Стальной мозг: есть ли у трубы ум?

Комиссия «Газпрома» признала результаты работы комплекса Трубной Металлургической Компании (ТМК) «Умная труба» положительными. Комплекс внесен в реестр инновационной продукции газовой компании, что позволяет масштабировать использование «Умной трубы» на других объектах газотранспортной системы России.

«Умная труба» – это разработанная ТМК система мониторинга состояния трубопровода. Она представляет собой трубу большого диаметра с установленными в заводских условиях оптоволоконными датчиками деформации и температуры, необходимым преобразующим оборудованием, автоматизированным рабочим местом и специализированным программным обеспечением. С учетом усложняющихся условий добычи «умную трубу» можно считать технологией будущего. Трубник Оnline отвечает на вопросы об уме трубы.

Для чего нужна «умная труба»?

Россия обладает обширными запасами газа. Однако большая часть запасов лежит в труднодоступных местах со сложными метеоусловиями. В этих условиях доставка бригады и проведение даже плановых работ с трубопроводом сопряжено с большими трудностями.

Система мониторинга изначально разрабатывалась для труб большого диаметра, которые преимущественно используются на подземных участках магистральных трубопроводов. Эти трубы, в отличие от надземных конструкций, не имеют прямого доступа при эксплуатации, что усложняет их регулярный контроль традиционными методами.

В таких условиях «умные трубы» позволяют обеспечить непрерывный мониторинг состояния без необходимости вскрытия грунта, выявлять потенциальные дефекты на ранних стадиях и минимизировать необходимость дорогостоящих инспекционных работ, снижая эксплуатационные расходы.

Такие системы актуальны для труднодоступных регионов, включая вечную мерзлоту, подводные переходы и удаленные участки трасс, где проведение стандартных диагностических процедур сопряжено с высокими затратами и логистическими сложностями.

Сколько может сэкономить «умная труба» денег и времени?

В настоящее время состояние трубопроводов проверяется несколькими методами. Во-первых, проводятся плановые обследования, которые включают в себя визуальный осмотр, ультразвуковую диагностику, магнитную дефектоскопию и другие методы неразрушающего контроля. Во-вторых, предусмотрена внутритрубная диагностика с помощью интеллектуальных поршней-инспекторов, которые движутся по трубе и регистрируют дефекты. Кроме того, в местах повышенной нагрузки и труднодоступных участках используются стационарные системы мониторинга.

Частота проверок зависит от типа трубопровода и нормативных требований, но в среднем крупные магистральные трубопроводы проходят диагностику раз в 3-5 лет.

Затраты могут быть значительными, особенно для внутритрубной диагностики. Один запуск инспекционного поршня может стоить от нескольких десятков до сотен миллионов рублей в зависимости от протяженности трубопровода, типа поршня и сложности логистики.

«Умная труба» позволяет снизить затраты на ремонт и диагностику. Вместо дорогостоящих инспекционных поршней данные поступают в режиме реального времени. Раннее выявление дефектов сокращает риски разгерметизации, что особенно критично для магистральных нефтепроводов и газопроводов. Своевременное выявление непроектных нагрузок позволяет провести своевременные компенсирующие мероприятия. За счет повышения надежности инфраструктуры снижаются страховые выплаты и экологические штрафы.

Как труба работает?

После монтажа информация о напряженно-деформированном состоянии трубы поступает на автоматизированное рабочее место с частотой до 10 измерений в минуту. В специализированном программном обеспечении реализованы функции хранения, обработки и оповещения оператора и эксплуатирующей организации о важных событиях, таких как обновление максимальных значений нагрузок, переход на новый режим, превышение допустимых значений напряжений в трубопроводе. Также реализована функция самодиагностики: система сообщает об отсутствии данных или о аномальных значениях, свидетельствующих о неисправности оборудования. 

Есть ли ограничения по длине трубопровода для «Умных труб»?

Ограничений по длине трубопровода как таковых нет, система может быть масштабирована под любые длины трубопроводов. Единственное ограничение связано с техническими возможностями оптоволоконной линии.

Где проходят испытания трубы? В каких климатических условиях?

Опытно-промышленные испытания проводились на компрессорной станции ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» в Ставропольском крае. Температурный перепад при испытаниях составил от -10°C до +55°C.

Насколько распространено использование «умной трубы»?

На данный момент комплекс мониторинга успешно прошел испытания на технологических трубопроводах компрессорных станций «Газпрома», продемонстрировав высокую точность и надежность работы. В ближайшей перспективе запланированы испытания на линейной части магистральных газопроводов, что станет следующим этапом в его внедрении.

Будущие направления развития включают:

• Интеграцию системы в процесс проектирования и строительства новых объектов, чтобы уже на этапе прокладки трубопроводов обеспечивать их мониторинг.
• Внедрение на стратегических газопроводах, таких как «Сила Сибири» и Восточная система газоснабжения (ВСГ), где надежность инфраструктуры критически важна.
• Расширение сотрудничества с крупнейшими операторами магистральных трубопроводов:

Дальнейшее развитие также включает усовершенствование программного обеспечения для аналитической обработки результатов измерений с применением методов машинного обучения и предиктивной диагностики, что позволит автоматизировать прогнозирование дефектов и повысить безопасность трубопроводных систем.