МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕЛЯХ АЛГОРИТМИЗАЦИИ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ

  • Tatiana N. Karanevskaia Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • Alexander G. Shumikhin Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Ключевые слова: нефтедобыча, промысловая подготовка нефти, обводненность, технологический процесс, материальный баланс, моделирование

Аннотация

В настоящей статье приведены математические модели и расчеты балансов технологических процессов, используемые для целей проектирования и синтеза алгоритмов управления процессами в установках промысловой подготовки нефти. Представление процесса в виде характеристического потокового графа и матрицы смежности позволяет наглядно показать и упростить расчет материального и теплового балансов многостадийного технологического процесса. На примере установки предварительного сброса пластовой воды приведено сравнение результатов расчета материального баланса, полученных с использованием специализированной моделирующей системы, и уравнений основных процессов подготовки нефти, с экспериментальными данными действующей установки. Основной причиной высокой погрешности результатов является отсутствие в моделях расчета показателей расхода и эффективности деэмульгатора. Разработана математическая модель расчета функции обводненности на выходе с установки как основного показателя качества подготовки нефти. Функция обводненности аппроксимирована уравнением второго порядка и зависит от варьируемых управляющих переменных – температуры, нормы деэмульгатора и времени пребывания жидкости в аппарате. Расход жидкости и ее обводненность определяются промыслом и не относятся к варьируемым управляющим переменным. По разработанной математической модели построены графики зависимости обводненности от нормы деэмульгатора, времени пребывания жидкости в аппарате и температуры. Сравнение результатов показало адекватную степень сопоставимости режимных параметров, полученных по модели, с экспериментальными данными действующей установки. Практическая значимость работы заключается в подготовке рекомендаций по параметрам технологического процесса, передаваемых в качестве исходных данных для проектирования и в систему управления в качестве заданий операторам и автоматическим регуляторам.

Литература

Sitenkov V.T. Technological design of arrangement of oil fields. M.: OAO "VNIIOENG". 2007. 456 p. (in Russian).

Kafarov V.V., Meshalkin V.P. Analysis and synthesis of chemical-technological systems. M.: Khimiya. 1991. 432 p. (in Russian).

Kozlukov S.V. The Spectrum of the adjacency matrix almost complete digraph. Matem Fizik. Comp.Model.. 2017. V. 20. N 4. P. 18-25 (in Russian). DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2017.4.2.

Dytnerski Y.I. Processes and apparatuses of chemical technology. M.: Khimiya. 2002. 400 p. (in Russian)

Aspen HYSYS. Unit Operations Guide. V. 7.2 – Aspentech. 2010. 1722 p.

Budnik V.A. Methodical manual on the program of preparation of students of technological disciplines. Work in the environment of HYSYS. Salavat. 2010. 80 p. (in Russian).

Pakhomov A.N., Konovalov V.I., Gatapova N.Ts., Koliukh A.N. Fundamentals of modeling of chemical-technological systems. Tambov. Izd. Tamb. State Tech. University. 2008. 80 p. (in Russian)

Afanasieva O.V. Definition and discernment of problem situations at engineering diagnostics of condition of a mechanical system. Internat. J. Informat. Theor. Appl. V. VIII. Foicommerce, Sofia. 2000. P. 56-61.

Tronov V.P. Destruction of emulsions in oil production. Kazan: FEN. 2000. 416 p. (in Russian).

Shilov V.I., Krikunov V.V. Prediction the phase state of natural oil and gas systems. Neft. Khoz. 2002. N 8. P. 102-103 (in Russian).

Pergushev L.P., Denikaev R.T. Calculate the speed of transportation of highly watered emulsions by pipeline without stratification. Neft.Delo. 2001. N 12. P. 25-28 (in Russian).

Loginov V.I., Lapina E.Ya., Dunyushkin I.I. Calculation of oil dehydration process. Neft. Khoz. 1991. N 7. P. 30-32 (in Russian).

Emirdjanov R.T., Lemberanskiy R.A. Fundamentals of process calculations in the refining and petrochemical industry. M.: Khimiya. 1989. 192 p. (in Russian).

Kholodnov V.A., Reshetilovskiy V.P., Lebedeva M.Yu., Borovinskaya E.S. System analysis and decision-making. Computer modeling and optimization of chemical technology objects in Mathcad and Excel. SPb.: Spbsti (TU). 2007. 425 p. (in Russian)

Constales D. Advanced Data Analysis and Modelling in Chemical Engineering. Elsevier. 2003. 414 p.

Ferris M.C. Linear programming with MATLAB. USA: Society for Industrial Mathematics. 2008. 280 p.

Pinchuk S.I. Organization of experiment in modeling and optimization of technical systems. Dnepropetrovsk: LLC Independent publishing organization "Diva". 2008. 248 p. (in Russian).

Gartman T.N., Klushin D.V. Fundamentals of computer modeling of chemical and technological processes. M.: ICC "Akademkniga". 2006. 416 p. (in Russian)

Freund R., Wilson W., Sa Ping. Regression Analysis. Academic Press. 2006. 480 p.

Meerschaert M. Mathematical Modeling. Academic Press. 2013. 384 p.

Опубликован
2020-02-08
Как цитировать
Karanevskaia, T. N., & Shumikhin, A. G. (2020). МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕЛЯХ АЛГОРИТМИЗАЦИИ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(2), 84-90. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206302.6100
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы