ISSN 0132-2222

Научно-технический журнал

АВТОМАТИЗАЦИЯ,

ТЕЛЕМЕХАНИЗАЦИЯ И СВЯЗЬ

В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

                                                                                                  Издается с 1973 г.

Май 2019 г.                               5(550)               Выходит 12 раз в год

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ, АВТОМАТИЗАЦИИ, ТЕЛЕМЕХАНИЗАЦИИ И СВЯЗИ

 

Южанин В.В., Чернова В.О., Швечков В.А. Система автоматического регулирования давления с предсказанием и компенсацией волн давления (стр. 5‑10)

 

Бабков А.В., Хохрин С.А., Музипов Х.Н. Автономный пункт системы телемеханики в условиях отсутствия гарантированного электроснабжения (стр. 11‑15)

 

Бакановская Л.Н., Чекардовская И.А., Волохова Т.А. Стендовая установка WAX Flow Loop для исследования альтернативных методов транспортировки газового конденсата (стр. 16‑20)

 

Андриянов П.А., Бур М., Андриянов А.М. Автоматизация процессов бурения в системах верхнего привода фирмы "Бентек" (стр. 21‑26)

 

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

 

Абрамкин С.Е., Шистеров Г.А., Душин С.Е., Мурзагалин А.Т., Яшкин А.Д. Проблемы разработки комплексных алгоритмов для объектов газовой промышленности (стр. 27‑32)

 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

Соловьев И.Г., Константинов И.В. Графоаналитический конструктор модели скважины с ЭЦН (стр. 33‑37)

 

Сабитов М.А., Ведерникова Ю.А. Разработка модели установки комбинированного цикла с использованием функциональных блок-диаграмм (стр. 38‑43)

 

Ермоленко Б.В., Филимонова Н.Д. Эколого-экономические предпосылки организации энергоснабжения перекачки нефти и нефтепродуктов с использованием возобновляемых источников энергии (стр. 44‑52)

 

ВЫСТАВКИ СИМПОЗИУМЫ КОНФЕРЕНЦИИ

 

"НЕФТЕГАЗ" – главная площадка для инновационного развития топливно-энергетического комплекса страны (итоги международной выставки "НЕФТЕГАЗ-2019") (стр. 53‑56)

 

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТАТЬЯХ

 

УДК 681.5:622.692          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-5-10

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
С ПРЕДСКАЗАНИЕМ И КОМПЕНСАЦИЕЙ ВОЛН ДАВЛЕНИЯ (с. 5)

 

Виктор Владимирович Южанин, канд. техн. наук, доцент,

Валерия Олеговна Чернова, магистрант,

Виталий Александрович Швечков, канд. техн. наук, доцент

 

РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

119991, Россия, г. Москва, Ленинский просп., 65,

e-mail: yuzhanin.v@gubkin.ru
 

В статье анализируется проблема быстродействия широко эксплуатируемой в настоящее время системы автоматического регулирования давления (САРД). Система предотвращает кавитацию магистральных насосных агрегатов, при необходимости поднимая давление на входе нефтеперекачивающей станции (НПС), и защищает от превышения несущей способности трубопровода на выходе НПС. От САРД требуется высокое быстродействие, чтобы снизить давление при проходе резкого фронта волны. Недостаток быстродействия САРД приводит к срабатыванию автоматических защит, останавливающих один или несколько насосных агрегатов НПС. Анализируются причины, из-за которых принцип регулирования по отклонению, заложенный в штатной САРД, в ряде случаев не позволяет обеспечить заданное быстродействие. Предлагается снизить требования к быстродействию САРД, реализовав принцип управления по возмущению за счет предсказания и заблаговременной компенсации волн давления. Компенсация волн давления осуществляется за счет заблаговременного снижения уставки САРД.

Приведено обоснование метода предсказания и компенсации волн давления, который сводится к решению обратной задачи по выбору максимального давления на граничном условии, не нарушающего ограничение по несущей способности трубопровода. Обратная задача решена на основе метода характеристик.

При проведении численных экспериментов предложенный алгоритм предсказания и компенсации исследовался в связке с имитационной моделью реального нефтепровода, входящей в состав диспетчерского тренажера ПАО "Транснефть". Проведено сравнение работы штатной САРД и САРД с компенсацией волн на примере сценария аварийной остановки НПС. В условиях рассмотренного сценария нехватка быстродействия штатной САРД привела к срабатыванию общестанционной защиты по аварийному давлению выхода на предыдущей по потоку нефти НПС. При использовании предложенного алгоритма срабатывание защит удалось предотвратить. Приведены подробные графики расчетов, выполняемых при решении обратной задачи выбора граничного условия.

 

Ключевые слова: САРД; ПИД-регулятор; метод характеристик; математическое моделирование нестационарного течения жидкости; управление граничными условиями; оптимальная обратная задача; автоматизация технологических процессов; принцип регулирования по отклонению; принцип регулирования по возмущению.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 621.3          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-11-15

 

АВТОНОМНЫЙ ПУНКТ СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ В УСЛОВИЯХ
ОТСУТСТВИЯ ГАРАНТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ (с. 11)

 

Александр Валерьевич Бабков,

Сергей Александрович Хохрин

 

ООО "НПА Вира Реалтайм"

107589, Россия, г. Москва, ул. Красноярская, 1, корп. 1

 

Халим Назипович Музипов, канд. техн. наук, доцент

 

ФГБОУ ВО "Тюменский индустриальный университет"

625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38,

e-mail: halim46@mail.ru
 

В статье описан автономный пункт системы телемеханики, предназначенный для выполнения функций контроля и управления на объектах с малоразвитой инфраструктурой. Они могут использоваться на газовых и газоконденсатных скважинах, кустах скважин, магистральных газопроводах и отводах от них, пунктах контроля загазованности и пр. Электроснабжение автономного пункта предлагается реализовать с помощью альтернативных источников электроэнергии.

 

Ключевые слова: телемеханика; газовые и газоконденсатные скважины; кусты скважин; магистральные нефтегазопроводы; пункты контроля загазованности; ветрогенератор; фотоэлектрическая батарея.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 681.5          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-16-20

 

СТЕНДОВАЯ УСТАНОВКА WAX FLOW LOOP
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ МЕТОДОВ
ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА (с. 16)

 

Людмила Николаевна Бакановская, канд. техн. наук,

Ирина Александровна Чекардовская, канд. техн. наук,

Татьяна Аркадьевна Волохова

 

ФГБОУ ВО "Тюменский индустриальный университет"

625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38,

e-mail: bakanovskajaln@tyuiu.ru
 

В статье описана стендовая установка WAX Flow Loop, с помощью которой можно проводить максимально точные испытания технологии "холодный поток" ачимовских отложений Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения. Высокая точность измерений и надежность приборов автоматики, оптимальные размеры стенда позволяют экспериментально получить модель протекающих процессов непосредственно в трубопроводе в условиях, максимально приближенных к реальным.

 

Ключевые слова: нефтегазоконденсатное месторождение; конденсатопровод; технология "холодного потока"; система измерений и сбора данных; датчики.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 622.23.05          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-21-26

 

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ БУРЕНИЯ В СИСТЕМАХ
ВЕРХНЕГО ПРИВОДА ФИРМЫ "БЕНТЕК" (с. 21)

 

Павел Алексеевич Андриянов, начальник отдела

 

ООО "Бентек"

625014, Россия, г. Тюмень, ул. 2 км Старого Тобольского тракта, 8а

 

Михаэль Бур, инженер-электрик

 

Bentec GmbH Drilling & Oilfield Systems

48455, Германия, г. Бад Бентхайм, Дайльманнштрассе, 1

 

Алексей Михайлович Андриянов, канд. техн. наук, доцент

 

ФГБОУ ВО "Тюменский индустриальный университет"

625000, Россия, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 70,

e-mail: andrijanovam@tyuiu.ru
 

В статье рассматриваются вопросы повышения производительности труда за счет внедрения в технологический процесс систем автоматизации бурения на основе систем верхнего привода фирмы "Бентек". Описана система контроля параметров бурения InfoDrill.

 

Ключевые слова: автоматизация бурения; система верхнего привода; параметры бурения; крутящий момент.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 681.5.012          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-27-32

 

ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ КОМПЛЕКСНЫХ АЛГОРИТМОВ
ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (с. 27)

 

Сергей Евгеньевич Абрамкин, канд. техн. наук, ведущий инженер по добыче нефти и газа Уренгойского газопромыслового управления,

Геннадий Александрович Шистеров, начальник отдела автоматизации Уренгойского газопромыслового управления

 

ООО "Газпром добыча Уренгой"

629306, Россия, Ямало-Ненецкий АО, г. Новый Уренгой, ул. 26 съезда КПСС, 19,

e-mail: s.e.abramkin@gd-urengoy.gazprom.ru, g.a.shisterov@gd-urengoy.gazprom.ru

 

Сергей Евгеньевич Душин, д-р техн. наук, профессор

 

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)

197376, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 5,

e-mail: dushins@yandex.ru

 

Альберт Талгатович Мурзагалин, заместитель главного инженера по информатизации, автоматизации и метрологическому обеспечению,

Алексей Денисович Яшкин, заместитель начальника производственного отдела автоматизации

 

ООО "Газпром добыча Уренгой"

629300, Россия, Ямало-Ненецкий АО, г. Новый Уренгой, ул. Железнодорожная, 8,
e-mail: a.t.murzagalin@gd-urengoy.gazprom.ru, a.d.yashkin@gd-urengoy.gazprom.ru

 

Разработка и внедрение малолюдных технологий – одно из основных направлений технической политики ПАО "Газпром". В рамках этого направления развивается концепция автоматизированных технологических комплексов. Функционирование таких комплексов обеспечивается единым комплексным алгоритмом управления производительностью газового промысла и качеством подготовки газа. Внедрение такого алгоритма является одним из базовых принципов создания малолюдных технологий. В статье приведен обзор комплексных алгоритмов управления газовым промыслом № 16. Показано, что основные регулируемые переменные газового промысла – давление и расход газа. Эти параметры должны поддерживаться комплексным алгоритмом на заданном уровне в контрольных точках газового промысла в условиях неопределенно изменяющихся внешних факторов. Определены критерии разработки комплексного алгоритма управления производительностью газового промысла на основе его декомпозиции. Установлено, что при разработке комплексных алгоритмов недостаточно используется аппарат математического моделирования. Отмечено, что одна из основных проблем заключается в изменении технологической структуры автоматизированного комплекса в процессе эксплуатации.

 

Ключевые слова: комплексный алгоритм; автоматизированный технологический комплекс; малолюдные технологии; производительность; целевая функция; участок добычи; участок подготовки; участок транспортировки.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 622.276:681.5          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-33-37

 

ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНСТРУКТОР МОДЕЛИ СКВАЖИНЫ С ЭЦН (с. 33)

 

Илья Георгиевич Соловьев, канд. техн. наук, доцент, старший науч. сотрудник

 

Федеральный исследовательский центр "Тюменский научный центр" СО РАН

625026, Россия, г. Тюмень, ул. Малыгина, 86,

e-mail: solovyev@ikz.ru

 

Иван Владимирович Константинов, аспирант

 

ФГБОУ ВО "Тюменский индустриальный университет"

625000, Россия, г. Тюмень, ул. Володарского, 38,

e-mail: ivkonstantinov95@yandex.ru
 

Растущая популярность методов и средств моделирования в управлении производственными и технологическими процессами нефтедобычи во многом видоизменяет регламент диспетчерского контроля режимов эксплуатации скважин. Актуальный анализ первопричин нарушений режимных состояний работы погружного оборудования позволяет оперативно прогнозировать ближайшие негативные последствия, корректируя уставки технологического режима, упреждая предаварийные состояния. Должный уровень компетенций операторов диспетчерского контроля быстрее приобретается, если специалисты данного профиля могут сами сконструировать упрощенную барометрическую модель скважины, отражающую действие главных осложняющих факторов эксплуатации. Статья посвящена машинным графоаналитическим методам конструирования таких моделей для быстрого освоения новых модельных средств анализа, прогнозирования и управления режимами эксплуатации скважин с ЭЦН.

 

Ключевые слова: барометрическая модель; распределение давлений; приток; подъёмник; ЭЦН; вводимые точки графика; расчетные точки графика; параметры модели.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 004.942          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-38-43

 

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ УСТАНОВКИ КОМБИНИРОВАННОГО ЦИКЛА
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОК-ДИАГРАММ (с. 38)

 

Марат Асхатович Сабитов, студент,

Юлия Александровна Ведерникова, канд. техн. наук, доцент

 

ФГБОУ ВО "Тюменский индустриальный университет"

625027, Россия, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 70,
e-mail: marat-030997@mail.ru, vedernikovaja@tyuiu.ru

 

В статье рассматриваются концепция цифровых двойников технологических объектов, ее реализация на основе имитационных моделей. В целях повышения удобства применения цифрового двойника и настройки его под конкретный объект предложено формирование модели с использованием функциональных блок-диаграмм. Основная задача – формирование математического обеспечения для базиса библиотеки блоков, при этом каждый блок должен функционировать как автономно, так и в составе системы. Подход, основанный на использовании базисных блоков, позволит оперативно реагировать на поведение парогазовой установки в переходных режимах, анализировать динамические свойства как всей системы, так и ее элементов и на основе полученных данных формировать оптимальную стратегию управления.

 

Ключевые слова: имитационное моделирование; цифровой двойник; теплоэнергетика; парогазовая установка; квазистационарный процесс; динамические характеристики; передаточная функция; функциональные блок-диаграммы.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 622.276:681.5          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-44-52

 

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ОРГАНИЗАЦИИ
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПЕРЕКАЧКИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ЭНЕРГИИ (с. 44)

 

Борис Викторович Ермоленко, канд. техн. наук, доцент,

Наталия Дмитриевна Филимонова, магистрант

 

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

125047, Россия, г. Москва, Миусская пл., 9,

e-mail: bermol@mail.ru, natasha-filimon@yandex.ru

 

Проведен анализ использования традиционных топливно-энергетических ресурсов для энергоснабжения магистральных нефтепроводов в Российской Федерации. Обоснована эколого-экономическая целесообразность перехода к системам тепло- и электроснабжения магистральных нефтепроводов с использованием возобновляемых экологически чистых и не требующих топлива источников энергии. Сформулированы задачи оптимального проектирования систем электроснабжения нефтеперекачивающих станций и пунктов подогрева нефти с использованием возобновляемых источников энергии на стадии обоснования инвестиций.

 

Ключевые слова: магистральный нефтепровод; перекачка нефти; электроснабжение; теплоснабжение; возобновляемые источники энергии; обоснование инвестиций; оптимизация.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

"НЕФТЕГАЗ" – ГЛАВНАЯ ПЛОЩАДКА ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СТРАНЫ

Итоги международной выставки "НЕФТЕГАЗ-2019" (с. 53)

  

Заказать статью в электронной библиотеке

 

 

ФГАОУ ВО "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА"

Главная страница журнала