремонтных (огневых) работ и во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода через технологические отверстия замеряют загазованность по тяжелым углеводородным газам, рабочее давление во временно герметизирующих устройствах, избыточное давление в ремонтном магистральном трубопроводе между внешними проходными ВГУ и отключающей запорной арматурой со всех сторон от места проведения ремонтных (огневых) работ, при этом информация поступает в программное обеспечение, в котором по пороговым значениям величин рабочего давления во всех внешних проходных и внутренних ВГУ, избыточного давления между внешними проходными ВГУ и отключающей запорной арматурой, пороговых значений по объемной доле концентрации газов в пределах 0,5-1% для природного газа (метана CH₄), 0-0,1% для тяжелых углеводородных газов (пропана С₃Н₈), во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода и воздуха рабочей зоны сварочно-монтажных работ, значений наличия кислорода (O₂) не более 2% его содержания в газе на этапе вытеснения газовоздушной смеси, осуществляют непрерывный контроль указанных значений, влияющих на взрывопожаробезопасность и, в случае отклонения от пороговых значений, передают сигнал оповещения для незамедлительной приостановки ремонтных (огневых) работ и вывода людей из опасной зоны до устранения причин возникновения аварийной ситуации, что повышает технологическую взрывопожаробезопасность ремонта.

Сущность системы контроля безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на объектах магистральных трубопроводов заключается в следующем:

Система состоит из беспроводных взрывозащищенных датчиков непрерывного контроля загазованности по природному газу (метану СН₄), беспроводных взрывозащищенных датчиков непрерывного контроля по тяжелым углеводородным газам (пропану C₃H₈) и кислороду (O₂), беспроводных светозвуковых оповещателей, беспроводных взрывозащищенных датчиков непрерывного измерения давления, при этом система обеспечена программным обеспечением контроля параметров, влияющих на взрывопожароопасность ремонтных (огневых) работ, в котором устанавливают пороговые значения по объемной доле концентрации газов (0,5% и не более 1% для СH₄ не более 0,1% для С₃Н₈), как во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода, так и в месте проведения ремонтных (огневых) работ, по содержанию кислорода не более 2% при вытеснении газовоздушной смеси из магистрального трубопровода после ремонта, величинам рабочих давлений во внутренних и внешних проходных ВГУ, расположенных внутри ремонтного магистрального трубопровода, избыточного давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.) в отключенном ремонтном магистральном трубопроводе в период вырезки и заварки технологических отверстий и избыточных давлений между внешними проходными ВГУ и отключающей запорной арматурой на ремонтном магистральном трубопроводе со всех сторон от места проведения ремонтных (огневых) работ, передачу данных от беспроводных взрывозащищенных датчиков осуществляют в самоорганизующейся беспроводной сети по протоколу WirelessHART, к которой через шлюз подключен промышленный ноутбук с программным обеспечением для мониторинга и управления ремонтными (огневыми) работами, а при получении информации о превышении пороговых значений указанных параметров, для включения беспроводных светозвуковых оповещателей в рабочей зоне ремонтных (огневых) работ.

На фиг.1 представлена блок-схема системы контроля безопасности при проведении ремонтных (огневых) работ.

Беспроводные взрывозащищенные датчики непрерывного контроля загазованности по CH₄ 1 и по С₃Н₈ 2 по одному устанавливают с помощью искробезопасных струбцин в каждое технологическое отверстие ремонтного магистрального трубопровода с одной и другой стороны от места проведения ремонтных (огневых) работ для контроля загазованности во внутритрубном пространстве и по два беспроводных взрывозащищенных датчика непрерывного контроля загазованности 1 и 2 с помощью алюминиевых штативов устанавливают в месте проведения ремонтных (огневых) работ 9 для непрерывного контроля загазованности воздуха рабочей зоны на отключенном отключающей запорной арматурой 18 ремонтном магистральном трубопроводе. Газ стравливают через свечи свечного крана 12 ремонтного магистрального трубопровода.

Четыре беспроводных взрывозащищенных датчика непрерывного измерения давления 3 с помощью шлангов резиновых соединительных и других устройств, обеспечивающих герметичность подключения, подсоединяют к двум внешним проходным ВГУ 5 и к двум внутренним ВГУ 6, накаченных воздухом или азотом, для непрерывного контроля рабочего давления в них. ВГУ 5, 6 через краны 10 соединяют с переносным компрессором 11 (или к баллонам с азотом с соответствующими редукторами) для накачки и подкачки их воздухом (азотом). Два беспроводных взрывозащищенных датчика непрерывного измерения давления 4 подсоединяют к проходным трубкам через внешние проходные ВГУ 5, для непрерывного контроля избыточного давления между ВГУ 5 и отключающей запорной арматурой 18 на ремонтном магистральном трубопроводе со всех сторон от места производства ремонтных (огневых) работ.

Беспроводные светозвуковые оповещатели 7 устанавливают с помощью алюминиевых штативов вблизи места проведения ремонтных (огневых) работ на ремонтном магистральном трубопроводе.

Промышленный ноутбук 8 с программным обеспечением подключают через шлюз 13 к самоорганизующейся беспроводной сети, объединяющей беспроводные взрывозащищенные датчики непрерывного контроля загазованности 1 и 2, беспроводные взрывозащищенные датчики непрерывного измерения давления 3 и 4, беспроводные светозвуковые оповещатели 7. Промышленный ноутбук 8 и шлюз 13 устанавливают в кузове универсального нулевого (нормального) габарита (КУНГ) автомашины или в командном пункте управления ремонтно-восстановительными работами за пределами опасной зоны ремонтных (огневых) работ. 14 - ПДС линейного производственного управления (ЛПУ), 15 - ПДС, например, газотранспортного предприятия.

На Фиг.2 представлена блок-схема контроля безопасности на завершающем этапе, при проведении газоопасных работ на отремонтированном участке трубопровода.

Беспроводной взрывозащищенный датчик непрерывного контроля содержания кислорода (О₂) 16 устанавливают с помощью искробезопасных струбцин на свече свечного крана 12 ремонтного магистрального трубопровода для контроля содержания кислорода в газе при вытеснении газовоздушной смеси из отремонтированного участка трубопровода. Датчик 16 посредством самоорганизующейся беспроводной сети через шлюз 13 связан с промышленным ноутбуком 8.

Подачу газа для вытеснения газовоздушной смеси между отключающей запорной арматурой 18 отремонтированного участка трубопровода производят через байпасные краны 17' и 17'' перемычки 17 от действующего магистрального трубопровода.

Способ контроля безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на магистральных трубопроводах и система для его осуществления работает следующим образом.

Протяженный участок, например, 24-30 км ремонтного магистрального трубопровода отключают отключающей запорной арматурой 18 и стравливают газ через свечи свечных кранов 12 ремонтного магистрального трубопровода с выставлением избыточного давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.). После проверки и обеспечения герметичности отключающей запорной арматуры 18, высверливают отверстие в ремонтном магистральном трубопроводе в месте проведения ремонтных (огневых) работ 9 и определяют с помощью щупа наличие или отсутствие конденсата во внутритрубном пространстве. При непрерывном контроле избыточного давления в отключенном ремонтном магистральном трубопроводе между отключающей запорной арматурой 18 производят вырезку технологических отверстий в верхней образующей трубопровода на расстоянии в 8-10 метрах по обе стороны от непосредственного места проведения ремонтных (огневых) работ 9. Через каждое технологическое отверстие, в направлениях отключающей запорной арматуры 18, устанавливают внешние проходные ВГУ 5, которые накачивают воздухом или инертным газом до соответствующих паспортным данным ВГУ величинам рабочего давления. Участок трубопровода между внешними проходными ВГУ 5 продувают азотом до полного исключения загазованности во внутритрубном пространстве, где также через каждое технологическое отверстие устанавливают внутренние ВГУ 6 в сторону места проведения ремонтных (огневых) работ 9 и накачивают их до рабочего давления. Беспроводные взрывозащищенные датчики непрерывного контроля загазованности 1 и 2, установленные в каждом технологическом отверстии и в месте ремонтных (огневых) работ, настраивают на два уровня тревоги по соответствующей концентрации загазованности, для непрерывного контроля, природным газом(метан СН₄), тяжелым углеводородным газом(пропан С₃Н₈) и тревоги по неисправности. Беспроводные взрывозащищенные датчики непрерывного измерения давления 3 и 4 измеряют физические величины рабочего давления в ВГУ 5, 6 и избыточного давления между внешними проходными ВГУ 5 и отключающей запорной арматурой 18.

В установленное на промышленном ноутбуке 8 программное обеспечение контроля параметров, влияющих на взрывопожароопасность ремонтных (огневых) работ, вносят соответствующие уставки «предупреждение» и «авария» по пороговым значениям концентрации газов в пределах 0,5% CH₄ по объему «предупреждение», 1% С₃Н₈ по объему «авария», 0,1% С₃Н₈ по объему «авария», а также уставки «авария» по пороговым значениям величины давления в ВГУ 5, 6 в соответствии с паспортными данными ВГУ и значениям избыточного давления, контролируемыми через проходные трубки внешних проходных ВГУ 5, в соответствии с утвержденной технологией Регламента огневых работ в отключенных участках со всех сторон от места проведения ремонтных (огневых) работ на ремонтном магистральном трубопроводе.

Обмен данными с беспроводными взрывозащищенными датчиками осуществляют в самоорганизующейся беспроводной сети по протоколу WirelessHART в диапазоне 2,4 ГГц. Шлюз 13 обеспечивает управление самоорганизующейся беспроводной сетью и обмен данными с программным обеспечением, установленным на промышленном ноутбуке 8. Программное обеспечение позволяет сохранять в базе данных информацию по всем контролируемым параметрам, автоматически выполнять сравнение значений параметров с уставками и, если они выходят за границы уставок, в случае появления загазованности СН₄ или С₃Н₈ в воздухе рабочей зоны или во внутритрубном пространстве, или в случае понижения давления в ВГУ 5, 6 при снижении или увеличении избыточного давления газа во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода, высвечивать на мониторе сообщение «предупреждение» или «авария» с передачей сигнала на беспроводные светозвуковые оповещатели 7, установленные вблизи места проведения ремонтных (огневых) работ 9 для незамедлительной приостановки работ до устранения причин изменения параметров, влияющих на взрывопожаробезопасность.

Через сети связи общего пользования возможна передача данных в ПДС ЛПУ 14, расположенную на расстоянии 5-100 км от места проведения ремонтных (огневых) работ, а также в ПДС, например, газотранспортного предприятия 15, расположенную на расстоянии 100-600 км от места проведения ремонтных (огневых) работ.

Беспроводной взрывозащищенный датчик непрерывного контроля содержания кислорода (O₂) 16 применяется на этапе завершающих работ после закрепления искробезопасными струбцинами на свече свечного крана 12 ремонтного магистрального трубопровода для автоматического определения О₂ при вытеснении газовоздушной смеси из магистрального трубопровода после его ремонта. Работа данного датчика и связь с промышленным ноутбуком 8 осуществляется по аналогии с беспроводными взрывозащищенными датчиками непрерывного контроля загазованности 1 и 2 по СН₄ и С₃Н₈ соответственно.

Автоматический контроль избыточного давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.) в отключенном ремонтном магистральном трубопроводе в период вырезки и заварки технологических отверстий проводится беспроводными взрывозащищенными датчиками непрерывного измерения давления 3 по аналогии непрерывного контроля избыточного давления между внешними проходными ВГУ 5 и отключающей запорной арматурой 18 в отключенном ремонтном магистральном трубопроводе. В программном обеспечении промышленного ноутбука 8, в данном случае пороговые значения у ставки на «аварию» соответствуют снижению избыточного давления газа внутри трубопровода менее 100 Па (10 мм в.ст.) или увеличению избыточного давления более 500 Па (50 мм в.ст.).

Все вышеперечисленные признаки позволяют обеспечить:

- автоматический контроль за состоянием воздушной среды непосредственно в месте проведения ремонтных (огневых) или сварочно-монтажных работ, в т.ч. в котловане, траншее, и автоматическое оповещение работников об опасности при появлении загазованности в воздухе рабочей зоны;

- автоматический контроль загазованности (тяжелых углеводородных газов, их примесей, в случае наличия попутного нефтяного газа или перенасыщения ими метана - CH₄, и/или в случаях его преобразования (даже частичное) в двухфазный продукт с жидкими отложениями углеводородов, газоконденсата, снижающих минимальную энергию зажигания и повышающих взрывопожарообезопасность) во внутритрубном пространстве трубопроводов, коммуникаций и в воздухе рабочей зоны с оповещением работников об опасности;

- автоматический непрерывный контроль величины давления во внутренних к месту проведения сварочно-монтажных работ ВГУ, дополнительно отключающих во внутритрубном пространстве место проведения ремонтных (огневых) работ и автоматическое оповещение работников об опасности при снижении давления во внутренних ВГУ;

- автоматический непрерывный контроль избыточного давления, устанавливаемого в трубопроводе перед вырезкой (заваркой) технологических отверстий в ремонтном магистральном трубопроводе и автоматическое оповещение работников об опасности при снижении или повышении избыточного давления, устанавливаемого в трубопроводе перед вырезкой (заваркой) технологических отверстий;

- автоматический непрерывный контроль избыточного давления в трубопроводе между отключающими со всех сторон место сварочно-монтажных работ отключающей запорной арматурой и внешними проходными ВГУ на этапе подготовки и во время непосредственного проведения ремонтных (огневых) работ с автоматическим оповещением об опасности при повышении указанного избыточного давления в ремонтном магистральном трубопроводе;

- автоматический контроль содержания кислорода в газе при вытеснении газовоздушной смеси по окончании проведения ремонтных (огневых) работ из ремонтного магистрального трубопровода (в том числе перед заваркой технологических отверстий) согласно утвержденной технологии регламента огневых работ;

- автоматическую передачу данных в программное обеспечение промышленного ноутбука 8 для сбора, анализа и хранения всех параметров, влияющих на безопасное проведение ремонтных (огневых) работ на объектах магистральных трубопроводов с последующей передачей информации в ПДС ЛПУ 14 и ПДС, например, газотранспортного предприятия 15, входящих в ЕГС ОАО «Газпром» РФ;

- сокращение (в связи с автоматизацией и непрерывным контролем за обеспечением взрывопожаробезопасности) количества совершаемых работниками ошибок, снижение аварийных ситуаций, инцидентов и несчастных случаев на производстве по причинам, обусловленным «человеческим фактором» при производстве ремонтных (огневых) и других работ повышенной опасности на ОПО магистральных трубопроводов;

- повышение технологической взрывопожаробезопасности, снижение риска возникновения аварийных ситуаций на ОПО, исключение недопустимого риска, связанного с причинением вреда жизни и здоровью (травмирование) работников из-за взрыва газовоздушной смеси при производстве ремонтных (огневых) работ на отключенных и выведенных в ремонт со стравливанием газа подземных и/или надземных участках действующих магистральных трубопроводов.

Группа изобретений относится к непрерывному контролю за обеспечением взрывопожаробезопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на отключенном и выведенном в ремонт со стравливанием газа подземном или надземном участке действующего объекта магистрального трубопровода. Протяженный участок ремонтного магистрального трубопровода отключают и стравливают газ. Определяют наличие или отсутствие конденсата, а также производят вырезку технологических отверстий, в которые, в направлении отключаемых кранов (6), устанавливают внешние проходные временно герметизирующие устройства (5). Устройства (5) накачивают воздухом или инертным газом. Участок трубопровода между устройствами (5) продувают азотом до полного исключения загазованности во внутритрубном пространстве. Через каждое отверстие устанавливают внутренние временно герметизирующие устройства (6) в сторону места ремонтных работ (9). Беспроводные взрывозащищенные датчики непрерывного контроля загазованности (1) и (2) устанавливают в каждом отверстии и в месте ремонтных работ. Беспроводные взрывозащищенные датчики непрерывного измерения давления (3) и (4) измеряют физические величины рабочего давления в герметизирующих устройствах (5), (6) и избыточного давления между устройством (5) и отключающей запорной арматурой (18). Информация поступает в программное обеспечение, в котором по пороговым значениям концентрации, а также по пороговым значениям величины давления в устройствах (5), (6) и избыточного давления в трубопроводе осуществляют непрерывный контроль. Шлюз (13) обеспечивает управление самоорганизующейся сетью и обмен информацией с программным обеспечением, установленным на промышленном ноутбуке (8). Техническим результатом является повышение технологической безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на объектах трубопровода за счет автоматического непрерывного контроля большого количества параметров, влияющих на взрывопожаробезопасность. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на объектах магистральных трубопроводов, заключающийся в отключении ремонтного магистрального трубопровода отключающей запорной арматурой, стравливании газа до давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.), обеспечении герметичности отключающей запорной арматуры, высверливании отверстий в ремонтном магистральном трубопроводе в месте работ, определении наличия конденсата, контроля избыточного давления в ремонтном магистральном трубопроводе, вырезке технологических отверстий на расстоянии 8-10 м в каждые стороны от непосредственного места проведения ремонтных (огневых) работ, установке внешних проходных временно герметизирующих устройств, накачке их воздухом или инертным газом, продувки участка между установленными внешними проходными временно герметизирующими устройствами азотом до полного исключения загазованности, установке внутренних временно герметизирующих устройств, накачке их воздухом или инертным газом, и осуществлении контроля загазованности по природному газу во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода и в воздухе рабочей зоны, избыточного давления в ремонтом магистральном трубопроводе между внешними проходными временно герметизирующими устройствами и отключающей запорной арматурой со всех сторон от места работ, с оповещением об опасности по отдельным параметрам, выполнении сварочно-монтажных работ, вытеснении газовоздушной смеси из отремонтированного участка трубопровода, выставлении в нем избыточного давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.), заварки технологических отверстий, отличающийся тем, что дополнительно в месте проведения ремонтных (огневых) работ и во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода через технологические отверстия замеряют загазованность по тяжелым углеводородным газам, рабочее давление во всех временно герметизирующих устройствах, избыточное давление в ремонтном магистральном трубопроводе между внешними проходными временно герметизирующими устройствами и отключающей запорной арматурой со всех сторон от места проведения ремонтных (огневых) работ, при этом информация поступает в программное обеспечение, в котором по пороговым значениям величин рабочего давления во всех внешних проходных и внутренних временно герметизирующих устройствах, избыточного давления между внешними проходными временно герметизирующими устройствами и отключающей запорной арматурой, пороговых значений по объемной доле концентрации газов в пределах 0,5-1% для природного газа (метана CH₄), 0-0,1% для тяжелых углеводородных газов (пропана С₃Н₈) во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода и воздуха рабочей зоны сварочно-монтажных работ, значений наличия кислорода не более 2% его содержания в газе на этапе вытеснения газовоздушной смеси, осуществляют непрерывный контроль указанных значений, влияющих на взрывопожаробезопасность и, в случае отклонения от пороговых значений, передают сигнал оповещения для незамедлительной приостановки ремонтных (огневых) работ и вывода людей из опасной зоны до устранения причин возникновения аварийной ситуации, что повышает технологическую взрывопожаробезопасность ремонта.

2. Система контроля безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ на объектах магистральных трубопроводов, состоящая из взрывозащищенных датчиков загазованности по природному газу, приборов замера давления, светозвукового оповещателя, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена беспроводными взрывозащищенными датчиками непрерывного контроля загазованности по тяжелым углеводородным газам и кислороду, в качестве приборов замера давления используют датчики непрерывного измерения давления, при этом система обеспечена программным обеспечением контроля параметров, влияющих на взрывопожароопасность ремонтных (огневых) работ, в котором устанавливают пороговые значения по объемной доле концентрации газов (0,5% и не более 1% для СН₄, не более 0,1% для C₃H₈), как во внутритрубном пространстве ремонтного магистрального трубопровода, так и в месте непосредственного проведения ремонтных (огневых) работ, по содержанию кислорода (О₂) в газовоздушной смеси не более 2% при вытеснении ее из магистрального трубопровода после ремонта, величинам рабочих давлений во внутренних и внешних проходных временно герметизирующих устройствах расположенных внутри ремонтного магистрального трубопровода, избыточного давления 100-500 Па (10-50 мм в.ст.) в отключенном ремонтном магистральном трубопроводе в период вырезки и заварки технологических отверстий и избыточных давлений между внешними проходными временно герметизирующими устройствами и отключающей запорной арматурой на ремонтном магистральном трубопроводе со всех сторон от места проведения ремонтных (огневых) работ, передачу данных от беспроводных взрывозащищенных датчиков осуществляют в самоорганизующейся беспроводной сети по протоколу WirelessHART, к которой через шлюз подключен промышленный ноутбук с программным обеспечением для мониторинга и управления ремонтными (огневыми) работами, а при получении информации о превышении пороговых значений указанных параметров, для включения беспроводных светозвуковых оповещателей в рабочей зоне ремонтных (огневых) работ.