Данный документ описывает критерии и требования для систем и методов обнаружения утечек.

Предоставленная информация основана на общедоступной информации, соответствующих отраслевых стандартах и руководствах, а также на профессиональном опыте нашей компании в области систем обнаружения утечек.

Сфера обнаружения утечек является относительно новым полем по сравнению с трубопроводным транспортом в целом и, на сегодняшний день, не имеет точных и полных нормативно-технических требований. В настоящее время существует ограниченное число стран в мире, где есть конкретные организации по надзору за трубопроводными системами, которые, в том числе, формируют требования и руководящие документы для СОУ. Среди таких организаций можно выделить несколько — Американский Институт Нефти (American Petroleum Institute — API), Международный Научно-исследовательский Совет по Трубопроводам (Pipeline International — PRCI), Российский Научно-исследовательский Институт Транспорта Нефти и Нефтепродуктов (НИИ ТНН). Среди известных руководящих документов можно выделить следующие — стандарт API 1130 “Computational Pipeline Monitoring for Liquids” (США), стандарт «Technische Regel für Fernleitungsanlagen — TRFL» (Германия), стандарт «SAES-Z-003 » (Саудовская Аравия).

Согласно стандарту API 1130 методы используемые в СОУ делятся на внутренние и внешние. Внутренние методы основаны на использование приборов (например, расходомеров, датчиков давления или температуры, и т.д.) для контроля внутренних параметров трубопровода. Внешние методы также используют приборы (например, датчики паров, акустические микрофоны, волоконно-оптические кабели и т.д.) для контроля внешних параметров трубопровода.

В документах и руководящих принципах, опубликованных Международным Научно-исследовательским Советом по Трубопроводам, СОУ делятся на два типа:

• Системы, основанные на прямом подходе, используют визуальные наблюдения (например, контролирует состояние почвы, собирает данные от различных приборов на местах, и т.д.).
• Системы, основанные на косвенном подходе, анализируют изменения в данных от приборов на местах в сравнение с математической моделью трубопровода.

Стандарт API 1130 определяет следующие важные требования для СОУ:

• Чувствительность: СОУ должна обладать максимальной чувствительностью, чтобы потери продукта в результате утечки были минимальными. Это означает, что СОУ должна как можно быстрее обнаружить небольшие утечки.
• Достоверность: операторы должны доверять СОУ. Это означает, что система должна правильно сообщать какие-либо реальные тревоги, и при этом, иметь минимальное количество ложных тревог.
• Точность: в случае, если СОУ может рассчитать объем утечки и указать место, то эти показатели должны быть наиболее точными.
• Надежность: СОУ должна продолжать работать в неидеальных условиях. Например, в случае отказа отдельного датчика, система должна обнаружить сбой в работе датчика и продолжать работать (возможно, с изменениями в рабочих параметрах — например, снижение в чувствительности).

На сегодняшний день в мире существует большое количество СОУ, которые предлагаются различными производителями и поставщиками, и в каждом случае предлагаемые технологии имеют свои преимущества и ограничения. Следует отметить, что некоторые производители и поставщики СОУ, по всей видимости с целью чисто коммерческой прибыли, пользуются отсутствием четких и полных регламентирующих стандартов и отсутствием четких механизмов проверки эффективности СОУ, и на этапе рассмотрения предложений делают необоснованные заявления об эффективности предлагаемых ими СОУ.

Поэтому, для анализа эффективности предлагаемых СОУ, важно применять требования и критерии оценки предлагаемых методов, которые основаны на общедоступных руководящих стандартах, разработанных и одобренных упомянутыми выше международными организациями. Из числа общих требований к СОУ можно выделить следующие:

1. 1) Обнаружение утечек из-за коррозии, технических аварий и несанкционированного отбора продуктов перекачки.
2. 2) Возможность применения для всех видов продуктов — жидкостей, газов и смешанных продуктов.
3. 3) Используемые методы обнаружения должны быть практически доказаны успешным применением в отрасли.
4. 4) Возможность применения для существующих трубопроводов с расширенной инфраструктурой, включающей параллельные трубопроводы, пересечения трубопроводов, промежуточные станции и запорные задвижки, насосные станции и т. д.
5. 5) Простота в эксплуатации / поддержке / обслуживание и возможность адаптации к будущим изменениям и расширениям контролируемых трубопроводных сетей.

Из анализа общедоступных отраслевых стандартов можно сформировать следующие критерии оценки СОУ, а также необходимые технические требования к таким системам:

1. 1) Малое время отклика — обычно не более 5-ти минут. Следует отметить, что существуют сценарии (например медленно развивающиеся утечки), для которых время обнаружения может быть больше. Отношения между размером утечки и времени отклика зависит от характера применяемого метода в СОУ. Некоторые системы проявляют сильную корреляцию между размером утечки и времени отклика, в то время как в других, время отклика в значительной степени не зависит от размера утечки.
2. 2) Минимальный обнаруживаемый размер утечки или расход утечек — в общем, вычислительные методы СОУ способны обнаруживать утечки в диапазоне 1 — 2 % от перекачиваемого объема в трубопроводе. Следует отметить, что обнаруживаемый размер или объем утечек, зависит от случайного шума (фонового шума) и режима работы трубопровода. Например, во время переходных и нестационарных режимах характеристики обнаружения могут быть хуже, чем во время стационарных режимов.
3. 3) Высокую достоверность — система должна правильно сообщать какие-либо реальные тревоги, и при этом, иметь минимальное количество ложных тревог. Текущее состояние технологий обнаружения утечек позволяет надежное обнаружения утечек, размеры которых примерно в диапазоне 1 — 2 % от перекачиваемого объема в трубопроводе, без чрезмерных ложных тревог.
4. 4) Высокая точность локализации — текущее состояние технологий обнаружения утечек позволяет точно определять места утечки в диапазоне 1 — 2% от защищенной длины участка (например, для 15-ти километрового участка ошибка локализации не должна превышать +/- 150 — 300 метров).
5. 5) Высокая надежность — измеряет способность СОУ обрабатывать ошибки/сбои в работе отдельных компонентов системы, а также измеряет способность системы функционировать в сложных конфигурациях/топологиях трубопроводов, когда не вся необходимая информация доступна своевременно. Операторы трубопроводов должны быть предупреждены при первых признаках отклонения/ухудшения в работе СОУ для того, чтобы восстановление было начато своевременно с целью предотвращения полной потери способности системы к обнаружению утечек.
6. 6) Высокая доступность — это критерии измеряет процент времени, в течение которого система работает на полную мощность с максимальной эффективностью. Например, в стационарных условиях, поток, давление и другие параметры в трубопроводе являются более или менее постоянным в течение долгого времени. В тоже время, в переходных режимах, эти переменные могут быстро меняться — например, давление и расход на входе или на выходе могут меняться при пуске или остановке насосов. Газопроводы почти всегда работают в переходных режимах, потому что газы являются сжимаемой средой. СОУ должна обнаруживать утечки во всех условиях и обеспечивать обнаружение утечек на протяжении всего времени работы трубопровода. Поэтому, процент времени, в течение которого существуют переходные процессы в работе трубопровода, является важным фактором при выборе соответствующего и наиболее эффективного метода СОУ.
7. 7) Простота установки, расширения и модернизации — система должна легко расширяться и охватывать дополнительные отдельные сегменты и целые трубопроводы. Следует отметить, что системы, которые требуют длительного периода настройки параметров труднее расширять и модифицировать.