Метод контролю за витоками і несанкціонованими відборами нафти з магістральних нафтопроводів

Abstract

Дисертація присвячена розробці методу контролю за витоками і несанкціонованими відборами нафти з магістральних нафтопроводів. Розглядається задача створення, на базі методів нечіткої логіки моделі контролю несанкціонованого відбору нафти з магістрального нафтопроводу, яка враховувала б різні режими експлуатації, нелінійний характер діаграми тисків і витрат, а також скорочувала б час оброблення одержаної інформації. Розроблено алгоритмічне і програмне забезпечення для нижнього рівня автоматизованої системи контролю технічного стану магістрального нафтопроводу шляхом подальшого розвитку алгоритмів визначення місця і часу несанкціонованих відборів нафти на основі запропонованої логіко-лінгвістичної моделі, що забезпечує визначення місця витікань і несанкціонованих відборів нафти з магістрального нафтопроводу. Основні результати, які одержані в дисертації, застосовані на підприємстві ВАТ «Укртранснафта» (філія ППДМН ЛРНУ м. Лисичанськ) і в навчальному процесі на кафедрі «Автоматизації технологічних процесів і моніторингу в екології» ІФНТУНГ.

Диссертация посвящена разработке метода контроля за несанкционированными отборами нефти из магистральных нефтепроводов. Автоматизированный контроль и принятия решений для управления сложным объектом с большим числом взаимосвязей технологических параметров, а именно определение места и времени несанкционированных отборов нефти при эксплуатации магистральных нефтепроводов при различных режимах перекачивания, связанно с принятием решения в условиях нестационарности и нелинейности изменений основных параметров - давления и расхода. В работе рассмотрена задача повышения качества контроля при определении времени начала и места несанкционированного отбора, а именно постоянный мониторинг технического и технологического состояния магистрального нефтепровода с целью определения несанкционированных отборов, и в случае их определения, сокращения времени на вычисление места отбора и принятие решения. Вопрос раннего определения места и времени несанкционированного отбора нефти из магистрального нефтепровода в автоматическом режиме оставался малоизученным и недостаточно разработанным, поскольку имеет место неопределенность, которая обусловлена вероятностью, неопределенностью времени и места, а также характеристик изменений давлений и расходов. Использование известных методов, основаных на детерминированных моделях, не позволяет эффективно осуществлять контроль раннего выявления вытеканий и отборов нефти из магистральных нефтепроводов, поскольку определение таких ситуаций осуществляется при неодинаковых условиях протекания этих осложнений и без учета изменений режимов работы магистрального нефтепровода, то есть в условиях априорной и текущей неопределенности. С учётом особенностей процесса транспортирования нефти по магистральным нефтепроводам и необходимости контроля и раннего определения места и времени несанкционированного отбора, разработка метода автоматизированного контроля целостности магистральных нефтепроводов, с использованием основных положений теории нечётких множеств и нечёткой логики, является актуальной задачей. Разработка метода контроля, алгоритмического-программного обеспечения, а также технических средств для контроля за несанкционированными отборами и вытеканиями нефти з магистральных нефтепроводов позволяет значительно увеличить экологическую безопасность, безопасность жизнедеятельности, надежность и экономическую эффективность технологических процессов транспортирования нефти магистральными нефтепроводами. Рассмотрена задача создания на базе методов нечеткой логики информационной модели автоматизированного контроля несанкционированного отбора нефти из магистрального нефтепровода, которая учитывает разные режимы эксплуатации, нелинейный характер диаграмм давлений, а также сокращает время обработки полученной информации. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для нижнего уровня системы автоматического контроля технического состояния магистрального нефтепровода путем дальнейшего развития алгоритмов определения времени и места несанкционированного отбора или вытекания нефти на основании предложенной логико-лингвистической модели, что обеспечивает повышение точности и сокращение времени определения места вьггекания или несанкционированного отбора. Разработаны теоретические основы оперативного контроля технического состояния магистральных нефтепроводов, которые включают обобщенною информационную модель процессов отбора и вытекания нефти в зависимости от интенсивности изменений давления и расходов по нефтепроводу, базу правил Мамдани-типа и модель оперативного определения места и времени есанкционированного отбора и вытекания нефти из магистрального нефтепровода, что базируется на правилах нечеткой логики. Разработана структура системы автоматизированного контроля несанкционированных отборов нефти из магистральных нефтепроводов в условиях неопределенности этого процесса. (Определена правомерность использования систем автоматизированного контроля давлений на нефтепроводе на основании объединений классических методов контроля и метода, что базируется на методах нечеткой логики, что создает условия оперативно-диспетчерскому персоналу для повышения вероятности и точности определения места и времени несанкционированных отборов нефти с учётом специфических условий протекания таких видов аварий. Разработана совокупность правил-продукций для контроля и определения уровня аварийности нефтепровода, которые позволяют моделировать логику суждений диспетчера по транспорту нефти и тем самым своевременно принимать соответствующие действия по устранению аварий на магистральном нефтепроводе. Проведен анализ инструментальных и методических погрешностей измерительного канала системы автоматизированного контроля давления в нефтепроводе, который позволил оценить точность информационной модели, установить особенности реализации и интерпретации результатов контроля. Определена схема накопления суммарной погрешности системы контроля, что позволяет определить суммарную погрешность разработанного измерительного канала САК несанкционированных отборов и вытеканий нефти з магистральных нефтепроводов. Основные результаты, полученные в диссертации, применены на предприятии ОАО «Укртранснефть» (филиал ППДМН ЛРНУ г. Лисичанск) и в учебном процессе на кафедре «Автоматизации технологических процессов и мониторинга в экологии» ИФНТУНГ.

The dissertation is dedicated to development to a method of the control flow out and non-authorized selections of petroleum from main oil pipelines. The task of creation is considered, on the basis of methods of indistinct logic of model of the control of the non-authorized selection of petroleum from a main oil pipeline, which would take into account different modes of operation, nonlinear character of the diagrams of pressure and charges, and also would reduce time to processing of the received information. Is developed algorithmic and software for the bottom level of the automated monitoring system of a technical condition of a main oil pipeline by the further development of algorithms of definition of a place and time of the non-authorized selections of petroleum on the basis of the offered logic-linguistic model, which provides definition of a place flow out and non-authorized selection of petroleum from a main oil pipeline. The basic results received in the dissertation are applied at the enterprise О AU "Ukrtransneft", (branch PPDMN, LRNY Lisichansk town) and in educational process on faculty " of Automation of productions and monitoring in ecology " IFNTUNG.