Диссертация (1173016), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Математически технология СОУ является частной постановкой общейзадачиотборачаститранспортируемогопродуктапоприсоединенномуответвлению. Этот факт создает объективные условия для возможной невернойоценки ситуации и ошибочного решения.2. При определении местоположения малых УНВ при помощи ∆ на КПможет возникнуть ошибка [95] при локализации УНВ между двумя КП. Этосвязано с точностью КИП.3. Частная математическая постановка СОУ не учитывает влияние высотных(геодезических)действительностиотметок∆zсеченийтрубопроводанапараметр∆.Вявляется функцией z.
Поэтому расположение сечения Потносительно сечения II по z может принципиально повлиять на результат работыСОУ.704. Было показано, что условие (2.29) включает в себя (2.28), а значит дляописания нормативных требований нет необходимости в трех условиях (2.25)достаточно условий (2.26) и (2.29).5. Одно из основных направлений повышения качества работы СОУ –расширение математической постановки задачи СОУ.2.3 Анализ возможного количества постановок задачи по исследуемымпараметрам для отвода части нефти по несанкционированной врезке нанефтепроводе сложной конструкцииВ параграфе 2.3 исследуются параметры, влияющие на режим перекачки приотводе нефти из нефтепровода сложной конструкции (с вставками различногодиаметра) по ответвлению. Также определяется общее и частное (для обнаружениянесанкционированных врезок) количество постановок данной технической задачи.При ремонте зачастую вырезают поврежденный участок трубы и не всегдаего заменяют на участок соответствующего диаметра (может либо просто другогосортамента, либо если такого же сортамента, то может отличаться толщина стенкитрубы, а, следовательно, внутренний диаметр).
Данная проблематика особоактуальна для промысловых и сборных трубопроводов добывающих компаний.Также, согласно [104], необходимо проводить раскладку труб по толщине стенки,а, следовательно, возникает необходимость разработки метода обнаружения УНВ,учитывающего наличие вставок разного диаметра.Еще одной причиной разработки метода обнаружения УНВ, учитывающейнепостоянство внутреннего диаметра трубопровода, является тот факт, что даже напромысловых трубопроводах присутствует огромное количество врезок. А они, какизвестно, часто имеют вставки различного диаметра [131].Наличие вставки диаметра вн вс увеличивает число возможных схемнефтепроводной системы с присоединенным ответвлением (рисунок 2.12) и,71следовательно, число уравнений и переменных по сравнению с системой(2.2)(2.7).
Число уравнений баланса напоров увеличивается до пяти – триуравнения на участке с ответвлением и два уравнения на участках без ответвления.В уравнении (2.3) длина участка заменяется в зависимости от схемынефтепроводной системы, соответственно, на 1 , вс или 2 . Добавляетсяуравнение, связывающее длины участков, = 1 + вс + 2(2.30)Набор переменных напоров (2.5) увеличивается до{ , п , ℎо , ℎ1 , ℎ2 , ℎн }(2.31)длин участков (2.6) до{, о , п , н , 1 , 2 , вс }(2.32)внутренних диаметров (2.7) до{вн , вно , вн вс }(2.33)Таким образом, задача (2.2)(2.4), (2.30)(2.33) в общей постановкеформализуется системой 8 уравнений с 19 переменными.
Следовательно, решениезадачи в общей постановке требует задания (варьирования) 11 переменных споследующим определением 8 остальных из решения системы уравнений. Такимобразом, общее число возможных постановок задачи при наличии вставки наосновной нитке нефтепровода равно1119=19!= 75582.11! ∙ (19 − 11)!Получается, что наличие вставки на основной нитке нефтепроводапринципиально (в 58,7 раза) увеличивает число постановок общей задачи расчетарежима перекачки (2.1) при наличии отвода части нефти из нефтепровода [131].72Схема 1Н1h1h2L1QLпhнLвсLнL2вставка с Dвн всQ0Схема 2LпLнQ0Схема 3LпLнQ0LРисунок 2.12 – Варианты схемы трубопроводной системы с ответвлениемСократить число возможных постановок задачи возможно путем сокращениячисла варьируемых переменных (2.4), (2.31)(2.33) – выбора набора решаемых(постановок)задач.Рассмотримзадачунесанкционированныхотборовтранспортируемого продукта по ответвлению.В рамках данной задачи известными и постоянными являются 4 параметра{, I , , вн } = {} ∪ {I } ∪ {} ∪ {вн }(2.34)Тогда переменными являются 15 параметров{о , н } ∪ {п , ℎо , ℎ1 , ℎ2 , ℎн } ∪ {о , п , н , 1 , 2 , вс }∪ {вно , вн вс }(2.35)В рамках выбранной задачи значения семи переменных (2.35) должнызадаваться (варьироваться) и 8 определяться из решения системы уравнений.
Такимобразом, общее число постановок задачи (2.34)(2.35) равно73715=15!= 6435.7! ∙ (15 − 7)!Следовательно, наличие вставки на основной нитке МН увеличивает числопостановок задачи расчета режима перекачки (2.1) при несанкционированныхотборах транспортируемого продукта по сравнению с задачей (2.4)(2.7)в 51 раз [91].Теперь изучим влияние не только параметров ответвления на параметрырежима, но и параметры вставки нефтепровода [92].
На рисунке 2.13 показано окнорезультатов расчета программного комплекса для нефтепровода без отвода нефти( = 0) и без вставки.Рисунок 2.13 – Окно результатов расчета для МН без отвода нефти ( = 0) и безвставкиИз представленных на рисунке 2.13 результатов видно, что давление всечении МН с координатой 2 [км] равно 4,75 [МПа], в конечном сечении II равно0,34 [МПа].Согласно Схемам 13, представленным на рисунке 2.12, рассмотреноподключение ответвления в трех точках с координатами 2, 15 и 31 [км] по осинефтепровода. Расчеты проводились на нефтепроводе без вставок, а также с74вставкой длиной 10 [км] (координаты начала и конца вставки – 10 и 20 [км]соответственно) и диаметра как большего чем основная нитка (Ø82010 [мм]), таки меньшего (Ø6309 [мм]) [132]. Параметры вставок задаются в отдельном окне,показанном на рисунке 2.14Рисунок 2.14 – Окно ввода параметров вставокНа рисунке 2.15 показано окно результатов расчета программного комплексадля задачи отвода части нефти от МН без вставки и с координатой точкиприсоединения 2 [км].75Рисунок 2.15 – Окно результатов расчета для нефтепровода без вставок и скоординатой точки присоединения ответвления 2 [км]На рисунках 2.16 – 2.18 показаны результаты расчета для вставки Ø6309[мм] и координатами точек присоединения 2, 15 и 31 [км] соответственно.Рисунок 2.16 – Окно результатов расчета для нефтепровода с вставкой Ø6309[мм] и с координатой точки присоединения ответвления 2 [км]76Рисунок 2.17 Окно результатов расчета для нефтепровода с вставкой Ø6309 [мм]и с координатой точки присоединения ответвления 15 [км]Рисунок 2.18 – Окно результатов расчета для нефтепровода с вставкой Ø6309[мм] и с координатой точки присоединения ответвления 31 [км]77На рисунке 2.18 представлена линия гидравлического уклона, пересекающаяпрофиль трассы нефтепровода.
Это показывает невозможность осуществленияперекачки при наличии данной вставки меньшего диаметра даже без отбора вкоординате 31 [км].В таблице 2.3 приведены результаты расчетов программного комплекса дляподключения ответвлений в точках с координатами 2, 15 и 31 [км] на нефтепроводебез вставок и с вставками Ø82010 [мм] и Ø6309 [мм]. Приведены численныезначения расхода в ответвлении (о [м3 ∙ час−1 ]), после него (н [м3 ∙ час−1 ]), атакже давления в точке подключения ответвления (п [МПа]) и в конечном сечениинефтепровода (II [МПа]). Последний представленный на рисунке 2.18 расчетпоказал невозможность осуществления перекачки при заданных параметрахрежима для вставки Ø6309 [мм] при подключении ответвления в точке скоординатой 31 [км].Таблица 2.3 – Результаты расчетаX = 2 [км]X = 15 [км]X =31 [км]Результаты расчета без вставкио [м3 ∙ час−1 ]1844,191433,99744,06н [м3 ∙ час−1 ]2755,813166,013855,94п [МПа]4,753,131,13II [МПа]2,951,680,55Результаты расчета с вставкой Ø82010 [мм]о [м3 ∙ час−1 ]1844,191543,04983,58н [м3 ∙ час−1 ]2755,813056,963616,42п [МПа]4,753,421,71II [МПа]3,192,21,2Результаты расчета с вставкой Ø6309 [мм]о [м3 ∙ час−1 ]1844,191247,71-н [м3 ∙ час−1 ]2755,813352,29-п [МПа]4,752,57-78II [МПа]2,50,65-Также возникает необходимость исследования влияния изменения толщиныстенки части нефтепровода на работу параметрических методов обнаружения УНВна примере метода гидравлической локации (МГЛ).
На основе чего показываетсянеобходимость учета малейшего изменения внутреннего диаметра нефтепровода впараметрических СОУ [136,140].В ходе представленного исследования будет варьироваться толщина стенкитрубы, а также длина этого участка (вставки) с определенным шагом. Расчетыпроводятся в программном комплексе.На рисунке 2.19 показаны исходныеданные.Рисунок 2.19 – Исходные данные в авторском программном комплексе длясравнительного анализаНа рисунках 2.20 и 2.21 показаны зависимости абсолютной и приведеннойошибки определения местоположения УНВ по методу гидравлической локациипри наличии на нефтепроводе вставки другой толщины стенки.79-10-00-1020100-10-20ОШИБКА [КМ]4,43,32,21,105,56,67,78,812-20--109,91086Абсолютная ошибка МГЛ на трубопроводе с вставкой10-20Рисунок 2.20 – Поверхность абсолютной ошибки определений местоположенияУНВ по МГЛПриведенная ошибка МГЛ302010Ошибка [%]400118,56698,47,87,25,44,84,23,60,61,21,83 2,406,69,60-1010-2020-3030-40Рисунок 2.21 – Поверхность приведенной ошибки определений местоположенияУНВ по МГЛ80На рисунке 2.21 показана зависимость ошибки определения местоположенияУНВ от изменения толщины стенки и длины вставки с измененной толщинойстенки.
Таким образом, при наличии вставки длиной 3 [км] такого же внешнегодиаметра, но с толщиной стенки 9 [мм], а не 10 [мм] – погрешность МГЛ будетсоставлять 1042 [м], что составляет 2,8 [%] от длины рассматриваемогонефтепровода. При увеличении абсолютного значения разницы толщин стенок илидлины вставки будет расти и ошибка МГЛ.Из выше сказанного следует, что данная методика особо актуальна дляПАО «Транснефть» в связи с тем, что согласно [104,114], мы должны делатьраскладку труб по толщине стенки, а в нормах по СОУ [103] ничего не сказано проданный факт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
