Диссертация (1173016), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Что в свою очередь приводит к серьезной ошибке.Общие выводы и результаты параграфа 2.3:1.Проведен анализ общего количества постановок задачи для отводачасти нефти по сложному нефтепроводу с вставками различного диаметра.2.Получено общее количество постановок общей задачи в зависимостиот исследуемых параметров – 75582 постановок.
Проектные и иные, не подходящиепод условие, параметры были отсечены, вследствие чего число постановоксократилось до 6435. Из чего следует, что присутствие вставки на нефтепроводерезко повышает количество постановок общей задачи.3.Изменение координаты точки присоединения ответвления и диаметраосновной нитки нефтепровода (наличие вставки) ведет к изменению значенияпараметра режима перекачки – давления – в конечном сечении МН.4.Показаносущественноепонижениеточностиопределенияместоположения УНВ параметрическими методами без учета вставки. Поэтомувозникает необходимость разработки параметрической методики обнаруженияУНВ, учитывающей все изменения внутреннего диаметра трубопровода.81Выводы1.Общее количество постановок возможных задач для участка простогонефтепровода в зависимости от исследуемых параметров составило 1287постановок. Проектные и иные, не подходящие под условие, параметры былиотсечены, поэтому число постановок сократилось до 126.
К тому же, общееколичество постановок возможных задач для сложного нефтепровода с вставкой взависимости от исследуемых параметров составило 75582 постановок. Проектныеи иные, не подходящие под условие, параметры были отсечены, поэтому числопостановок сократилось до 6435. Из чего следует, что присутствие вставки нанефтепроводе резко повышает количество постановок задачи СОУ.2.Проведены исследования влияния изменения толщины стенки и длинывставки с измененной толщиной стенки трубы на работы параметрических методовобнаружения УНВ на примере МГЛ, в ходе которых доказана необходимость учетавставки при поиске УНВ параметрическими методами.3.На основании исследований постановок общей задачи УНВ идиапазонов изменения контролируемых параметров выявлены постановки задачдля параметрических методов обнаружения УНВ:{ = } ∪ { фиксируется} ∪ {наличие КИП по }.(2.36){ = } ∪ { фиксируется} ∪ {нет КИП по }.(2.37){ = } ∪ { не фиксируется} ∪ {наличие КИП по }.(2.38){ = } ∪ { не фиксируется} ∪ {нет КИП по }.(2.39){ ≠ } ∪ { не фиксируется} ∪ {наличие КИП по }.(2.40){ ≠ } ∪ { не фиксируется} ∪ {нет КИП по }.(2.41){ ≠ } ∪ { фиксируется} ∪ {наличие КИП по }.(2.42){ ≠ } ∪ { фиксируется} ∪ {нет КИП по }.(2.43)В ходе анализа сформулированных постановок задачи обнаружения УНВбыли выявлены области их применения, определены уже реализованные методыобнаружения УНВ и направления дальнейшего развития класса параметрическихметодов обнаружения УНВ.82Из сформулированных условий можно сделать выводы:1.Обнаружение УНВ в условиях (2.36), (2.37) может быть осуществленометодом гидравлической локации.2.На текущий момент не существует параметрического решения задачиобнаружения УНВ в условия эксплуатации (2.38)÷( 2.43) и, следовательно,необходима разработка параметрических методик обнаружения УНВ в данныхусловиях.83ГЛАВА 3РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ИНЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ВРЕЗОКВ данной главе представлена комплексная методика обнаружения УНВ,состоящая из трех отдельных методик:методикапараметрическойлокализацииУНВдляусловийэксплуатации (1);методика обнаружения УНВ на телескопических трубопроводах дляусловий эксплуатации (2);методика параметрической локализации УНВ на телескопическихтрубопроводах для условий эксплуатации (3).3.1 Методика параметрической локализации УНВВданномпараметрическойпараграфеописаналокализацииУНВразработаннаяприпомощиавторомметодикадатчиковдавления,установленных на линейной части МН для условий (1).
Этими датчиками могутбыть датчики давления на линейных задвижках, которые, согласно [104], должныбыть автоматизированными и оснащены средствами измерения давления.В ходе анализа методов обнаружения УНВ [139], применяемых согласно[103] на трубопроводах ПАО «Транснефть», а также особенностей условий84эксплуатации трубопроводных систем и работы СОУ [95] была выявленавозможность разработки и применения новой параметрической методикиобнаружения УНВ.Точность средств измерения [103]:{∆≤ 0,01} ∪ {∆ ≤ 0,002 [МПа]} ∪ {≤ 0,001} .(3.1)Следовательно, возникает необходимость обнаружения УНВ с < 0,01 ∙ параметрическими методами на трубопроводах, оборудованных линейнымизадвижками с манометрами – контрольными пунктами замера давления.При наличии таких утечек обычное применение параметрических методовобнаружения УНВ постоянного мониторинга может дать ложные результаты [136].Поэтому необходим соответствующий алгоритм расчета местоположения УНВ.Предлагаемый параметрический алгоритм базируется на показанияхдавления с линейных задвижек, оборудованных манометрами, а также напоказаниях КИП нефтеперекачивающих станций.При возникновении утечки на МН в реальном гидравлическом профилепоявляется излом.
В этом случае возникает необходимость определения илокализации УНВ с расходом, величина которого не превышает погрешностиизмерения установленных на НПС расходомеров. Поэтому для обеспечениярешения поставленной задачи строится моделируемая ЛГУ и вычисляютсямоделируемые давления на КП. Сравнивается с фактическим давлением на КП. Вслучае отличия на 0,002 [МПа] и больше данный КП выбирается i-ым, (i+1)-ым –следующий за ним по длине МН, (i-1)-ым – предыдущий первому.
По значениямполного напора на i-ом КП и в конечном сечении МН строится ЛГУ фактическая.После чего вычисляется пересечение моделируемой и фактической ЛГУ, но не впределах (i-1)-ого и i-ого КП, а в пределах всего МН от начала и до i-ого КП. Этосвязано с тем, что утечка – малая и поэтому необязательно, что она приведет ктребуемому по точности изменению давления на ближайшем КП [97].85PкPнP1P2PiPnQIIILРисунок 3.1 – Схема нефтепровода1.С КИП на НПС и линейных задвижек получаем набор измеренийдавления [97]:{н , 1 , 2 , … , , … , , к },(3.2)гден – давление в начальном сечении нефтепровода, [Па];1 – давление на первой линейной задвижке, [Па];2 – давление на второй линейной задвижке, [Па]; – давление на i-ой линейной задвижке, [Па]; – давление на n-ой линейной задвижке, [Па];к – давление в конечном сечении нефтепровода, [Па].2.Зная давления и координаты точек замера, рассчитываем реальныйгидравлический профиль МН на базе замеров с КП и КИП НПС.
=+ + ,∙где – высотная отметка i-го КП, [м]; – скоростной напор, вычисляющийся по (3.4), [м]; = 9,81 – ускорение свободного падения, [м ∙ с−2 ].(3.3)862 =.2∙(3.4)3.Далее необходимо построить моделируемую ЛГУ, отправной точкой длякоторой станет начальное сечение:н =н+ н + .∙(3.5)4. Рассчитываем моделируемый полный напор на КП. Для этого рассчитаемскорость течения нефти:=4∙. ∙ 2(3.6)По найденной скорости движения продукта считается число Рейнольдса:∙(3.7).По найденному числу Рейнольдса определяется формула расчета коэффициента =гидравлического сопротивления () и, собственно, считается коэффициентгидравлического сопротивления нефтепровода по руководящему документу[104,105] либо по классическим формулам гидравлики:1.
если < 2320, то=64.(3.8)2. если 2320 < < 104 , то=640,3164∙ (1 − ) + 4∙ ,√(3.9)где – коэффициент перемежаемости = 1 − −0.002∙(−2320) .3. если 104 < <=0,31644√,27 1.143(3.10), то(3.11)где – относительная шероховатость внутренней поверхности нефтепровода:=∆.(3.12)874. если27 1.143< <500,68 0.25 = 0,11 ∙ ( + ) .5. если >500(3.13), = 0,11 ∙ 0.25 .(3.14)Теперь рассчитываем сами потери на каждом сегменте между КП:8 ∙ ∙ 2ℎ = ∙.
∙ 2 ∙ 5(3.15)И, наконец, рассчитываем моделируемые напоры и давления на КП:, = − ℎ ,(3.16)где ,1 = н ., = (, − ) ∙ ∙ .(3.17)HКП1КП2УНВ КПiКПi+1КПnLРисунок 3.2 – Фактический и моделируемый гидравлические профилинефтепровода5.Сучетомдопустимойточностиприборов(∆ ≤ 0,002 [МПа])сравниваются фактические и моделируемые давления на каждом КП и как толькоих разница превысит установленный [103] порог, запускается алгоритм расчета. Вслучае отличия давления на 0,002 [МПа] и больше на КП (в этом случае мынаходимся в пределах точности приборов) данный КП допустим будет i-й, (i+1)-й– следующий за ним по длине МН, (i-1)-й – предыдущий первому.
По значениям88полного напора на КП под номером i и показаниям давления в конечном сечениитрубопровода строится фактическая ЛГУ. После чего ищется пересечениемоделируемой и фактической ЛГУ, но не в пределах i-го и (i-1)-го КП, а в пределахвсего МН от начала и до i-го КП. Это связано с тем, что утечка – малая и поэтомунеобязательно, что она приведет к требуемому по точности изменению давленияна ближайшем к ней КП [97].Уравнение моделируемой ЛГУ будет иметь вид:(н − ,к ) ∙ УНВ + ( − 0) ∙ + (,к ∙ 0 − н ∙ ) = 0.(3.18)Уравнение фактической ЛГУ на сегменте между i-м и (i+1)-м КП будет иметьвид(, − ,к ) ∙ УНВ + ( − ) ∙ +(3.19)+ (,к ∙ − , ∙ ) = 0.Выражая H и приравнивая правые части уравнений (3.18) и (3.19), выражаемместоположение УНВ. Таким образом, формула для определения местоположенияУНВ будет иметь вид [98]:УНВ =н ∙ ∙ ( − ) + (,к ∙ − , ∙ ) ∙ ( − ) ∙ (н − ,к ) − ∙ (, − ,к ).(3.20)Данная методика позволяет не только локализовать УНВ, но и определитьрасход малой УНВ по разнице фактического и моделируемого полного напора вконечном сечении.Также, по известной разнице фактического и моделируемого давления вконечном сечении МН можно определить расход УНВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
