«Автоматизация и информатизация ТЭК»

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ НЕФТЕСНАБЖЕНИЯ КАК ПРОБЛЕМА ТЕОРИИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

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

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва, Россия

Ключевые слова: математическое моделирование; нефте- и нефтепродуктопроводы; гидравлические цепи; стационарные и нестационарные режимы.

Аннотация:

Из-за исключительной значимости трубопроводных систем для современной цивилизации методы их математического и компьютерного моделирования сложились в специальный раздел науки - теорию гидравлических цепей (ТГЦ). В формировании и развитии ТГЦ важную роль сыграли отечественные ученые и инженеры. Их методические разработки и технические решения в течение десятилетий лидировали в мировой науке. ТГЦ не исчерпала своего потенциала и активно развивается в настоящее время. Объектом исследования в ТГЦ являются трубопроводные системы различного функционального назначения: водо-, тепло-, газоснабжения и др. В ТГЦ, наряду с общими методами, должны развиваться методы, учитывающие функциональное назначение системы. Следует отметить очевидное отставание исследований по системе магистрального транспорта в нефте- и нефтепродуктоснабжении от исследований по другим трубопроводным системам. Эта система является одной из наиболее капиталоемких техногенных систем, играет важную роль в энергетике и экономике России и находится под управлением одного оператора - ПАО "Транснефть". Эти факторы предопределяют потенциальную значимость и эффективность применения ТГЦ к проблемам управления и развития системы нефте- и продуктоснабжения. Настоящая работа имеет целью дать новый импульс исследованиям в этой области и будет способствовать развитию систем автоматизации и созданию компьютерных комплексов для поддержки принятия решений при диспетчерском управлении и краткосрочном планировании режимов Единой системы нефтеснабжения РФ и ее производственных подразделений.

Список литературы:

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.