Информационно-измерительная система обнаружения и определения местоположения несанкционированных врезок на нефтепродуктопроводах

• Автор: Галиуллин, Рафаэль Минаксанович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 165 с. : ил.

® 1 Анализ магистральных нефтепродуктопроводов и формирование
требований к ИИС обнаружения несанкционированных врезок
1.1 Трубопроводные системы транспорта нефти и нефтепродуктов
1.2 Анализ магистрального трубопроводного транспорта 1 б
1.3 Анализ потерь перекачиваемого продукта при трубопроводном транспорте
Выводы к первому разделу
2 Анализ методов и систем обнаружения потерь перекачиваемого продукта на линейной части магистральных трубопроводов
® 2.1 Внешние визуальные и инструментальные методы и системы
обнаружения потерь перекачиваемого продукта 3
2.2 Инструментальные методы и системы обнаружения потерь
продукта по контролю состояния трубопровода
2.3 Методы и системы обнаружения потерь продукта по контролю технологических параметров перекачки
2.3.1 Методы обнаружения потерь нефти и нефтепродуктов по контролю динамических параметров трубопровода
2.3.2 Методы и системы обнаружения потерь нефти и нефтепродуктов по контролю статических параметров трубопровода
Выводы ко второму разделу

3 Разработка математической модели определения местоположения несанкционированных врезок
® 3.1 Математическая модель течения жидкости по трубопроводу без
источников потерь
3.2 Потери напора на преодоление сопротивлений движению жидкости
по трубопроводу
3.3 Математическая модель истечения жидкости через отверстие в
стенке трубопровода и через насадки
3.4 Разработка математической модели определения местоположения несанкционированных врезок и утечек
Выводы к третьему разделу

4 Разработка ИИС обнаружения и локализации местоположения
^ несанкционированных врезок на магистральных нефтепроводах
4.1 Структурная схема ИИС обнаружения и определения
® местоположения несанкционированных врезок
4.2 Алгоритм функционирования ИИС обнаружения и определения местоположения несанкционированных врезок
Выводы к четвертому разделу
5 Анализ метрологических характеристик ИИС обнаружения и определения местоположения несанкционированных врезок
5.1 Влияние параметров внешней среды и технологических режимов трубопровода на параметры математической модели
^ 5.2 Анализ методической погрешности определения местоположения
несанкционированной врезки
® 5.3 Анализ инструментальной погрешности определения
местоположения несанкционированной врезки
5.4 Оценка результирующей погрешности определения местоположения несанкционированной врезки и результаты внедрения
Выводы к пятому разделу 15 б
Заключение
Библиографический список
Приложение 1 Акт о внедрении результатов диссертационной работы

Актуальность темы.
В настоящее время с увеличением добычи нефти и газа развивается и трубопроводный транспорт этих продуктов, причем развивается как сеть трубопроводов для перекачки продукции скважин, так и сеть магистральных трубопроводов, перекачивающих товарную нефть и нефтепродукты, а также природный газ. Трубопроводный транспорт является самым экономически целесообразным транспортом жидких и газообразных продуктов. Но трубопроводный транспорт всегда сопровождается потерями продукта, например, потерями при товарно-транспортных операциях или потерями при испарении. Большинство потерь, связанных с технологией перекачки, можно рассчитать с помощью специальных методик. Причинами технологических потерь являются инерционность запорной арматуры, конструктивные особенности технологического оборудования и др. Это неизбежные потери, величина которых в настоящее время рассчитывается и учитывается при ведении технологического процесса. Однако существуют потери перекачиваемого продукта, которые невозможно предвидеть. Это потери, возникающие при аварийных ситуациях с выходом продукта в окружающую среду и при несанкционированных врезках для хищения перекачиваемых продуктов.
Анализ причин аварийности показывает, что аварии с выходом продукта происходят чаще всего от коррозионных повреждений трубопровода или от дефектов, допущенных при изготовлении и монтаже. Также нередки случаи, когда такие аварии происходят по причине механических повреждений трубопровода в процессе эксплуатации при проведении строительных работ, прокладке коммуникаций в техническом коридоре или в местах пересечения с действующим трубопроводом, перемещении тяжелой техники и т.д. Причинами возникновения таких аварий могу быть различные природные катаклизмы, например, землетрясения, оползни, паводки. Это, так называемые, аварийные потери, не связанные с деятельностью человека или связанные с его деятельностью, но

Одним из важных вопросов в рассматриваемых средствах измерения обнаружения утечек является надежность срабатывания, исключение ложных сигналов. Исключение паразитных волн в системах с направленными измерителями предусматривает включение предупредительного сигнала, отключающего все измерители до тех пор, пока паразитная волна не пройдет контролируемый участок трубопровода.
Одним из методов исключения ложных тревог при контроле за трубопроводом, основанный на методе комбинации тенденций количества и давления (КТКД), предусматривает предварительное изучение происхождения и распространения возмущений потока, вызванных рабочими процессами и утечками в трубопроводе. В методе КТКД одновременно анализируются переходные волны давления и расхода. Анализ параметров и отфильтровывание помех производится системой на основании специальных оценочных критериев.
Если перекачка нефти по участку трубопровода временно не ведется, то возможен метод обнаружения утечек жидкости, основанный на улавливании волн разряжения, рождаемых утечкой в момент ее возникновения. Согласно теории неустановившихся процессов, в момент возникновения утечки жидкости в трубопроводе возникают волны разряжения, которые распространяются от места утечки в обе стороны. Скорость этих волн определяется формулой
где К - модуль упругости жидкости; Е — модуль Юнга металла трубы, р0 -плотность жидкости, СІ - диаметр трубопровода, Ь - толщина стенки трубопровода.
В начале и в конце участка имеется регистрирующая аппаратура, которая фиксирует моменты прихода волн разряжения к началу и к концу участка. Тогда разность моментов прихода волн свидетельствует о смещении места утечки относительно середины рассматриваемого участка. Координата места утечки