«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Экспериментальная установка для исследования виброскорости магистрального насосного агрегата в задаче управления насосным парком нефтеперекачивающей станции

УДК: 621.67:681.518:622.692.4
DOI: -

Авторы:

¹ Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия

Ключевые слова: магистральный насосный агрегат, виброскорость, нефтеперекачивающая станция, система автоматического включения резерва, вибропреобразователь, мониторинг технического состояния, экспериментальная установка, стенд

Аннотация:

Трубопроводный транспорт нефти основан на эксплуатации магистральных насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций, функционирование которых сопровождается деградационными процессами, приводящими к снижению работоспособности оборудования и возникновению отказов. Одним из ключевых направлений обеспечения безопасной и надежной эксплуатации насосных агрегатов является диагностика технического состояния на основе телеметрических данных, включающая методы вибродиагностики. Актуальность исследования связана с влиянием погрешности измерительных каналов на процессы контроля и управления насосным оборудованием, в том числе на работу систем автоматического включения резерва. Целью исследования является разработка и реализация экспериментальной установки нефтеперекачивающей станции, предназначенной для исследования влияния нормированной погрешности измерений на определение технического состояния оборудования и процессы управления насосным парком. В работе представлена технологическая схема экспериментальной установки, определен состав аппаратных и программных компонентов системы. Проведена серия из четырех экспериментов при различных режимах эксплуатации магистрального насосного агрегата. Полученные результаты подтвердили наличие кратковременных пиковых превышений мгновенной виброскорости относительно характерных значений гармонической вибрации. Установлено, что подобные отклонения способны оказывать влияние на достоверность оценки технического состояния оборудования и приводить к ложным управляющим воздействиям со стороны автоматизированных систем управления.

Список литературы:

1. Контроль и диагностика работы насосного оборудования магистральных нефтепроводов / А.А. Разбойников, М.Ю. Земенкова, Е.Л. Чижевская [и др.] // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2025. – № 6(174). – С. 101–116. – DOI: 10.31660/0445-0108-2025-6-101-116
2. Конева А.С., Чижевская Е.Л. Актуальные направления совершенствования систем диагностирования магистральных трубопроводов // Нефтегазовый терминал: материалы Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы транспорта и хранения углеводородных ресурсов при освоении Арктики и мирового океана", Тюмень, 4–5 дек. 2024. – Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2025. – С. 53–57.
3. Валюхов С.Г., Ярославцев С.В. Анализ особенностей и пути снижения виброактивности магистральных нефтяных насосов // Нефть. Газ. Новации. – 2018. – № 12. – С. 87–92.
4. Негативное воздействие вибрации на технологические трубопроводы компрессорной станции с электроприводными газоперекачивающими агрегатами / А.С. Шредер, О.А. Курасов, П.В. Бурков [и др.] // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2024. – Т. 335, № 10. – С. 167–177. – DOI: 10.18799/24131830/2024/10/4729
5. Арбузов Н.С. Влияние технического состояния систем сглаживания волн давления на эффективность защиты линейных участков магистральных нефтепроводов от волновых нагрузок // Территория Нефтегаз. – 2024. – № 5-6. – С. 40–49.
6. Токарев А.П., Годовский Д.А., Мышаков И.А. Влияние частотного регулирования на величину колебаний трубопроводов обвязки магистральных насосных агрегатов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2025. – № 3(155). – С. 109–120. – DOI: 10.17122/ntj-oil-2025-3-109-120
7. Васильев А.В. Разработка новых устройств снижения вибрации промышленного оборудования и трубопроводов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2025. – Т. 27, № 1(123). – С. 192–199. – DOI: 10.37313/1990-5378-2025-27-1-192-199
8. Некрасов В.А. Опыт применения средств виброизоляции для снижения технологических и пусковых вибрационных нагрузок магистральных насосных агрегатов // Труды Крыловского государственного научного центра. – 2025. – № 1(411). – С. 147–151.
9. Твердотельный демпфер для снижения виброактивности электромеханического устройства системы жизнеобеспечения нефтегазовых станций / А.Н. Гаврилин, В.С. Дмитриев, Д.В. Ермаков, Д.А. Дерусова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2024. – Т. 335, № 4. – С. 108–117. – DOI: 10.18799/24131830/2024/4/4583
10. Будзуляк Б.В., Лопатин А.С., Ляпичев Д.М. Удаленный мониторинг и предиктивная аналитика технического состояния газоперекачивающих агрегатов // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2025. – № 4(321). – С. 99–108.
11. Популова Т.П., Минко Б.С. Прогнозирование отказа установок электроцентробежных насосов на основе косвенных показателей // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2024. – № 6(152). – С. 119–135. – DOI: 10.17122/ntj-oil-2024-6-119-135
12. Классификация технического состояния насосного агрегата с использованием интеллектуальной идентификации неисправностей / О.А. Коленчуков, В.В. Бухтояров, Н.А. Шепета [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2024. – Т. 14, № 1. – С. 36–47. – DOI: 10.28999/2541-9595-2024-14-1-36-47
13. Давыдов А.Ю., Велиев Э.Ф., Давыдов И.А. Применение управляющих экспертных систем для мониторинга работы винтовых насосных установок с поверхностным приводом // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2023. – № 6(138). – С. 5–9. – DOI: 10.33285/1999-6934-2023-6(138)-5-9
14. Ляпичев Д.М., Никулина Д.П., Фильченкова А.А. Практические аспекты применения систем мониторинга и предиктивной аналитики газоперекачивающих агрегатов // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2023. – № 2(311). – С. 98–108. – DOI: 10.33285/2073-9028-2023-2(311)-98-108
15. Астахов А.М., Черненькая Л.В. Применение оценки технического состояния магистрального насосного агрегата для формирования дополнительного условия автоматического включения резерва // Неделя науки ИКНК: материалы докладов Всероссийской научно-практической конференции, СПб., 14 апр. – 16 мая 2025 г. – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2025. – С. 179–181.
16. РД 08.00-60.30.00-КТН-016-1-05. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту оборудования и сооружений нефтеперекачивающих станций. – Введ. 2005–04–04. – М.: АК "Транснефть", 2005. – URL: https://meganorm.ru/Index1/54/54609.htm
17. Astakhov A., Chernenkaya L. Automatic Reserve Activation System Using Technical Condition Assessment of Operating Equipment // 2025 IEEE XVII International Scientific and Technical Conference on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE), Novosibirsk, November 14–16, 2025. – IEEE Computer Society, 2025. – P. 11289438. – DOI: 10.1109/APEIE66761.2025.11289438
18. ГОСТ 23222–88. Характеристики точности выполнения предписанной функции средств автоматизации. Требования к нормированию. Общие методы контроля. – Введ. 1990–01–01. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 42 с.