Повышение производительности технологических установок в нефтехимии, нефтепереработке и нефтедобыче за счет использования новых средств автоматизации: на примере предприятий Республики Башкортостан

Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности является одним из ведущих направлений технического прогресса и эффективных путей повышения производительности труда. Широкое внедрение автоматизации производственных процессов изменяет характер труда, улучшает экологические показатели, повышает культуру производства.

Решающими условиями развития страны в целом являются высокие темпы развития народного хозяйства на основе непрерывного технического прогресса, совершенствования организации труда и производства, широкого внедрения комплексной автоматизации и механизации производственных процессов как главных источников повышения производительности труда и непрерывного повышения уровня жизни народа.

Работа автоматизированных агрегатов, машин, цехов и производств требует специальных повышенных знаний от обслуживающего персонала. Однако представляется небезынтересным знать и историю данного вопроса.

При создании данной работы автором была поставлена цель дать историческую оценку уровня автоматизации с 1920;г. до наших дней, рассмотреть проблемы внедрения приборов контроля и регулирования на нефтепромыслах России. Автоматизация технологических процессов, внедрение контрольно-измерительных приборов на нефтяных предприятиях начиналось на Урале. В данной работе, состоящей из четырех глав, приведены материалы по приборам общепромышленного назначения, которые широко начали применять на нефтяных предприятиях еще в 1950;х годах.

Актуальность работы.

За короткий исторический промежуток времени отечественное нефтегазовое дело превратилось в отрасль с самым высоким уровнем автоматизации технологических процессов и, соответственно, самой высокой производительностыо труда. Это стало возможным благодаря большому вкладу нашего государства в создание и внедрение новых контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации.

В 1920;1970;е гг. в СССР создавалось огромное число конструкторских бюро, научно-исследовательских институтов, заводов, разрабатывавших и производящих новейшие приборы регистрации, контроля и регулирования технологических параметров в нефтедобыче, нефтепереработке и нефтехимии. Отечественные и зарубежные аналитики точными расчетами показали, что использование этих приборов и средств автоматизации в нефтехимии позволяет существенно повысить производительность труда, увеличить выход целевых продуктов, снизить себестоимость продукции, уменьшить энергозатраты и потери сырьевых ресурсов и улучшить экологическую обстановку на предприятиях топливно-энергетического комплекса.

Однако внедрение новейших систем управления и средств автоматизации, скорее всего, находится на начальном этапе развития. Поэтому исследование процессов возникновения, становления, развития работ по созданию контрольно-измерительных приборов, средств автоматизации и телемеханизации добычи и переработки нефти и нефтехимических процессов является исключительно важной и актуальной задачей и позволяет прогнозировать направления дальнейшего развития нефтегазового дела в мире.

Цель работы.

Изучение исторических этапов возникновения, становления и развития одного из самых перспективных направлений нефтегазового дела — повышение мощности технологических установок, повышение производительности труда, сбережение трудовых, сырьевых и энергетических ресурсов, повышение безопасности труда за счет внедрения новейших контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации и управления технологическими процессами в нефтехимии, нефтепереработке и нефтедобыче.

Исследование этапов зарождения и становления производства новых контрольно-измерительных приборов и средств авторегулирования в специализированных конструкторских бюро и на промышленных предприятиях.

Сравнительный анализ эффективности работы контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации в различных условиях эксплуатации.

Научная новизна.

Впервые на основе анализа архивных и иных документов исследованы научные и производственные работы по созданию новейших контрольно-измерительных приборов для процессов добычи и переработки нефти и нефтяного сырья в 1920;1990 гг.

При этом особое внимание уделено автоматизации процессов добычи нефти с помощью скважинных электроцентробежных погружных насосов, переработке нефти на атмосферно-вакуумных трубчатках и установках каталитического крекинга с большой единичной мощностью, а также промышленным процессам получения низкомолекулярных непредельных углеводородов, алкилароматических соединений, фенола, ацетона, полиэтилена, полипропилена и других мономерных и полимерных материалов.

Проведен сравнительный анализ эффективности работы некоторых нефтехимических и нефтеперерабатывающих промышленных установок в условиях применения различных систем и средств автоматизации и телемеханизации. Определены перспективные направления развития систем управления с помощью новых программных элементов.

Впервые исследована роль Башкирского филиала СКБ АНН в создании новейших приборов контроля качества нефтепродуктов и автоматизированных систем управления технологическими процессами на многих отечественных предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей промышленности.

Практическая ценность.

Материалы диссертационного исследования используются при чтении курса лекций студентам специальностей 24.04.01 — химическая технология органических веществ, 24.04.03 — химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов технологического факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Практическая ценность работы заключается в том, что материалы диссертационного исследования используются в процессах проектирования средств автоматизации на ОАО «Каустик» (г. Стерлитамак).

Апробация работы.

Результаты работы были представлены на I Всероссийской научно-практической конференции «История науки и техники» (Уфа, 22−24 ноября 2000 г.), II Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (г. Уфа, 5−7 декабря 2001 г.), XIV Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (г. Уфа, 6−8 июня 2001 г), XXI Международном конгрессе по истории науки (Мехико, 2001), XXIX симпозиуме международного комитета по истории технологии 1СОНТЕС (Испания, 2002 г.), VII Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (г. Уфа, 21−23 ноября).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 научных статей и 3 тезиса докладов.

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 160 страницах машинного текста, включая 10 таблиц, 57 рисунков, и состоит из введения, 4-х глав, выводов и списка литературы.

Выводы.

1. Впервые на основе анализа архивных и иных документов исследованы научные и производственные работы по созданию новейших контрольно-измерительных приборов для процессов добычи и переработки нефти и нефтяного сырья в 1920;1990 годы.

2. Показано, что автоматизация процессов добычи нефти с помощью скважин-ных электроцентробежных погружных насосов, переработки нефти на атмо-сферно-вакуумных трубчатках и установках каталитического крекинга с большой единичной мощностью, а также промышленных процессов получения низкомолекулярных непредельных углеводородов, алкилароматических соединений, фенола, ацетона, полиэтилена, полипропилена и других мономерных и полимерных материалов, позволяет повысить производительность труда на 15−20%, увеличить выход целевых продуктов от 1,5 до 15% против проектного уровня, снизить себестоимость продукции на 5−6%, энергозатраты и потери сырьевых ресурсов — на 5−10%, улучшить экологическую обстановку на предприятиях топливно-энергетического комплекса.

3. На основе сравнительного анализа эффективности работы ряда нефтяных и нефтехимических установок в условиях применения различных систем и средств автоматизации и телемеханизации определены наиболее перспективные направления развития систем управления с помощью новых программных элементов.

4. С применением современных математических методов разработаны пути повышения эффективности добычи нефти и газа за счет автоматизации работы скважин.

5. На основе архивных и иных документов показана решающая роль Башкирского филиала СКБ АНН в создании ряда новейших приборов контроля качества нефтепродуктов и автоматизированных систем управления технологическими процессами на многих отечественных предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей промышленности.

6. Предложены математические приемы оценки эффективности использования ряда контрольно-измерительных приборов, средств автоматизации и управления в нефтегазовом комплексе, позволяющих прогнозировать окупаемость затрат на автоматизацию производственных процессов.

18. Абдуллаев А. А. и др. Комплексно-механизированные и автоматизированные предприятия СССР. Автоматизация добычи нефти — М: ЦБТИ, 1962; с. 97. '.

19. Анализ существующего состояния автоматизации в отрасли и основные концепции развития средств автоматизации объектов и производств нефтяного комплекса (материалы к докладу). Приложение № 3 к «Единой концепции автоматизации нефтяной отрасли» АО «Нефтеавтоматика».- Уфа, 1997.

20. Иконников Ю. А., Файзуллин Н. М. «Анализ использования фонда нефтяных скважин в объединениях Миннефтегазпрома СССР за 1986;1990гг». / / Нефтяное хозяйство — 1991— № 10.

21. Кулизаде К. Н. Электрооборудование в нефтедобыче — Баку: «Азернефт-нешр», 1960.

22. Осипов Г. Н., Нугаев Р. Я., Пелевин Л. А. Оптимизация мероприятий по увеличению добычи нефти — Уфа: Башкирское книжное издательство, 1973.

23. Адонин А. Н. Процессы глубиннонасосной нефтедобычи-М.: Недра, 1964.

24. Поскряков Ю. М. Повышение эффективности автоматизации объектов добычи нефти с использованием микропроцессорных средств управления", ОИ, серия «Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности».- М.: ВНИИОЭНГ, 1985.

25. Хохлов В. К., Горутько Н. М. Вопросы совершенствования контроля и защиты погружных электронасосов, ОИ, серия «Машины и нефтяное оборудование». -М.: ВНИИОЭНГ, 1980.

26. Филиппов В. Н. Надежность установок погружных центробежных насосов для добычи нефти, ОИ, серия ХМ-4 «Насосостроение».- М.: ЦИНТИХИМ-НЕФТЕМАШ, 1983.

27. Поляков Г. И. Состояние и анализ автоматизации скважин с механизированным способом эксплуатации. Доклад-реферат, СПКБ объединения «Со-юзнефтеавтоматика», — Уфа, 1984.

28. Поляков Г. И., Горбунов В. И., Чалых А. Л. Совершенствование контроля и защиты погружных электроцентробежных насосов // РНТС «Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности».- М.: ВНИИОЭПГ, 1983;№ 4. 29. Юсупов И. Г., Нугайбеков Р. А. Состояние и перспективы повышения эффективности эксплуатации кГалодебитных скважин / / Нефтяное хозяйство- 1997 — № 9.

30. Пономарев С. А., Макаров А. В., Самойлов E.H., Гайнулин К. Х. Экономические проблемы разработки нефтяных месторождений с истощенными ресурсами / / Нефтяное хозяйство.- 1997.-№ 8.

31. Автоматизация установки промыслового измерения дебита. Аналитический обзор, МАО «Нефтеавтоматика».- Уфа, 1997.

32. Единая концепция автоматизации нефтяной отрасли, МАО «Нефтеавтоматика"-Уфа, 1997.

33. Основные положения по обустройству и автоматизации нефтедобывающих предприятий-М.: Миннефтепром, 1971.

34. Руководящий документ. Автоматизация и телемеханизация нефтегазодобывающих производств. Объекты и объемы автоматизации. Основные положения, РД 39−137 095−001−86- М.: Министерство нефтяной промышленности, 1987.

35. Руководство по технике и технологии монтажа и эксплуатации погружных электронасосов, ЦНИЛ объединения «Башнефть», НПУ «Туймазанефть», Башкирский сектор внедрения ОБК БН — Уфа, 1968.

36. Аппаратура автоматизации добычи и транспортировки нефти.- М.: ЦНИИ-ТЭИ приборостроение, 1968.-вып. 18.

37. Капустин А. Г., Малецкий В. А. Комплексная автоматизация нефтегазодобывающих предприятий, TUTO, серия «Машины и оборудование нефтегазовой промышленности». -М.: ВНИИЩЭНГ, 1973.

38. Блочное автоматизированное оборудование для добычи, сбора и подготовки нефти, газа и воды, ТНТО, серия «Автоматизация и телемеханизация нефтегазовой промышленности». -М.: ВНИИЩЭНГ, 1974.

39. Блантер С. Г., Суд И. И. Электрооборудование нефтяной и газовой промышленностиМ.: Недра, 1980.

40. «Станции управления серии ШГС 5802», Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

41. «Устройства комплектные серии ШГС5804», Каталог электрооборудованияМ.: Информэлектро, 1981.

42. Меньшов Б. Г., Сибикин Ю. Д., Яшков В. А. Электроэнергетик — нефтяник. Справочник.-М.: Недра, 1992.

43. «Устройства комплектные серии КУПНА-77», Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 4БХ. 619 ТО, 1977.

44. «Блок управления и защиты погружного электронасоса «Старт», Паспорт 5580. 00. 000. ПС, МПП, ВПО «Соэзнефтемашремонт», ПО «Бапшефтемаш-ремонт» Октябрьский завод «Нефтеавтоматика», 1982.

45. Поляков Г. И., Горбунов В. И., Чалых А. Л. Совершенствование контроля и защиты погружных электроцентробежных насосов, РНТС серия «Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности».- М.: ВНИИОЭНГ, 1983.-№ 4.

46. «Устройства комплектные серии ШГС 5803», Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЧБХ. 645. 522ТО, п/я Р-6481,1981.

47. Присяжнюк Н. И., Грачев Ю. В., Китаев Н. К. Стационарное глубинное устройство контроля давления в скважине, эксплуатируемой погружным электронасосом", РНТС серия «Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности». -М.: ВНИИОЭНГ, 1975.-№ 7.

48. «Система контроля давления на приеме глубинных насосов СКД-1». Рек-ламно-техническое описание.

49. «Система контроля давления СКД-1 М (модернизированная)». Рекламно-техническое описание.

50. Система термоманометрическая ТСМ-1- М.: Проспект ВДНХ, 1984.

51. Мулица И. С., Стрешинский И. А., Присяжнюк Н. И., Кокорев В. И. Термоманометрическая система контроля работы УЭЦН / / Нефтяное хозяйство-1986.-№ 3.

52. Разуваевский В. В., Фурман А. М. Некоторые аспекты модернизации термоманометрической системы ТМС-3, НТИС серия «Научно-производственные достижения нефтяной промышленности в новых условиях хозяйствования», — М.: ВНИИОЭНГ, 1989 — № 1.

53. «Комплекс технических средств контроля и управления скважин с УЭЦН (КТС УЭЦН-1)», Техническое описание и инструкция, но эксплуатации, Фа 1. 560. 006−01 ТО. — Казань: НПО «Нефтепромавтоматика», 1988.

54. «Система контроля и регулирования для высокотемпературных скважин с УЭЦН и УЭВН (СКР-К УЭЦН)», Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Фа 1. 560. 007−07 ТО — Казань: НПО «Нефтепромавтоматика», 1989.

55. Трахтман Г. И. Применение приборов, контролирующих давление и температуру на приеме УЭЦН в нефтяных скважинах, ЭИ серия «Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений», вып. 1 .М.: ВНИИЭНГ, 1990.

56. «Устройства комплектные серии ШГС 5805», Каталог электрооборудования-М.: Информэлектро, 1990.

57. Нефтепромысловое оборудование. Справочник. Под ред. Е.И. Бухаленко-М.: Недра, 1990.

58. Устройства комплектные серии ШГС 5806. Каталог электрооборудованияМ.: Информэлектро, 1993.

59. Абрамов Б. И., Моцохейн Б. И. Регулируемый электропривод: перспективы применения в нефтяной и газовой промышленности в России / / Нефтегазовые технологии — 1996 — № 4.

60. Исследование скважин с механизированным способом эксплуатации, как объектов управления. Отчет о НИР. Рук. темы В. П. Шадрин — Уфа: СПКБ объединения «Союзнефтеавтоматика», 1982.

61. Устройства комплектные серии КТЭПН. Каталог электрооборудованияМ.: Информэлектро, 1990.

62. Устройство комплектное серии Ш5005−4477У1. Каталог электрооборудования-М.: Информэлектро, 1993.

63. Станция управления СУРС-1. Материалы фирмы «ЭЛЕКТРОН ЛТД», Радужный, Владимирской обл., 1996.

64. «СКАТ» — система контроля автоматизированная телеметрическая, «Встречайте рассвет с нами», РТО, Уфимское приборостроительное производственное объединение «АВИТРОН», Уфа, 1998.

65. Блок управления и защиты о г повреждений электронасосов нефтяных скважин.- Омск: ПО «ИРТЫШ», 1998.

66. Вихман Р. Г., Филиппов В. Н. Зарубежные нефтедобывающие системы на базе центробежных насосов, ОИ «Насосостроение», серия ХМ-4 — М.: ЦИН-ТИХИМНЕФТЕМАШ, 1986.

67. Трахтман Г. И. Автоматизация процессов механизированной добычи нефти за рубежом", ОИ, серия «Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промышленности». -М.: ВНИИОЭНГ, 1984.

68. Остейс Д., Колльтхарп Subsurfase Electrical Centrifugal Pumps / / Journal of Petroleum Technology — 1984 — April.

69. «Система 90. Новые насосные установки высокой эффективности и высокой надежности, отличающей изделия фирмы «Реда». Материалы фирмы REDA, 1990.

70. «Центрилифт. Дочерняя компания корпорации «Бейкер Хьюз». Материалы фирмы «CENTRILIFT», 1992.

71. «Electric Submersible Pumping Systems. ODI Oil Dynamics, Inc. «You get more out because we put more in». Материалы фирмы Oil Dynamics, Inc.

72. Материалы архива Баш. фил. СКБ, 1990. Техн. отчет. АИФ. 467/89−213.

73. Материалы архива Баш. фил. СКБ, 1989. Тех. отчег. АИФ. 467/89−213.

74. Мовсумзаде А. Э. Ализаде М. Ф. Контрольно измерительные приборы на промыслах Апшерона — Уфа: изд-во Реактив, 2001; С. 187.

75. Мовсумзаде А. Э., Рахманкулов Э. Д., Ализаде М. Ф. Базисные элементы авторегулирования на промыслах Апшерона. / Современные проблемы истории естествознания наук в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы I Всесоюзной научно-практической конференции. Вып. I — Уфа: изд-во Реактив, 2001.С. 59−63.

76.Мовсумзаде А. Э., Рахманкулов Э. Д. Этапы зарождения и первоначального развития регистрации и контроля технологических параметров. / Современные проблемы истории естествознания наук в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы II Международной научной конференции. Т. 2- Уфа: изд-во «Реактив», 2001 — С. 143−146.

77.Рахманкулов Э. Д., Поскряков Ю. М., Мовсумзаде А. Э. Факторы зарождения и оценка автоматизации нефтяного производства Республики Башкортостан. / Современные проблемы истории естествознания наук в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы II Международной научной конференции. Т. 2. Уфа: изд-во «Реактив», 2001. С. 138−142.

78.Мовсумзаде А. Э., Рахманкулов Э. Д. Мовсумзаде Н. Ч. Первые этапы становления автоматизации в нефтяном деле. / / Нефть, газ и бизнес — 2002 — № 1.-С. 70−72.

79.Мовсумзаде А. Э., Рахманкулов Э. Д., Сыркин А. М., Мовсумзаде Н. Ч. Анализ авторегулирования процесса производства катализатора МХБ (Си-Сг-Ва) на Уфимском НПЗ. / / Нефтепереработка и нефтехимия.- 2002 — № 3. С. 35−37.

80.Мовсумзаде А. Э., Рахманкулов Э. Д., Ализаде М. Ф. Начальные базисные элементы авторегулирования. / Тезисы докладов XIV Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии».- Уфа: изд-во «Реактив», 2001;С. 162−163.

81.Рахманкулов Э. Д. Исторические факты зарождения регистрации и контроля технологических параметров. / Современные проблемы истории естествознания наук в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы II Международной научной конференции. Т. 1. Уфа: изд-во «Реактив», 2001.-С. 97−98.

82.Рахманкулов Э. Д., Мовсумзаде А. Э. Истоки использования контрольно-измерительной техники в России. / Современные проблемы истории естествознания наук в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы II Международной научной конференции. Т. 1- Уфаизд-во «Реактив», 2001.-С. 91−92.

83. Gordeev I. S., Siraeva J. N., Rakhmankulov E. D., Movsumzade A. E., Yojei Kovac Preliminary Distillation of Oil Produced in Grozny Oil Fields. / XXI International Congress of History of ScienceMexico, 2001;p. 514.

84. Movsumzade A. E., Rakhmankulov E. D., Movsumzade N.Ch. Beginning of Automation in oil Business. / XXIX Symposium of International Committee for the History of Technology ICOHTEC.- Spain.- 2002. P. 197.

85. Рахманкулов Э. Д. Создание и деятельностью конструкторского бюро по автоматизации объектов нефтяной отрасли Республики Башкортостан. / Современные проблемы истории естествознания наук в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы VII Международной научной конференции. Т. 1, — Уфа: изд-во «Реактив», 2006;С. 165−167.

86. Рахманкулов Э. Д. Исторические этапы развития нефтепромысловой телемеханизации. / Современные проблемы истории естествознания наук в области химии, химической технологии и нефтяною дела: Материалы VII Международной научной конференции. Т. 1. Уфа: изд-во «Реактив», 2006.-С.167−169.