ISSN 0132-2222

Научно-технический журнал

АВТОМАТИЗАЦИЯ,

ТЕЛЕМЕХАНИЗАЦИЯ И СВЯЗЬ

В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

                                                                                                  Издается с 1973 г.

Июнь 2019 г.                             6(551)               Выходит 12 раз в год

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ, АВТОМАТИЗАЦИИ, ТЕЛЕМЕХАНИЗАЦИИ И СВЯЗИ

 

Москалев И.Н., Семенов А.В., Чистяков А.О., Захаров В.Н., Грицкевич А.К. Результаты экспериментального моделирования техники определения объемной доли воды в продуктах добычи скважин газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений (стр. 5‑14)

 

Шабалина О.К., Шабалин А.С. Исследование влияния кавитации на метрологические характеристики турбинных преобразователей расхода (стр. 15‑17)

 

Чудин В.И., Жиляев О.В. О целесообразности применения многофазной измерительной установки "Спектр-М" для измерения высоковязкой нефти (стр. 18‑24)

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ, ЭКСПЕРТНЫЕ, ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ

 

Гольдзон И.А., Завьялов А.П., Лопатин А.С. О перспективах использования систем автоматизированного контроля технического состояния оборудования объектов ТЭК с использованием беспилотных технологий (стр. 25‑30)

 

Поспелова Т.А., Лопатин Р.Р., Юшков А.Ю., Стрекалов А.В., Трушников Д.Н. Перспективы интеллектуализации газовых промыслов на основе двухуровневой системы автоматического управления (стр. 31‑39)

 

Даев Ж.А. Автоматизированная система контроля и поиска утечек газа из магистрального газопровода на основе нечетких множеств (стр. 40‑43)

 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

Сызранцева К.В., Бакановская Л.Н., Румянцев В.О. Оптимизация управления потоками газа в системе транспорта газа на основе теории графов (стр. 44‑49)

 

Ермоленко Б.В., Филимонова Н.Д. Экономико-математическая модель для оптимального проектирования распределенных систем подогрева нефти с использованием тепловых насосов (стр. 50‑57)

 

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТАТЬЯХ

 

УДК 681.5:622.276+622.279          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-5-14

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНИКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ ВОДЫ В ПРОДУКТАХ ДОБЫЧИ СКВАЖИН
ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ И НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (с. 5)

 

И.Н. Москалев, А.В. Семенов

 

Московский университет им. С.Ю. Витте

115432, Россия, г. Москва, 2-й Кожуховский пр-д, 12, стр. 1,

e-mail: igor.moskalev.2015@mail.ru

 

А.О. Чистяков

 

АО "Московский радиотехнический институт РАН"

117519, Россия, г. Москва, Варшавское ш., 132

 

В.Н. Захаров

 

АО НПО "УВТ"

125167, Россия, г. Москва, Ленинградский просп., 45, корп. 3

 

А.К. Грицкевич

 

АО "Завод Электропульт"

195030, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Электропультовцев, 7

 

Важнейшим моментом при бессепарационном измерении парциальных расходов продукции скважин газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений (ГКМ и НГКМ) – газа, воды и углеводородного конденсата – является непосредственное измерение плотности газожидкостного потока. В настоящее время такая задача не решена, за исключением расходомеров с радиоизотопными измерителями плотности, использование которых по ряду причин часто неудобно. В статье анализируется диэлькометрический метод измерения плотности газожидкостного потока. Для этого используется резонатор дециметрового диапазона, пропускающий поток через отверстие в его центре; тип колебаний Е010. Одним из компонентов потока является вода, поэтому диэлектрическая проницаемость такого потока существенно зависит от формы водного компонента. Теоретические исследования показывают, что одно и то же количество воды в виде струи или в виде мелких капель приводит к существенно различным сдвигам частоты резонатора – в первом случае эффект должен быть в ~25 раз сильнее. Проведено экспериментальное изучение реакции резонатора на воду в зависимости от формы потока. Показано, что такой эффект существует: сдвиг частоты при регистрации аэрозоля в ~10 раз меньше, чем в случае воды в виде струи. Кроме того, формула Максвелла для диэлектрической проницаемости композитного диэлектрика – матричной смеси "масло-вода" хорошо выполняется; более того, ее вид может быть значительно упрощен. Делается вывод о том, что для решения задачи определения доли воды в двухфазном дисперсном потоке можно использовать не только эффект уширения резонансной кривой, но и ее смещения по частоте.

 

Ключевые слова: газожидкостный поток; измерение плотности; диэлькометрический метод; резонатор; диэлектрическая проницаемость; двухфазный дисперсный поток.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 681.5:622.276          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-15-17

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАВИТАЦИИ НА МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБИННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ РАСХОДА (с. 15)

 

Ольга Константиновна Шабалина, начальник ОСМК, аспирант,

Алексей Сергеевич Шабалин, канд. техн. наук, ведущий инженер

 

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии" (ФГУП "ВНИИР")

420088, Россия, Республика Татарстан, г. Казань, ул. 2-я Азинская, 7а,

e-mail: office@vniir.org
 

Статья посвящена анализу существующих методов предотвращения кавитации турбинных преобразователей расхода, использующихся в составе систем измерений количества и показателей качества нефти и нефтепродуктов. Приведено описание процессов, возникающих при кавитации, рассмотрены результаты экспериментальных исследований преобразователя расхода жидкости турбинного HELIFLU TZN, сделаны выводы.

 

Ключевые слова: турбинный преобразователь расхода; система измерений количества и показателей качества нефти и нефтепродуктов; средства измерений расхода; кавитация.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 681.5:622.276          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-18-24

 

О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
МНОГОФАЗНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ "СПЕКТР-М"
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ (с. 18)

 

Виктор Иванович Чудин, директор,

Олег Валентинович Жиляев, зам. главного конструктора – руководитель Бюро новой продукции

 

ООО НПО "НТЭС"

423230, Россия, Республика Татарстан, г. Бугульма, ул. Мусы Джалиля, 68,

e-mail: nponts@nponts.ru
 

В статье приводится объяснение невозможности осуществления корректных измерений высоковязкой сырой нефти с помощью измерительных установок сепарационного типа. Делается оценка погрешности измерения, которая может возникнуть при недостаточно эффективной сепарации газа. Предлагается новое технологическое решение проблемы измерения вязкой нефти. Описываются принцип действия и область применения многофазной измерительной установки "Спектр-М". Показаны целесообразность и возможность применения данного типа установок для измерения количества добываемой продукции нефтяных скважин в широком диапазоне условий применения.

 

Ключевые слова: нефтеводогазовая смесь; сепарация газа; высоковязкая нефть; измерительная установка; многофазная измерительная установка.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 620.19:681.5          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-25-30

 

О ПЕРСПЕКТИВАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ТЭК
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (с. 25)

 

Игорь Александрович Гольдзон1, ассистент,

Алексей Петрович Завьялов1, 2, канд. техн. наук, доцент, главный технолог,

Алексей Сергеевич Лопатин1, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой

 

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

119991, Россия, г. Москва, Ленинский просп. 65, корп. 1,

e-mail: goldzon.ia@yandex.ru, zavyalovap@yandex.ru, lopatin.a@gubkin.ru

 

2 АО "Газпром оргэнергогаз"

115304, Россия, г. Москва, ул. Луганская, 11
 

В настоящее время в связи с внедрением риск-ориентированного подхода к эксплуатации опасных объектов при обеспечении надежности оборудования и трубопроводов приоритет отдается системам автоматизированного мониторинга технического состояния. Однако внедрение и использование таких систем является весьма затратным мероприятием, не во всех случаях оправданных по экономическим соображениям. Кроме того, для территориально распределенных производственных систем, какими являются магистральные нефте- и газопроводы, эксплуатация таких систем сопряжена с дополнительными трудностями, связанными с необходимостью размещения по всей трассе трубопровода элементов измерительной системы. В то же время целый класс задач определения технического состояния трубопроводов может быть решен с использованием систем автоматизированного контроля на базе беспилотных летательных аппаратов. В статье анализируются преимущества такого способа контроля технического состояния производственных объектов, приводится пример успешного проведения геотехнического обследования газопровода методом радиоволнового поля Земли с использованием беспилотных технологий.

 

Ключевые слова: измерительная система; автоматизированный контроль; надежность; оборудование; трубопровод; беспилотный летательный аппарат.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 681.5:622.279          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-31-39

 

ПЕРСПЕКТИВЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИИ ГАЗОВЫХ ПРОМЫСЛОВ
НА ОСНОВЕ ДВУХУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
(с. 31)

 

Татьяна Анатольевна Поспелова, канд. техн. наук,

Руслан Равилевич Лопатин, канд. техн. наук,

Антон Юрьевич Юшков, канд. техн. наук,

Александр Владимирович Стрекалов, д-р техн. наук,

Дмитрий Николаевич Трушников

 

ООО "Тюменский нефтяной научный центр"

625048, Россия, Тюменская обл., г. Тюмень, ул. Максима Горького, 42,

e-mail: avstrekalov@tnnс.rosneft.ru

 

В статье рассмотрена концепция системы интеллектуального управления газовым и газоконденсатным промыслом на основе сложных математических подходов к моделированию, оптимизации с применением физико-математических моделей наряду с нейронными сетями и элементами искусственного интеллекта. Система управления является двухуровневой и позволяет подбирать и удерживать оптимальный технологический режим работы промысла с учетом стратегических потребностей и динамических ограничений, используя инкапсулированную оптимизацию потокораспределения, в режиме реального времени. Поддержание расчетного режима происходит сетью локально распределенных систем автоматического регулирования ("автопилотов") скважин. Данный подход к управлению газовым и газоконденсатным промыслом имеет повышенную степень управляемости и резко снижает риск проявления аварийности на скважинах и, как следствие, ведет к сокращению осложнений в эксплуатации газового промысла в целом.

 

Ключевые слова: интеллектуализация газовых промыслов; система автоматического управления; математическое моделирование; инкапсулированная оптимизация; потокораспределение.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 622.691          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-40-43

 

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И ПОИСКА
УТЕЧЕК ГАЗА ИЗ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА
НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ (с. 40)

 

Жанат Ариккулович Даев, д-р философии, канд. техн. наук, ассоциированный профессор (доцент), зав. лабораторией, докторант

 

Учреждение "Баишев университет"

030000, Казахстан, г. Актобе, ул. Братьев Жубановых, 302А,

e-mail: zhand@yandex.ru

 

Оренбургский государственный университет

460018, Россия, Оренбургская область, г. Оренбург, просп. Победы, 13

 

В статье рассматривается автоматизированная система контроля и поиска утечек природного газа, основанная на применении нечетких множеств. Для реализации системы вводятся лингвистические переменные с нечеткими множествами для контролируемых сигналов. Рассматриваются структура и способы реализации автоматизированной системы контроля утечек газа, даются рекомендации по ее применению на предприятиях.

 

Ключевые слова: утечки газа; природный газ; нечеткая логика; газопровод.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 621.644.8:519.178          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-44-49

 

ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ГАЗА
В СИСТЕМЕ ТРАНСПОРТА ГАЗА НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ГРАФОВ (с. 44)

 

Ксения Владимировна Сызранцева, д-р техн. наук, профессор,

Людмила Николаевна Бакановская, канд. техн. наук, доцент,

Виталий Олегович Румянцев, магистрант

 

Тюменский индустриальный университет

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

e-mail: kv.syzr@gmail.com

 

В статье описывается построение высокоточной модели газотранспортной системы на основе теории графов, которая позволяет добиться оптимального функционирования трубопроводных сетей при нормальной эксплуатации и в аварийных ситуациях. Проанализированы вопросы математического описания недостоверности исходной информации по газотранспортной системе и построения алгоритмов, позволяющих осуществлять поиск оптимальных маршрутов. Обоснован выбор алгоритма Флойда для нахождения кратчайшего пути между любыми двумя вершинами графа. Подробно рассмотрена программная реализация алгоритмов. Приведена структура программного модуля, реализованного в MATLAB, осуществляющего математическое моделирование и оптимизацию режимов функционирования газотранспортной системы. Разработанное программное обеспечение проиллюстрировано на примере нахождения кратчайшего пути ориентированного графа, построенного для фрагмента технологической схемы ООО "Газпром переработка".

 

Ключевые слова: система транспорта газа; управление; теория графов; оптимальный путь; компьютерное моделирование; MATLAB.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

УДК 622.276:681.5          DOI: 10.33285/0132-2222-2019-6(551)-50-57

 

ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ
ПОДОГРЕВА НЕФТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ (с. 50)

 

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

 

Сформулирована задача оптимального проектирования на стадии обоснования инвестиций распределенных систем подогрева нефти с использованием тепловых насосов. Рассмотрены основные зависимости, описывающие изменение температуры подогретой нефти, ее вязкости и напора по длине участка трубопровода, а также их связь с расходом электрической энергии на перекачку. Описана разработанная экономико-математическая модель частично целочисленного линейного программирования, предназначенная для решения сформулированной задачи оптимизации.

 

Ключевые слова: магистральный нефтепровод; подогрев нефти; система теплоснабжения; тепловой насос; проектирование; обоснование инвестиций; оптимизация; математическая модель.

 

Заказать статью в электронной библиотеке

 

 

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

Главная страница журнала