Автоматизированная система обнаружения утечек нефти и нефтепродуктов из магистральных трубопроводов
Диссертация
Сущность предложения, составляющая основу диссертации, состоит в том, что в разработанной системе обнаружения утечек наряду с измерением расходов жидкости на входе и выходе участка трубопровода определяется изменение количества жидкости в трубопроводе. Для этого предложено дополнительно к расходомерам установить датчики давления в начале и в конце участка, по значениям давлений производить расчет… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. ПРОБЛЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ
- 1. 1. Анализ причин возникновения утечек и статистика аварий
- 1. 2. Требования к системам обнаружения утечек и классификация методов обнаружения утечек
- 1. 2. 1. Требования к системам обнаружения утечек
- 1. 2. 2. Классификация методов обнаружения утечек
- 1. 3. Анализ существующих методов обнаружения утечек
- 1. 3. 1. Акустические (ультразвуковые) методы контроля утечек
- 1. 3. 2. Методы статического контроля
- 1. 3. 3. Методы контроля утечек на основе моделирования процесса перекачки
- 1. 4. Цели и задачи исследований, изложенных в диссертационной работе
- Глава 2. СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК «УТЕЧКА»,
- РАБОТАЮЩАЯ В РЕАЛЬНОМ МАШТАБЕ ВРЕМЕНИ
- 2. 1. Патентная информация по системам и ее анализ
- 2. 2. Анализ систем обнаружения утечек, применяемых в трубопроводном транспорте
- 2. 3. Сущность нового предложения
- 2. 4. Описание структуры системы
- Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ТРУБОПРОВОДА
- 3. 1. Модель неустановившегося напорного течения жидкости в трубопроводе
- 3. 2. Метод характеристик для решения уравнений неустановившегося напорного течения слабо сжимаемой жидкости в трубопроводе
- 3. 3. Распад произвольного разрыва
- 3. 4. Расчет неустановившихся процессов методом С. Годунова
- 3. 5. Безнапорное течение жидкости в трубопроводах
- 3. 6. Конечно-разностные формулы для расчета течения жидкости на безнапорных участках трубопровода
- 3. 7. Краевые условия для расчета
- 3. 8. Реализация алгоритма в компьютерной программе
- Утечка-1″
- Глава 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ «УТЕЧКА» ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ИЗ ТРУБОПРОВОДА
- 4. 1. Общая структура программного комплекса «Утечка-2»
- 4. 2. Алгоритм расчета, используемый в программном комплексе «Утечка-2»
- 4. 2. 1. Алгоритм расчета начального режима
- 4. 2. 2. Алгоритм расчета текущих слоев
- 4. 3. Результаты тестирования программного комплекса «Утечка-2»
- 4. 4. Результаты расчетов по обнаружению утечек с помощью программного комплекса «Утечка -2й
- Глава 5. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК
- 5. 1. Требования к комплексу технических средств
- 5. 2. Система сбора данных и диспетчерского управления ПТК «Сириус»
- 5. 2. 1. Обоснование выбора ПТК «Сириус» в качестве системы сбора данных
- 5. 2. 2. Первичные датчики измерения параметров
- 5. 2. 3. Структура верхнего уровня автоматизированной системы
- 5. 2. 4. Обмен оперативной информацией в комплексе для обнаружения утечек
Список литературы
- Абузова Ф.Ф., Алиев Р. А., Новоселов В. Ф. Техника и технология транспорта и хранения нефти и газа. -М.: «Недра», 1992.
- Азизов A.M. Информационные системы контроля параметров технологических процессов. -М.: Химия, 1983.
- Алгоритмические методы мониторинга трубопроводов //Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2002. -№ 3. -С. 32−34.
- Алеев P.M., Алешко Е. И., Чепурский В. Н. Способ дистанционного обнаружения утечек / Описание изобретения к патенту. RU № 2 073 816. -1997.
- Александров В.Н., Шабанов В. В., Шустов А. В., Эксплуатация расходомеров «Альтосоник V» в ОАО «Верхневолжскнефтепровод» // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2000. -№ 6. -45с.
- Антипьев В.Н., Земенков Ю. Д. Контроль утечек при трубопроводном транспорте жидких углеводородов. Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. -6с.
- Архангельский В.А. Расчеты неустановившегося течения в открытых водотоках. -М: АН СССР, 1947. -136 с.
- Астрахан И.М., Лурье М. В., Юфин А. П. Гидравлика. Часть 2.-М.: МИН-ХиГП им. И. М. Губкина, 1976. -С. 65−96.
- АСУ «Сургуттранснефть» на базе многозадачной сетевой ОС РВ QNX в ОАО «Сибнефтепровод» / Кузьмин В. В., Минкин А. Д., Павлов А. Н. и др. // Промышленные АСУ и Контроллеры. -2000. -№−5.-С. 19−21.
- П.Бабков А. В., Попадько В. Е. Системы обнаружения утечек жидкости из магистральных нефтепроводов. / Обз. информ. Сер. Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности. -М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2002.-С. 4−31.
- Белкин А.П., Горчаков В. А., Волгин К. А. Система дистанционного определения места утечки жидкости в трубопроводе / Описание изобретения к авторскому свидетельству. № 246 211. -1969.
- Братский А.Н., Вивроцкий В. И., Лизунов В. А. О технологии и методике проведения ДДК на подводных переходах нефтепроводах // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2002. -№ 3. -С. 8−9.
- М.Васильев П. Н., Цыганкова А. В. Способ контроля трубопровода и улавливания утечек / Описание изобретения к патенту. RU № 2 106 570.
- В8ф8ина Е.В., Григорьев Л. И., Попадько В. Е. Обзор современных автоматических информационных систем управления технологическими процессами // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. -М: ВНИИОЭНГ, 1996. -№ 1. -С. 4−15.
- Вязунов Е.В., Дымшиц Л. А. Методы обнаружения утечек из магистральных нефтепродуктопроводов/ Обз. Инф. // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -М.: ВНИИОЭНГ, 1979. -51с.
- Галеев В.Б., Капрачев М. З., Храменко В. И. Магистральные нефтепродуктопроводы. -М.: «Недра», 1986. -256 с.
- Галлямов А.К. Методы диагностирования состояния внутренней поверхности магистральных трубопроводов. -М.: 1983.
- Гидравлические испытания действующих нефтепроводов. Зайнулин Р. С., Гумеров А. Г., Морозов Е. М., Галюк В. Х. М.: «Недра», 1990, -С. 3−7.
- Горский Ю.М., Горская Н. И. Способ определения места повреждения в трубопроводных системах / Описание изобретения к авторскому свидетельству. № 403 920. -1974.
- Гришин В.Г., Каменских И. А., Способ обнаружения утечки перекачиваемого продукта из магистрального трубопровода / Описание изобретения к патенту. RU 2 119 611. -1998.
- Гумеров А.Г., Шумайлов А. С., Столяров Р. Н. О периодичности контроля утечек на магистральных нефтепроводах / РНТС // Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности. -М.: ВНИИОЭНГ. -1980.
- Гуров А.Е. Способ контроля трубопровода / Описание изобретения к патенту. RU № 2 044 293. -1995.
- Иванов Н.Д. Эксплуатационные и аварийные потери нефтепродуктов и борьба с ними. -М.: Недра, 1973. -160 с.
- Исакович Р.Я. Технологические измерения и приборы. -М.: Недра, 1979.
- Использование компанией TransCanada ультразвуковых дефектоскопов // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2002. -№ 3. -С. 34−35.
- Контроль утечек нефти и нефтепродуктов на магистральных трубопроводах при эксплуатации / ТНТО. -М.: ВНИИОЭНГ, 1981. -С. 2−16.
- Коррозия и защита оборудования сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений. Гафаров Н. А. и др. -М.: Недра, 1998, 437 с.
- Кулбановский Л.Б. Определение мест повреждений напорных трубопроводов. -М.: «Недра», 1971. -С. 5−7.
- Кумылганов Л.Б. Состояние и перспективы капитального ремонта магистральных нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. -1995. -№ 5. -С. 3−6.
- Лапшин Б.М. Система непрерывного контроля герметичности подводных переходов нефтепроводов // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2000. -№ 6. -15 с.
- Лебедев Р.К. Автоматическое управление и диагностика в газовой сети. -М.: Государственная академия нефти и газа имени И. М. Губкина, 1996. -С.53−72.
- Лейбензон Л.С., Вилькер Д. С., Шумилов П. П., Яблонский B.C. Гидравлика. Издание 2-е. -М.-Л.-Н.: Госгоргеолнефтеиздат, 1934. 370 с.
- Лисин Ю.В. Система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Трубопроводный транспорт нефти. -2000. -№ 9. -С. 10−13.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. -М.: «Наука», 1987. -803 с.
- Лурье М.В., Лебедева Л. Н. Заполнение газопроводов светлыми нефтепродуктами // Изв. вузов. «Нефть и газ». -1988. № 6.
- Лурье М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта углеводородов. -М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2002. -С. 128−156.
- Лурье М.В., Макаров П. С. Гидравлическая локация утечек нефтепродукта на участке трубопровода // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов.-1998. -№ 12.
- Лурье М.В., Макаров П. С. Диагностика малых утечек нефтепродукта при опресовке участков трубопровода // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -1998. -№ 5.
- Лурье М.В., Полянская Л. В. Об опасном источнике волн гидравлического удара в рельефных нефте- и нефтепродуктопроводах // Нефтяное хозяйство. -2000. -№ 8. -С. 66−68.
- Лыщенко Л.З., Сидорова Н. В., Николов Г. Повышение надежности эксплуатации нефтепроводов / Обз. инф. // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -М.: ВНИИОЭНГ, 1982. 48 с.
- Мазур И.И. Катастрофу еще можно предотвратить // Нефть России. -1995. -№ 3. -С. 5−10.
- Малюшин Н.А. Методика теплового и гидравлического расчета трубопроводов, расположенных в сложных природно-климатических условиях. // -Тюмень: АО"Нефтегазпроект", 1994. -С. 3−7.
- Малюшин И.А., Чепурский В. Н. Магистральные трубопроводы Западной Сибири. -Тюмень: ИИА Пульс, 1996, -132 с.
- Методы и средства контроля малых утечек на магистральных нефте- и продуктопроводах // ТНТО. -М.: ВНИИОНГ, 1977. -С. 3−5.
- Набиев P.P. Создание и развитие системы магистральных нефтепроводов Урало-Сибирского региона // Трубопроводный транспорт нефти. -2000. -№ 3. -С. 44−46.
- Обеспечение надежности длительно эксплуатируемых нефтепроводов. Набиев P.P., Насыров Р. З., Бахтизин Р. Н. и др. // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти» -2000. -№ 12. -С. 9−11.
- Обносов Д, Френев А. В. Опыт создания АСУ продуктопроводом Сургутгазпрома на базе контроллеров MOSCAD RTU и SCADA-системы QNX-Сириус // Промышленные АСУ и контроллеры. -2000. -№ 11. -С.
- ЮЬМ. создания АСУ «Н. Новгород» на базе многозадачной сетевой ОС РВ QNX. / Гармаш В. Б., Шустов В. И., Минкин А. Д., Мишин Н. К. // Промышленные АСУ и Контроллеры. -1999. -№ 4. -С. 25−30.
- Основы трубопроводного транспорта нефти. Шаммазов A.M., Коршак А. А., Коробов Г. Е. и др. -Уфа: Реактив, 1996. -С. 100−109.
- Параметрическая система обнаружения утечек для нефтепроводов с самотечными участками / Нагаев Р. З., Плотников В. Б., Лосенков А. С., Фир-сов Ю.В. // Трубопроводный транспорт нефти -2002. -№ 3. -С. 11−13.
- Попадько В.Е. Системы Сбора данных и управления SCADA. -М.: Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина, 1999.
- Поршаков Б.П., Козаченко А. Н., Никишин В. И. Энергетика трубопроводного транспорта газов. -М.: ГУП Изд-во «Нефть игаз» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2001.-398 с.
- Проверка работоспособности программного обеспечения системы обнаружения утечек / Куракин В. А., Мишин Н. К., Сорвачев A.M. и др. // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2002. -№ 3. -С. 14−17.
- Программное обеспечение «Обнаружение утечки» системы Foxboro. Описание пользователя и программиста (материалы фирмы).
- Разработка системы комплексного анализа условий надежности линейной части магистральных нефтепроводов / Алфеев В. Н и др. // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2000. -№ 12. -С. 14−22.
- Рыбка С.А., Белкин А. А., Кулешов А. Н. Ультразвуковой дефектоскоп «УльтраСкан CD» // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2000. -№ 9. -С. 19−23.
- Салмин А.В., Дубровин С. А., Скачкова М. П. СКДУ с расширенными функциональными возможностями // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2002. -№ 3. -С. 24−27.
- Система обнаружения утечек по волне давления. / Лосенков А. С., Русаков А. Н., Трефилов А. Г., Задорожный В. А и др. // Трубопроводный транспорт нефти. -1998. -№ 12. -С. 27−30.
- Системы серии 990 DVN. Руководство по эксплуатации систем измерения расхода Uniflow 990DVNFM-1B.
- Рождественский Б. Л., Яненко Н. Н. Системы квазилинейных дифференциальных уравнений. -М.: «Наука», Фзматгиз, 1977, -385 с.
- Способ обнаружения места разрыва трубопровода / Ардасенов М. Н., Кудрин И. В., Куракин В. И., Шоромов Н. П. // Описание изобретения к патенту. RU. № 2 135 887. -1999.
- Сравнение различных систем определения утечек из трубопроводов. //Трубопроводный транспорт нефти. -1998. -№ 3. -С. 37−40.
- Старение труб нефтепроводов / Гумеров А. Г., Зайнулин Р. С. и др. -М: Недра, 1995.-218 с.
- Трубопроводные системы энергетики: модели, приложения, информационные технологии. -М.:ГУП Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2000. -С. 56−62.
- Трубопроводный транспорт нефтепродуктов / Ишмухаметов И. Т., Исаев С. Л., Лурье М. В. и др. -М.:"Нефть и газ", 1999. -С. 14−18, 145−160.
- Трубопроводный транспорт нефти Западной Сибири. -Уфа, 1983.
- Течеискатель. / Ежов B.C., Мулюков Ф. Г., Быков В. П., и др. // Описание изобретения к патену. SU№ 1 756 732. -1992.
- Ультразвуковые расходомеры и система учета на их основе / Близнюк В., Костылев В., Сорокопут В. и др. // СТА. -1998. -№ 2. -С. 7−75.
- Ультразвуковая дефектоскопия нефтепровода в Канаде // Трубопроводный транспорт нефти. -2000. -№ 3. -С. 46 -48.
- Устройства и системы телемеханики / Гост Р МЭК 870−1-1−93 // -М.: 1994.
- Христианович С.А. Неустановившиеся течение в каналах и реках. -М.: 1938.-С. 15−154.
- Хузин A.M. Устройство для обнаружения места течи в трубопроводе. / Описание изобретения к пахиту. RU № 2 011 110. -1994.
- ЦТД «Диаскан»: профессиональный персонал, высокие технологии, современное оборудование // Трубопроводный транспорт нефти. -2002. -№ 3. -С. 10−15.
- Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. Изд. 2-е. -М.: «Недра», 1975. -296 с.
- Черняев К.В. Мониторинг технического состояния нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти -2000. -№ 9. -С. 14−17.
- Черняев В.Д., Ясин Э. М. Нефтепроводный транспорт в структуре нефтяного рынка России. «Трубопроводный транспорт нефти», № 4, 1993, с. 2226.
- Шумайлов А.С., Гумеров А. Г., Джаржиманов А. С. и др. Контроль утечек нефти и нефтепродуктов на магитсральных нефтепроводах при эксплуатации /Обз. Инф. // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -1981.-Вып. 10. -80с.
- Шумайлов А. С. Столяров Р.Н. К вопросу обнаружения утечек на магистральных нефтепроводах / РНТС // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -М.: ВНИИОЭНГ, 1979. -№ 12.
- Шумайлов А.С., Карловский В. Е., Макова П. Н. Об эффективности применения ультразвукового течеискателя нефти на магистральных нефтепроводах при эксплуатации / Труды ВНИИСПТнефти // Надежность магистральных трубопроводов. -Вып. 22, Уфа: 1978, -С. 86−89.
- Шустов А.В., Шабанов Д. В., Мохова Т. С. Реконструкция систем измерения качества и показателей качества нефти // Приложение к журналу «Трубопроводный транспорт нефти». -2002. -№ 3. -С. 30−31.
- Экологическая безопасность рек / Щербаков Б. Я., Чиликин А. Я., Ижевский B.C., Кучкарев А. У. // Экология и промышленность России, -1998. № 2.
- Atkinson P. Pipeline leak location // European Patent: EP0042212, 1981.
- Alfred van Tilburg, Robert C. Lohman. Apparatus for inspecting a pipeline for leaks // United States Patent. US. 4 172 379. -1979.
- Brown I.J., Smith B.D., Williams A. J. A leak Detection Apparatus and method // European Patent: W00201173, 2002.
- Burgerss J.G., Burgess M. A. Pipe leak monitoring system // European Patent: GB2320760, 1998.
- Chudnovsky- Bella Helmer. Leak detection system. United States Patent:6,157,033, December 5, 2000.
- Ed. Framer. System for monitoring pipelines. United States Patent: US. 4 796 466. 1989.
- Eiber R. Line pipe retains yield strength after long service // Oil and Gas J. 1980, № 13, P.151−154.
- Eilur I.R. Advances in pipeline leak detection techniques. // Pipes and Pipelines International. -1989. VI Vol.34. № 3−6. -p. 7−11.
- Eliassen S.L., Hesjevik S.M. Varied pipeline conditions // Oil and Gas J., 2000, 26/VI, Vol. 98, № 26, P. 60−63.
- Enden D., Jaarah M. Aging Canadian product line inspected inter nally ultrasonically // Oil and Gas J. 1999, Vol 97, № 29, -p.63−68.
- European pipeline spills down in 1995. // Oil and Gas J/ -1997/ 19/V. -Vol.95. № 20. -p. 72.
- Hovey D.J., Farmer E.J. Pipeline accident, failure probability determined from historical data. // Oil and Gas J. -1993. -12/VI. 91, № 28. -p. 104−107.
- Kunz D.C. Line balance method helps protect offshore crude lines. // Pipeline and Gas J. -1994. -V.221, № 3. -p.60−62.
- Leak Detection. Evans, Owen Daniel, Mumme, Patrik K. United State Patent: 5 918 267, June 4, 1997.
- Morris T. Covington. Liquid pipeline leak detection. United States Patent: US. 4 308 746. 1982.
- Mackay D.D., Mohfadi M.F. The area affected by oil spills on land. // The Canadian Journal of Chemical Engineering, 1995, V.53. -p. 2−3.
- Methods for measuring the flow rate due to a leak in a pressurized pipe system. Fierro- Michael R.- Maresca, Jr.- Joseph W.- Starr- James W. United State Patent: 5,948,969, October 20, 1997.
- Method and apparatus for automatically detecting gas leak, and recording medium for leak detection. Yanagisawa- Takahiro- Hirota- Naoshi. United States Patent: 6,167,749, January 2, 2001.
- Norris J.D., Ashworth B.P., Yeomans M., Uzelac N.E. TransCanada reconfirms line integrity after SCC incident // Pipeline & Gas Ind. -2001. -Vol.84, № 6.
- Nyman K., Lara P. Structual monitoring helps assess deformations in arctic pipelines // Oil and Gas J. -1986, X. -V.84, № 45. -p. 81−86.
- PIGGING a good year for developments & operational success. // Pipeline & Gas Ind. -2001. -Vol.228, № 8.
- Proceeding of Oil Spill Conference: Prevention. Behavior, Control. San Antonio, Texas, 28 Feb. -3 Mar. 1993, Washington, D.C.
- Robert Charles Lewis Day. STC PLC. UK Patent Application: GB 2 242 497. 1991.
- Scott Don M. CPM offers an additional leak detection capability // Pipeline & Gas Ind. -2001. -Vol.84, № 6.
- Ulrich Kunze, Walter Knoblach, Gunter Schelze. Method and apparatus for calibrating an ultrasonic leak location. United States Patents: US. 5 408 867. -1995.
- U.K. pipeline installation meets environmental demands. // Oil and Gas J. -1989, 17/V. -val.87, № 29. -p 49−51, 53−55.
- The US Federal policy for inspecting and operation pipelines: an overview / Ulrich L.W. // Pipes and Pipelines Int. -1989. -V.34, № 2. -p. 10−15
- Toshio Fukuda. Apparatus for estimating locality of leaking spot in pipeline. United States Patent: US. 4 306 446. -1982.