«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Модели и алгоритмы адаптивного автоматизированного управления пожаровзрывобезопасностью объектов подготовки газа и газового конденсата нефтегазоконденсатных месторождений Крайнего Севера

УДК: 004.942
DOI: -

Авторы:

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

Ключевые слова: динамика средних, средняя численность состояния, газодобывающий комплекс, многокритериальная оценка, адаптивное автоматизированное управление, СППР, АСУ УКПГ

Аннотация:

В статье рассматривается решение проблемы повышения эффективности тактического и оперативного адаптивного управления пожаровзрывобезопасностью объектов производственно-технического обслуживания (ПТО) газодобывающего комплекса (ГДК) с учетом взаимодействия между распределенными пожаровзрывоопасными объектами ПТО ГДК (применительно к системе пласт–скважина–установка комплексной подготовки газа (УКПГ)–система охлаждения газа (СОГ)–установка подготовки нестабильного конденсата (УПНК)). Разработаны модели, алгоритмы и модули программно-вычислительного комплекса многоагентной адаптивной системы поддержки принятия решений по адаптивному управлению пожаровзрывобезопасностью объектов ПТО ГДК. Модели и алгоритмы для оценки показателей пожаровзрывобезопасности системы опасных производственных объектов (ОПО) УКПГ–СОГ–УПНК отличаются применением аппарата марковских процессов в части динамики средних посредством выделения групп однородных объектов, блуждающих по одним и тем же состояниям. Показано, что группы однородных объектов образуют взаимодействующие марковские случайные процессы. Полученные результаты применения разработанных моделей и алгоритма адаптивного прогноза показателей пожаровзрывобезопасности объектов системы пласт–скважина, а также моделей оптимизации показателей пожаровзрывобезопасности объектов системы УКПГ–СОГ–УПНК используются для поддержки функционирования системы оповещения о неработоспособных пожароопасных состояниях объектов ПТО ГДК, а также в целях модернизации технологий низкотемпературной сепарации и промысловой низкотемпературной абсорбции газа.

Список литературы:

1. ГОСТ 5542-2014. Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия. – Введ.2015–07–01. – М.: Стандартинформ, 2015. – II, 10 с.
2. СТО Газпром 2-1.1-094-2007. Перечень помещений, зданий и наружных установок объектов добычи и обустройства газовых месторождений ОАО "Газпром" с категориями по взрывопожарной и пожарной опасности. – Введ. 2007–05–15. – М.: Газпром, 2007. – 448 с.
3. СП Требования пожарной безопасности для производственных объектов газовой промышленности: проект, 1-я ред. – М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2014. – IV, 185 с.
4. Гудин С.В. Модели и алгоритмы поддержки адаптивного управления пожарной безопасностью нефтегазовых объектов: дис. … канд. техн. наук: 05.13.10. – М., 2017. – 165 с.
5. Хабибулин Р.Ш., Гудин С.В. Многоагентная система адаптивного управления пожарными рисками на производственных объектах нефтегазовой отрасли // Гибридные и синергетические интеллектуальные системы: материалы III Всерос. Поспеловской конф. с междунар. участием, г. Светлогорск, 6–11 июня 2016 г. – Калининград: Изд-во Балтийского федер. ун-та им. Иммануила Канта, 2016. – С. 301–308.
6. Гордиенко Д.М. Пожарная безопасность особо опасных и технически сложных производственных объектов нефтегазового комплекса: дис. … д-ра техн. наук: 05.26.03. – М., 2018. – 386 с.
7. Самарин И.В. Методы, модели и алгоритмы автоматизации организационного управления пожаровзрывобезопасностью объектов топливно-энергетического комплекса: дис. … д-ра техн. наук: 2.3.4, 2.3.3. – М., 2022. – 446 с.
8. Мухина А.Г., Самарин И.В., Степин Ю.П. Разработка моделей адаптивного автоматизированного управления пожаровзрывобезопасностью на объектах системы подготовки газа в условиях низких температур // Проблемы техносферной безопасности: материалы междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. – 2025. – № 14. – С. 43–48.
9. Степин Ю.П., Бледных Е.Н. Системное моделирование, оптимизация, оценка и анализ рисков и эффективности функционирования нефтегазовых производственных систем // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной пром-сти. – 2020. – № 4(561). – С. 26–34. – DOI: 10.33285/0132-2222-2020-4(561)-26-34
10. Мухина А.Г., Степин Ю.П. Многокритериальная оптимизация эффективности и пожаровзрывобезопасности на объектах системы подготовки газа в условиях низких температур // Проблемы техносферной безопасности: материалы междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. – 2025. – № 14. – С. 49–56.
11. Тараканов К.В., Овчаров Л.А., Тырышкин А.Н. Аналитические методы исследования систем. – М.: Советское радио, 1974. – 240 с.
12. Математические методы и модели исследования операций / В.А. Колемаев, Т.М. Гатауллин, Н.И. Заичкин [и др.]; под ред. В.А. Колемаева. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2008. – 592 с.
13. Стёпин Ю.П., Мухина А.Г. Разработка алгоритмов и программного обеспечения многокритериального выбора моделей адаптивного прогнозирования показателей работы объектов газодобывающего комплекса // Губкинский университет в решении вопросов нефтегазовой отрасли России: тез. докл. VIII Регион. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию проф. Ю.П. Желтова, М., 7–11 окт. 2024 г. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2024. – С. 389–390.
14. Kalman R.E. A New Approach to Linear Filtering and Prediction // J. of Basic Engineering. – 1960. – Vol. 82, Issue 1. – P. 35–45. – DOI: 10.1115/1.3662552
15. Evensen G. Data Assimilation. The Ensemble Kalman Filter. – Berlin, Heidelberg: Springer, 2009. – XXIII, 307 p. – DOI: 10.1007/978-3-642-03711-5
16. Мухина А.Г. Перспективные направления использования модели фильтра Калмана для решения задач прогнозирования и управления // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной пром-сти. – 2011. – № 9. – С. 4–12.
17. Назаренко М.Ю., Золотухин А.Б. Применение методов машинного обучения для вероятностного прогноза добычи нефти. – М.: Недра, 2021. – 125 с.
18. Иткин В.Ю., Кочуева О.Н. Методы нечеткой логики в задачах нефтегазовой отрасли: учеб. пособие. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2021. – 122 с. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): 12 см.
19. Степин Ю.П., Мухина А.Г. Моделирование и оптимизация выбора предпочтительной технологии подготовки газа и нестабильного конденсата в условиях Крайнего Севера // Актуальные проблемы нефти и газа: сб. тр. VII Всерос. молодеж. науч. конф., М., 16–18 окт. 2024 г. – М.: ИПНГ РАН, 2024. – С. 379–382.
20. Мухина А.Г. Многоагентные адаптивные системы (МАС) в освоении нефтегазоконденсатных месторождений арктического региона // Искусственный интеллект – возможности практического применения: сб. тр. второй науч.-практ. конф. молодых ученых AIPPA 2024, Алматы, 10–11 окт. 2024 г. – Алматы: Caspian University, 2024. – С. 18–22.