Диссертация (1173016), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При учете необходимости раскладки труб по толщине стенки согласно[104,114] актуальность данной проблематики очевидна для магистральныхнефтепроводов, не говоря уже о промысловых. Также показано влияние изменениятолщины стенки нефтепровода на расположение УНВ.2.1 Анализ возможного количества постановок задачи по исследуемымпараметрам для отвода части нефти по несанкционированной врезке напростом нефтепроводеВ данном параграфе исследуются параметры, влияющие на режим перекачкипри отводе нефти из нефтепровода постоянного диаметра с прямым профилем поответвлению.Определяетсяобщееичастное(дляобнаружениянесанкционированных врезок) количество постановок данной технической задачи.51Одной из главных задача проектирования и эксплуатации магистральногонефтепровода является обеспечение режима перекачки, параметрами которогоявляются [104]{, , I , II },(2.1)где – расход нефтепровода, I и II – давление соответственно в начальном(I) и конечном (II) сечениях нефтепровода, – давление по длине МН междусечениями I и II.Контроль, определение возможных причин изменения и выхода численныхзначений параметров (2.1) за установленные пределы в процессе эксплуатации МНявляется непосредственной задачей расчета и параметрической диагностикитехнологических режимов [90].Нарисунке2.1представленасхеманефтепроводнойсистемысприсоединенным в сечении П ответвлением (длиной о ) для отвода части нефти отосновного нефтепровода (длиной L).НIНпПQIhннефтепроводQнQоIILпLоответвлениеhоLнLРисунок 2.1 – Трубопроводная система с ответвлением для отвода частитранспортируемой нефти от основного нефтепровода52Нефть, обладая напором HI в сечении I, приходит к сечению П с напором HП.В сечении П поток нефти разделяется – часть нефти с расходом Qо отводится поответвлению и приходит в конечный пункт ответвления с напором hо.
Оставшаясяв основной нитке нефть с расходом Qн приходит в конечный пункт нефтепровода(сечение II) с напором hн.Численные значения параметров режима перекачки для представленной нарисунке 2.1 нефтепроводной системы определяются из решения системы пятиуравнений – трех уравнений баланса напоров для трех участков (от сечения I досечения П, от сечения П до конечного пункта ответвления, от сечения П до сеченияII), уравнения расхода = о +н(2.2)и уравнения, связывающего длины участков, = п +н(2.3)В общей постановке задачи переменными в указанных пяти уравненияхявляются расходы{, о , н }(2.4)напоры{ , п , ℎо , ℎн }(2.5)длины участков{, , п , н }(2.6)внутренний диаметр трубы основной нитки и ответвления{вн , вно }(2.7)Всего 13 переменных.Следовательно, решение задачи в общей постановке требует задания(варьирования) 8 переменных с последующим определением 5 остальных изрешения системы уравнений.
Таким образом, общее число возможных постановокзадачи равно813=13!= 1287.8! ∙ (13 − 8)!53Сократить число возможных постановок задачи возможно путем сокращениячисла варьируемых переменных (2.4)(2.7) – выбора набора решаемых(постановок) задач. Рассмотрим задачу несанкционированных отборов [93,135].В рамках данной задачи известными и постоянными являются 4 параметра{, , , вн } = {} ∪ { } ∪ {} ∪ {вн }.(2.8)Тогда переменными являются 9 параметров{о , н } ∪ {п , ℎо , ℎн } ∪ {о , п , н } ∪ {вн }.(2.9)В рамках выбранной задачи значения 4 переменных (2.9) должны задаваться(варьироваться) и 5 находить из решения системы уравнений. Таким образом,общее число постановок задачи (2.8)(2.9) [93,135]94 =9!9!== 126.4! ∙ (9 − 4)! 4! ∙ 5!Результатом решения задачи о несанкционированных отборах являетсяопределение:- самого факта наличия отбора – Задача № 1;- места присоединения ответвления {Lп} – Задача № 2.Рассмотрим Задачу № 1.
Определим последовательность (иерархию) заданиязначений параметров.Последовательно зададим значения параметров{п } → {о } → {вно }.(2.10)Тогда переменными остаются 6 параметров{о , н } ∪ {п , ℎо , ℎн } ∪ {п }.(2.11)В этом варианте значение 1 переменного должно задаваться (варьироваться)и значения 5 определяться из решения системы уравнений.Таким образом, общее число постановок задачи (2.8)(2.11) равно61 =6!6!== 6.1! ∙ (6 − 1)! 1! ∙ 5!Значение {п } вычисляется по уравнению (2.3) независимо от остальныхпараметров (2.11).
Значение {п } вычисляется по уравнению баланса напоров для54участка от сечения I до сечения П также независимо от остальных параметров(2.11). Таким образом, в рамках задачи (2.8)(2.11) варьировать нужно 4 параметра{о , н } ∪ {ℎо , ℎн }.(2.12)При установке регулятора давления в сечении II{ℎн = }.(2.13)В этом случае вычисляются значения{о , н } ∪ {ℎо }.(2.14)То есть, в рамках задачи (2.8)(2.12) и (2.13)(2.14) информацию в сечении IIоб отводе можно получить только по параметру (только по объему или массе){н }.(2.15)При установке регулятора давления в конечном пункте ответвления{ℎо = }.(2.16)В этом случае вычисляются значения{о , н } ∪ {ℎн }.(2.17)То есть, в рамках задачи (2.8)(2.12) и (2.16)(2.17) информацию в сечении IIоб отводе можно получаем по двум параметрам (2.17) – массе и напору(давлению II ){н } ∪ {ℎн }.(2.18)В задаче проектирования отвода части нефти{о = }.(2.19)В этом случае вычисляются значения{н } ∪ {ℎо , ℎн }.(2.20)Задачу проектирования (в том числе несанкционированного отбора) нерассматриваем [93,135].В задаче заполнения подключенного резервуара{н = }.(2.21)В этом случае вычисляются значения{о } ∪ {ℎо , ℎн }.(2.22)В общем случае, это тоже задача проектирования.
Поэтому ее нерассматриваем.55В рамках данного параграфа исследована задача (2.8)(2.12), (2.16)(2.18).Расчеты выполнены на разработанном автором программном комплексе всоответствии с [66,104,105,114,129]. На рисунке 2.2 показано окно ввода исходныхданных, на рисунке 2.3 – окно результатов расчета.Рисунок 2.2.
– Окно ввода исходных данных в программном комплексеРисунок 2.3. Окно результатов расчета в авторском программном комплексе56На рисунке 2.3 красным цветом строится линия гидравлического уклона,синим – линия максимально-допустимых напоров, зеленым – сжатый профильтрассы МН. При помощи бегунка можно определить технологические параметры влюбом сечении МН, они выводятся справа внизу, а основной набор параметров –справа вверху. Из рисунка 2.3 видно, что при отборе части нефти у линиигидравлического уклона появляется излом в точке присоединения ответвления и,следовательно, меняются значения параметров режима – расхода и напора – вконечном сечении II.Был проведен комплексный анализ данного вопроса и построены трехмерныедиаграммы зависимостей параметров МН от параметров ответвления (врезки).На рисунке 2.4 показана зависимость полного напора в конце МН отпеременных значений внутреннего диаметра ответвления и полного напора в концеответвления.
Все остальные параметры постоянны. По горизонтальной осиоткладывается полный напор в конечном сечении ответвления в метрах, повертикальной – полный напор в конечном сечении МН в метрах, а по оси Zоткладывается внутренний диаметр ответвления в миллиметрах [93].57Рисунок 2.4 – Зависимость полного напора в конечном сечении МННа рисунке 2.5 показана зависимость расхода в основной нитке МН послеотвода от переменных значений внутреннего диаметра ответвления и полногонапора в конце ответвления.
Все остальные параметры постоянны. Погоризонтальной оси откладывается полный напор в конечном сечении ответвленияв метрах, по вертикальной – полный напор в конечном сечении МН в метрах, а пооси Z откладывается внутренний диаметр ответвления в миллиметрах [93].58Рисунок 2.5 – Зависимость расхода в конечном сечении МННа рисунке 2.6 показана зависимость полного напора в конце МН отпеременных значений длины ответвления и полного напора в конце ответвления.Все остальные параметры постоянны.
По горизонтальной оси откладывается длинаответвления в километрах, по вертикальной – полный напор в конечном сеченииМН в метрах, а по оси Z откладывается полный напор в конечном сеченииответвления в метрах [93].59Рисунок 2.6 – Зависимость полного напора в конечном сечении МННа рисунке 2.7 показана зависимость расхода в МН после отвода отпеременных значений длины ответвления и полного напора в конце ответвления.Все остальные параметры постоянны. По горизонтальной оси откладывается длинаответвления в километрах, по вертикальной – полный напор в конечном сеченииМН в метрах, а по оси Z – полный напор в конечном сечении ответвления в метрах[93].Рисунок 2.7 – Зависимость расхода в конечном сечении МН60Результаты параграфа 2.1:1.Величина изменения параметров режима в конечном сечении МНзависит от комбинации численных значений конструкционных и технологическихпараметров ответвления.2.Несколько разных комбинаций численных значений конструкционныхи технологических параметров ответвления могут давать одинаковое значениеизменения параметров режима в конечном сечении МН.3.Скорость изменение функции параметров режима в конечном сеченииМН разная для разных диапазонов значений аргументов.4.Зависимостьпараметроврежимамагистральногонефтепроводанеоднозначно зависит от параметров ответвления, что в свою очередь негативносказывается на поиске несанкционированных врезок и утечек.5.Полученообщееколичествопостановоквозможныхзадачвзависимости от исследуемых параметров – 1287 постановок технической задачи.Проектные и иные, не подходящие под условие, параметры были отсечены вследствии чего число постановок сократилось до 126.2.2 Анализ нормативных требований к методам обнаружения УНВ и кточности применяемых в данных целях КИПВ данном параграфе проведен анализ нормативных требований к СОУ иКИП, применяемым в параметрических СОУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
