Введение к работе
Актуальность темы. Месторождения нефти и газа являются основными источниками энергетических ресурсов в нашей стране. Нефтегазовая промышленность (НГП), в силу своей специфики, является отраслью-загрязнителем. Все технологические процессы в ней (разведка, бурение, транспорт и хранение нефти) могут вызвать нарушение естественной экологической обстановки. На морских нефтепромыслах, как подотрасли НГП, также существует опасность попадания нефти в море в результате аварий или утечек. Опасность загрязнения окружающей среды в море больше, чем на суше, и возрастает с расширением масштабов работ, увеличением концентрации скважин и ростом объемов транспорта нефти.-Для борьбы с загрязнениями окружающей среды на морских месторождениях должен функционировать комплекс технических средств (КТС) борьбы с загрязнением окружающей среды, в состав которого входят морские технические средства локализации аварийных разливов нефти, а также многофункциональные и специализированные суда, предназначенные для ликвидации разливов нефти. Задача выбора рационального состава комплекса экологической защиты (КЭЗ), решение проблемы его сбалансированности, технического и технологического соответствия его компонентов условиям эксплуатации приобретает важное значение.
Тема диссертации посвящена разработке методического аппарата формирования флота для ликвидации разливов нефти (ЛРН), созданию аналитических моделей, описывающих процесс функционирования средств ЛРН, созданию методики проектирования современных многоцелевых судов для ЛРН и определения их элементов на уровне технического предложения, разработке практических рекомендаций по применению существующих в Российской Федерации технических средств ЛРН.
Цель диссертации. Целью диссертационной работы является создание методического аппарата формирования КТС ЛРН на морских нефтепромыслах путем построения моделей проектирования технических средств и их функционирования —на—основе ___ системной организации процесса проектирования, а также создание методики и построение практических рекомендаций по оценке эффективности отдельных технических средств и надежности комплекса ЛРН в целом.
Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в следующем:
создана математическая модель функционирования КТС ЛРН, основанная на применении методов математического программирования и имитационного моделирования, позволяющая исследовать сложные процессы функционирования и взаимодействия элементов комплекса ЛРН с учетом динамики внешней среды для рационализации состава комплекса;
разработана математическая модель проектирования морских судов для ЛРН в море, основанная на использовании аппарата многокритериальной оптимизации, и создана на ее основе методика проектирования морских многоцелевых судов-нефтесборщиков (НС);
- разработана математическая модель, основанная на применении методов
теории принятия решений, и создана на ее основе методика оценки
эффективности плавучих технических средств для ЛРН в условиях открытого
моря;
- разработана математическая модель, основанная на методах статистического
моделирования, и создана методика оценки надежности технических средств
ЛРН;
- создана методика формирования КТС ЛРН в море, базирующаяся на
разработанной двухуровневой математической модели, включающей модели
функционирования НС и его проектирования, и позволяющая решать как
внешнюю, так и внутреннюю задачу проектирования судов, применительно к исследуемому комплексу. Методологической базой диссертационной работы являются:
- в области теории проектирования судов труды: Л.М.Ногида, В.В.Ашика,
А.В.Бронникова, В.М.Пашина, Ю.Н.Семенова, Б.А.Царева, И.В.Челпанова;
и области автоматизации проектирования труды: А.Н.Вашедшенко, А.1І.Гайковича, И.Г.Захарова, В.М.Пашина, Ю.Н.Семенова, П.А.Шауба;
в области формирования комплексов морских технических средств труды: О.И.Лисагора, Л.Н.Мучника, Ю.Н.Семенова, И.В.Челпанова;
в области прикладной экологии труды: И.В.Алешина, А.И.Альхименко, С.М.Нунупарова, Д.Кормака, Д.Фея, Д.Джеффери.
Практическая ценность работы заключается в практических рекомендациях по использованию разработанных математических и имитационных моделей, методик и созданного на их основе прикладного программного обеспечения в проектно-конструкгорских организациях судостроительной промышленности и нефтедобывающей промышленности для обоснования выбора проектных характеристик многоцелевых судов для ЛРН в условиях открытого моря; в чаучно-исследовательских организациях при обосновании и планировании зазвитид региональных комплексов морской техники НГФ; в региональных вправлениях морской нефтегазадобычи и подразделениях Госморспецслужбы іри прогнозировании эффективности мероприятий ЛРН; а также в учебном іроцессе вузов по направлению «Океанотехника» и «Прикладная экология».
Внедрение. Материалы диссертации были использованы в практике научно-ісследовательских и проектно-конструкторских работ ВНИПИморнефтегаз, КО «Российская морская техническая компания», АО «Туапсинский морской
орговый порт», а также- в учебном процессе Санкт-Петербургского Государственного морского технического университета в курсах лекций по
специальности 1412 «Океанотехника» и Николаевского кораблестроительного института.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены:
- на 2-й Всесоюзной конференции «Комплексное освоение нефтегазовых
ресурсов континентального шельфа СССР»(Москва, 1990 г.);
- на Всесоюзной конференции «Океанотехника» (Ленинград, 1991 г.);
- на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского
состава СПбГМТУ (Санкт-Петербург, 1990-1993 гг.);
на международной конференции «Морские месторождения нефти и газа в России. Состояние и перспективы развития.»(Санкт-Петербург, 1994 г.);
на 15-й международной конференции по судоходству и освоению шельфа (Осло, 1995 г.);
на международной конференции, посвященной 300-летию Российского флота (Санкт-Петербург, 1996 г.).
Публикации. Основное содержание диссертации отражено а 5 печатных работах.
Объем и структура работы. Основной материал диссертации состоит из введения, 4 глав, заключения (138 стр. машинописного текста, 3S рис., 2S табл.) Список литературы содержит 133 наименования. Объем приложений составляет 348 стр.