КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Е.С. Шириновская

КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК

Статья посвящена системе обнаружения утечек жидких углеводородов в нефтепроводах на основе комбинированного метода. Приведены описания каждого из методов: параметрического и по волне давления.

Ключевые слова: промысловые нефтепроводы, система обнаружения утечек, методы обнаружения, сбор информации СОУ, волна давления, параметрический метод, расход, утечка.

Система обнаружения утечек нефти устанавливается на промысловом трубопроводе нефтегазокон-денсатного месторождения между УПН и ПСП.

Система СОУ строится на основе комбинированного (параметрического и по волне давления) метода. В рамках создания СОУ предусматривается расстановка технических средств полевого уровня непосредственно на технологическом процессе. Оборудование ПТК СОУ устанавливается в блоках БЭЛП, блоке щитовой АСУ, в шкафах системы СЛТМ. Информация выводится на АРМ СОУ в УПН.

Параметрический метод.

Параметрический метод - это программный комплекс, функционирующий совместно с системой диспетчерского контроля и управления на основе использования поступающих в систему телемеханики данных о параметрах работы трубопровода и применения математической модели для принятия решения о наличии утечки. Параметрический метод использует для своей работы данные измерений расхода, давления, температуры, вязкости, плотности, состояния технологического оборудования и т.д., поступающие в режиме реального времени из системы телемеханики. Их работа основывается на обработке и анализе этих данных. После чего принимается решение о существовании утечки, определяется наличие утечки, время её возникновения, величина и координата.

В параметрической СОУ используется нижеперечисленные методы обнаружения утечек:

- метод обнаружения утечки по анализу профиля давления. При нарушении герметичности расход на участке до утечки повышается, а расход после местоположения аварийного участка понижается. Таким образом появляется излом профиля давления и напора. Нарушение герметичности вызывает уменьшение давления, которое не сложно выявить. Для предотвращения ложных срабатываний, давление фиксируется как минимум в двух контрольных точках трубопровода.

- балансовый метод определяет истечение продукции на больших расстояниях между двумя датчиками расхода и более. Метод не определяет местоположение утечки. Принцип работы заключается в том, что при нарушении герметичности расход на входе становится больше расхода на выходе. Вдобавок, в балансовом методе учитывается масса продукта в трубопроводе, которая уменьшается при утечках.

К недостаткам параметрической системы относятся: низкие качественные показатели (точность, чувствительность), затруднённость применения при переходных режимах.

Метод по волне давления статистический (ВС).

Отличие от классической СОУ по волне давления в способе обработки поступающих данных. В данном методе используется статистический анализ входных данных в режиме реального времени - статистическое фильтрование. Система строится на базе стандартного аппаратного комплекса ТМ. Кроме того, статистический анализ не требует ярко выраженного фронта падения давления, в связи, с чем система способна обнаруживать факт утечки на средне и медленно развивающихся утечках (быстро развивающаяся утечка - до 1 с.; средне развивающаяся утечка - от 1 с. до 5 с. ; медленно развивающаяся утечка - от 5

с.).

К преимуществам относится сравнительно невысокая стоимость внедрения и возможность использования существующих каналов телемеханики, удалении точек контроля друг от друга (до 50км).

К недостаткам и ограничениям в применении данного метода относятся - точность определения утечки для стандартных средств КИП и ПЛК не превышает 100 м (стандартно до 300 м).

© Шириновская Е.С., 2021.

Научный руководитель: Кузяков Олег Николаевич - доктор технических наук, профессор, Тюменский индустриальный университет, Россия.

Принимая во внимание современные требования безопасности, использование только лишь одного метода определения утечек компаниями, занимающимися транспортировкой нефти является недостаточным. Соответственно, главным требованием к СОУ является ее точность, обеспечиваемая комплексным подходом, т.е. использованием группы методов обнаружения утечек, основанных на различных физических принципах.

На основании технических решений по выбору СОУ для контроля герметичности напорного нефтепровода предусматривается комбинированная СОУ - основанная на использовании параметрического метода определения утечки с получением данных из системы телемеханики, а также метода по волне давления (статическая - ВС).

Основным методом комбинированной СОУ является метод по волне давления статический. Для улучшения точности определения места утечки и уменьшения количества ложных срабатываний потребуется применение высокоскоростных датчиков давления, быстродействующих каналов контроллера СОУ, специализированного ПО и соответствующего канала передачи данных.

ШИРИНОВСКАЯЕКАТЕРИНА СЕРГЕЕВНА - магистрант, Тюменский индустриальный университет, Россия.