Scientific and technical journal

«Automation and Informatization of the fuel and energy complex»

ISSN 0132-2222

MODELING OF THE OIL SUPPLY SYSTEM AS A PROBLEM IN THE HYDRAULIC CIRCUITS THEORY

UDC: 621.644
DOI: 10.33285/0132-2222-2021-3(572)-40-51

Authors:

SUKHAREV MIKHAIL GRIGORYEVICH 1,
YUZHANIN VIKTOR VLADIMIROVICH 1

1 National University of Oil and Gas "Gubkin University", Moscow, Russian Federation

Keywords: mathematical modeling, oil and oil product pipelines, hydraulic circuits, stationary and non-stationary modes

Annotation:

Due to the exceptional importance of pipeline systems for our civilization, the methods of their mathematical and computer modeling have developed into a special branch of science - the theory of hydraulic circuits (THC). Domestic scientists and engineers played an exceptional role in the formation and development of THC. Their methodological materials and technical solutions over the course of decades have been the leaders of the world science. THC has not exhausted their potential and is actively developing at the present time. The object of research in THC is pipeline systems for various functional purposes: water, heat, gas supply, etc. In THC, along with general methods, it is necessary to develop methods that take into account the functional purpose of the system. It should be noted that research on the oil and oil product supply system lags behind research on other pipeline systems. This system is one of the most capital-intensive man-made systems and it plays a very important role in the energy sector and the economy of Russia and is under the control of one operator - PJSC "Transneft". These factors predetermine the potential significance and effectiveness of THC use to the problems of control and development of the system of the oil and oil product supply. This work aims to give a new impetus to research in this area, and will contribute to the development of automation systems and the creation of computer systems to support decision-making in dispatch control and short-term planning of the modes of the Unified Oil Supply System of the Russian Federation and its production units.

Bibliography:

1. Андрияшев М.М. Техника расчёта водопроводной сети. - М.: ОГИЗ, 1932. - 62 с.
2. Лобачёв В.Г. Вопросы рационализации расчётов водопроводных сетей. - М.: ОНТИ, 1936. - 148 с.
3. Cross H. Analysis of flow in networks of conduits or conductors // University of Illinois Bulletin. - Engineering Experiment Station, 1936. - Vol. XXXIV, No 22. - 36 p.
4. Сухарев М.Г., Ставровский Е.Р. Расчеты систем транспорта газа с помощью вычислительных машин. - М.: Недра, 1971. - 205 с.
5. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. - М.: Наука, 1985. - 278 с.
6. Хасилев В.Я. Элементы теории гидравлических цепей: автореф. дис. … д-ра техн. наук. - Новосибирск, 1966. - 98 с.
7. Андрияшев М.М. Гидравлические расчеты водоводов и водопроводных сетей. - М.: Стройиздат, 1964. - 107 с.
8. Евдокимов А.Г., Тевяшев А.Д. Оперативное управление потокораспределением в инженерных сетях. - Харьков: Выща шк., 1980. - 144 с.
9. Сумароков С.В. Математическое моделирование систем водоснабжения. - Новосибирск: Наука, 1983. - 167 с.
10. Математическое моделирование и оптимизация систем тепло-, водо-, нефте- и газоснабжения / А.П. Меренков, Е.В. Сеннова, С.В. Сумароков [и др.]. - Новосибирск: Наука: Сибирская изд. фирма, 1992. - 406 с.
11. Моделирование, оптимизация и управление системами подачи и распределения воды / М.Я. Панов, А.С. Левадный, В.И. Щербаков, В.Г. Стогней. - Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2005. - 489 с.
12. Deo N. Graph Theory with Applications to Engineering and Computer Science. - Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1974. - 493 p.
13. Osiadacz A. Simulation and Analysis of Gas Networks. - Gulf Publishing Company, 1987. - 274 p.
14. A Reduction Technique for Natural Gas Transmission Network Optimization Problems / R.Z. Rios-Mercado, S. Wu., L.R. Scott, E.A. Boyd // Annals of Operations Research. - 2002. - Vol. 117, Issue 1-4. - P. 217-234. - DOI: 10.1023/A:1021529709006
15. Чупин Р.В. Оптимизация развивающихся систем водоотведения. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2015. - 417 с.
16. Морев А.А., Новицкий Н.Н. Комплекс программ для гидравлического расчета и исследования особенностей функционирования систем многониточных нефтепроводов // Транспорт и хранение нефтепродуктов. - 1981. - № 8. - С. 18-20.
17. Морев А.А. Разработка и применение методов расчета многониточных нефтепроводов как гидравлических цепей с регулируемыми параметрами: дис. … канд. техн. нaук: 05.15.07. - Иркутск, 1981. - 184 с.
18. Морев А.А., Сидлер В.Г., Новицкий Н.Н. Системная идентификация многониточных нефтепродуктопроводов // Транспорт и хранение нефтепроводов. - 1982. - № 11. - С. 6-7.
19. Надежность систем энергетики: сб. рекомендуемых терминов / отв. ред. Н.И. Воропай. - М.: Энергия, 2007. - 191 с.
20. Гоник А.А. Уроки экологической катастрофы // Энергия: экономика, техника, экология. - 1999. - № 6. - С. 19-24.
21. Cuiwei Liu, Yuxing Li, Minghai Xu. An integrated detection and location model for leakages in liquid pipelines // J. of Petroleum Science and Engineering. - 2019. - Vol. 175. - P. 852-867. - DOI: 10.1016/J.PETROL.2018.12.078
22. A Review of Leakage Detection Strategies for Pressurised Pipeline in Steady-State / D. Zaman, M.K. Tiwari, A.K. Gupta, D. Sen // Engineering Failure Analysis. - 2019. - Vol. 109. - DOI: 10.1016/j.engfailanal.2019.104264
23. Leak detection and location in liquid pipelines by analyzing the first transient pressure wave with unsteady friction / Xu Diao, Guodong Shen, Juncheng Jiang [et al.] // J. of Loss Prevention in the Process Industries. - 2019. - Vol. 60. - P. 303-310. - DOI: 10.1016/j.jlp.2019.04.017
24. Leakage detection techniques for oil and gas pipelines: State-of-the-art / Hongfang Lu, T. Iseley, S. Behbahani, Lingdi Fu // Tunnelling and Underground Space Technology. - 2020. - Vol. 98. - DOI: 10.1016/j.tust.2019.103249
25. Лурье М.В. Теоретические основы трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. - М.: Недра, 2017. - 477 с.
26. ISA-75.01.01-2007. Flow Equations for Sizing Control Valves (IEC 60534-2-1 Mod). - 70 p.
27. Исследование методов расчета кинематической вязкости нефти в магистральном нефтепроводе / О.В. Аралов, И.В. Буянов, А.С. Саванин, Е.И. Иорданский // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2017. - Т. 7, № 5. - С. 97-105.
28. Оптимизация последовательной перекачки нефтепродуктов / М.В. Лурье, В.И. Марон, Л.А. Мацкин [и др.]. - М.: Недра, 1979. - 256 с.
29. Трубопроводный транспорт нефти: в 2 т. / Г.Г. Васильев, Г.Е. Коробков, А.А. Коршак [и др.]; под ред. С.М. Вайнштока. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2002. - Т. 1. - 407 с.; - 2004. - Т. 2. - 622 с.
30. Жуковский Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах // Бюл. Политехн. об-ва. - 1899. - № 5 (Изд. 3-е. - М.: URSS, 2011. - 104 с).
31. Bergant A., Simpson A.R., Tijsselin A.S. Water hammer with column separation: a review of research in the twentieth century. - Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 2004. - 88 p.
32. Predictive control and suppression of pressure surges in main oil pipelines with counter-running pressure waves / V. Yuzhanin, V. Popadko, T. Koturbash [et al.] // Int. J. of Pressure Vessels and Piping. - 2019. - Vol. 172. - P. 42-47. - DOI: 10.1016/j.ijpvp.2019.03.015
33. Южанин В.В., Чернова В.О., Швечков В.А. Система автоматического регулирования давления с предсказанием и компенсацией волн давления // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2019. - № 5 (550). - С. 5-10. - DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-5-10
34. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.
35. РД-75.180.00-КТН-198-09. Унифицированные технологические расчеты объектов магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. - М.: АК "ТРАНСНЕФТЬ", 2009. - 207 с.
36. ГОСТ Р 55508-2013. Арматура трубопроводная. Методика экспериментального определения гидравлических и кавитационных характеристик. - Введ. 2014-02-01. - М.: Стандартинформ. 2014. - III, 35 с.
37. Сухарев М.Г., Самойлов Р.В. Анализ и управление стационарными и нестационарными режимами транспорта газа. - М.: Изд. центр РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2016. - 399 с.
38. Sukharev M.G., Kosova K.O., Popov R.V. Mathematical and computer models for identification and optimal control of large-scale gas supply systems // Energy. - 2019. - Vol. 184. - P. 113-122. - DOI: 10.1016/j.energy.2018.02.131
39. Сухарев М.Г., Косова К.О. Метод идентификации параметров систем газоснабжения при нестационарных режимах течения газа // Автоматика и телемеханика. - 2017. - № 5. - С. 141-151. (Переводная версия: Sukharev M.G., Kosova K.O. A parameter identification method for natural gas supply systems under unsteady gas flow // Automation and Remote Control. - 2017. - Vol. 78, No 5. - P. 882-890. - ). DOI: 10.1134/S0005117917050101
40. Особенности внедрения и эксплуатации систем сглаживания волн давления в трубопроводном транспорте нефти / А.Ф. Бархатов, А.Г. Гумеров, А.М. Шаммазов, Р.А. Фазлетдинов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2019. - № 4 (120). - С. 111-128. - DOI: 10.17122/ntj-oil-2019-4-111-128
41. Коломенсков С.А., Мурашов О.В. Системы сглаживания волн давления // Трубопроводный транспорт нефти. - 2009. - № 12. - С. 11-13.
42. РД 39-30-139-79. Методика теплового и гидравлического расчета магистральных трубопроводов при стационарных и нестационарных режимах перекачки ньютоновских и неньютоновских нефтей в различных климатических условиях / ВНИИСПТнефть. - Уфа, 1979. - 57 с.
43. РД 39-0147103-342-89. Методика оценки эксплуатационных параметров насосных агрегатов / Ин-т проблем транспорта энергоресурсов. - 2-е изд. - Уфа, 1999. - 73 с.