RU2727511C1 - Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов - Google Patents
Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727511C1 RU2727511C1 RU2020103491A RU2020103491A RU2727511C1 RU 2727511 C1 RU2727511 C1 RU 2727511C1 RU 2020103491 A RU2020103491 A RU 2020103491A RU 2020103491 A RU2020103491 A RU 2020103491A RU 2727511 C1 RU2727511 C1 RU 2727511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- efficiency
- pumping
- oil
- pumps
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0072—Installation or systems with two or more pumps, wherein the flow path through the stages can be changed, e.g. series-parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при прогнозировании работы магистральных нефтепроводов, работающих не на проектных мощностях. Предложен способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов с использованием существующего насосного оборудования перекачивающих станций, заключающийся в том, что на первом этапе выбирают конкретный существующий трубопровод, определяют параметры прокачиваемой жидкости. Далее, используя различные комбинации магистральных насосов, и регулированием трубопроводной системы получают рабочую точку пересечения расходно-напорной характеристики трубопровода и суммарной расходно-напорной характеристики работающих насосов. После чего осуществляют проверку правильности подбора комбинаций включения насосов путем построения линии гидроуклона. С помощью полученных данных рассчитывают обобщенный показатель оценки эффективности эксплуатации установленного насосного оборудования. Технический результат - оптимизация работы технологического участка трубопровода за счет введения обобщенного показателя оценки эффективности эксплуатации установленного насосного оборудования. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при прогнозировании работы магистральных нефтепроводов, работающих не на проектных мощностях.
На существующем уровне развития техники известны способы разработки методов энергоэффективной эксплуатации магистральных нефтепроводов с оптимизацией технологических режимов: автореф. дис. канд. тех. наук: 25.00.19/ Бархатов Александр Федорович. - Москва, 2017. – С. 160 с., в которых энергоэффективность достигается:
- оптимизацией технологических режимов перекачки нефти и нефтепродуктов;
- повышением КПД МНА;
- совместным использованием противотурбулентных и депрессорных присадок.
Недостатками подходов оптимизации этими способами являются: не всегда рациональное использование энергоемкого оборудования МНА, отсутствие обобщенного показателя эффективности эксплуатации магистрального нефтепровода, который показывает эффективность использования насосного оборудования нефтеперекачивающих станций.
Наиболее близким к заявляемому способу оценки эффективности эксплуатации насосного оборудования является метод мониторинга энергоэффективности работы технологического участка магистрального нефтепровода по критерию оценки величины КПД участка (Ревель-Муроз, П.А. Разработка методов повышения энергоэффективности нефтепроводного транспорта с внедрением комплекса энергосберегающих технологий: автореф. дис. канд. тех. наук: 25.00.19/ Ревель-Муроз Павел Александрович. - Уфа, 2018. – С. 47-85 с.).
Алгоритм предусматривает расчет фактических и максимально возможных КПД каждого технологического участка магистрального нефтепровода и КПД магистральных насосных агрегатов, входящих в данные участки, с дальнейшим сравнением фактического КПД технологического участка с плановыми показателями КПД технологического участка, заданными на текущий год реализации. Технологический участок магистрального нефтепровода при достижении фактического показателя КПД технологического участка целевому показателю считается энергоэффективным.
Недостатком данного способа являются: отсутствие обобщенного показателя оценки эффективности эксплуатации установленного насосного оборудования в целом на текущий момент и для планируемого периода поставки, что усложняет планирование и контроль перекачки и может приводить к нерациональным действиям при отклонении объемов поставки от плановых.
Указанные выше недостатки преодолеваются введением в алгоритмы оптимизации работы технологического участка обобщенного показателя оценки эффективности эксплуатации установленного насосного оборудования.
Обобщенный показатель эффективности использования насосного оборудования связан с эффективностью работы магистрального нефтепровода в целом и рассчитывается для разного уровня загрузки нефтепровода по формуле (1).
где Σ Nнi - суммарная гидравлическая мощность, необходимая для перекачки требуемого объема нефти по технологическому участку нефтепровода, кВт;
Σ Ni - суммарная электрическая мощность, потребляемая всеми работающими магистральными насосами на технологическом участке при работе режимом, обеспечивающим требуемую производительность перекачки, кВт.
На фиг. 1 показаны линии гидроуклона реализуемых режимов для разных производительностей.
На фиг. 2 показаны зависимость коэффициента эффективности использования насосного оборудования при различных требуемых производительностях для конкретного технологического участка трубопровода.
Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов заключается в следующем.
Для определения рационального использования существующего насосного оборудования перекачивающих станций, при изменении производительности конкретного магистрального нефтепровода выполняются следующие действия.
На начальном этапе выбирают конкретный существующий трубопровод, определяют какую жидкость с какими свойствами, в каком количестве и за какое время необходимо прокачать.
Далее включением различных комбинаций магистральных насосов, соединенных последовательно или параллельно на головной и промежуточных насосных станциях и регулированием трубопроводной системы с помощью подключения лупингов, введения противотурбулентных присадок или использованием регуляторов давления на станциях получают рабочую точку, соответствующую требуемой производительности (точка пересечения расходно-напорной характеристики трубопровода и суммарной расходно-напорной характеристики работающих насосов). Подбор количества насосов производят в зависимости от уровня загрузки трубопровода в каждом конкретном случае, для чего на каждой станции определяют последовательным включением количество насосов, необходимых для осуществления требуемой производительности транспортировки нефти или нефтепродукта.
Безопасность и работоспособность получаемого таким образом режима проверяют с помощью построения линии гидроуклона [Коршак А.А., Нечваль А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. СПб.: Недра, 2008. – 73-107 с.]. Линия гидроуклона должна оказаться в разрешенном коридоре между линией сжатого профиля трубопровода и линией напора, характеризующей несущую способность трубы. Если линия гидроуклона выходит за границы коридора, такой режим бракуется. Для дальнейшего рассмотрения оставляют только режимы с комбинациями включенных насосов и особенностями настройки трубопровода, линии гидроуклона которых вписываются в разрешенный коридор. Таких реализуемых режимов может быть достаточно много. На фиг. 1. показан пример реализации проверки с помощью построения линий гидроуклона реализуемых режимов для разных производительностей.
Следующим этапом для каждого из реализуемых режимов рассчитывают обобщенный показатель эффективности использования насосного оборудования. Затем выбирают режим с наибольшим значением показателя и, уже на его основе строятся планы перекачки. Чем больше значения обобщённого показателя эффективности использования насосного оборудования, тем наиболее эффективно подобраны комбинации включения насосного оборудования.
В силу дискретности включения насосного оборудования не всегда удается подобрать технологический режим под требуемую производительность перекачки. В этом случае выбирают один из лучших режимов, обеспечивающих ближайшую большую производительность и один из лучших режимов ближайшей меньшей производительности. Используя их комбинацию, осуществляют подбор промежутков времени, обеспечивающих необходимый объем поставки нефти или нефтепродукта. Для данного случая обобщённый показатель эффективности использования насосного оборудования определяется по формуле
где τ – время работы соответствующим режимом;
При изменении производительности поставки комбинации требуемых включений насосов предыдущие операции следует повторить.
Все возможные физически реализуемые производительности перекачки на технологическом участке магистрального трубопровода с использованием установленного оборудования определяют график зависимости максимальных коэффициентов эффективности использования магистрального насосного оборудования от производительности перекачки.
График обобщенного показателя эффективности использования насосного оборудования показывает, на какую максимальную эффективность преобразования энергии в насосном оборудовании можно рассчитывать при планировании перекачки. С помощью этого показателя можно определить, какие дополнительные затраты или экономия электроэнергии возникнут при изменении краткосрочных или долгосрочных планов поставки нефти, какие технологические режимы являются наиболее эффективными, существует ли необходимость менять или регулировать установленное оборудование, эффективно ли будет применение присадок и разбавителей. График обобщенного показателя эффективности использования насосного оборудования строится для каждого технологического участка, определяет его особенности, позволяет наиболее рациональным способом использовать магистральное насосное оборудование при разных производительностях перекачки нефти, сравнивать по эффективности преобразования энергии технологические участки между собой, прогнозировать работу магистральных нефтепроводов при различных уровнях загрузки, определять целесообразность мероприятий по совершенствованию технологий перекачки. Пример графика обобщенного показателя эффективности использования насосного оборудования представлен на фиг. 2.
Предложенный способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов позволяет обосновать необходимость:
- специальных технологий для изменения работы насосного оборудования;
- замены насосного оборудования, что является дорогостоящим мероприятием;
- спрогнозировать работу магистральных нефтепроводов при различных уровнях загрузки.
- выбрать наиболее экономичный и безопасный способ эксплуатации оборудования.
Рассмотрим конкретный пример реализации предложенного способа. Например, «Нефтепровод 1» был рассчитан на производительность 47 млн.т/год, необходимо осуществить поставку нефти 42 млн. т/год. Для того чтобы рассчитать на сколько изменится эффективность использования насосного оборудования, необходимо произвести подбор параметров совмещенной характеристики нефтепровода для нового уровня загрузки и определить количество насосов, необходимых для осуществления транспортировки.
Результаты подбора комбинаций включения насосов представлены в Таблице 1.
Наглядность правильности подбора количества и места подключения насосов на станциях представлены на Фиг. 1.
Результаты обобщенного показателя эффективности использования насосного оборудования представлены в Фиг. 2., из которой видно, что при изменении производительности нефтепровода с 47 млн.т/год до 42 млн. т/год эффективность использования насосного оборудования увеличится на 20 %.
Таким образом, за счет оптимизации работы технологического участка трубопровода, а именно за счет наиболее выгодного уровня загрузки при подборе комбинаций включения насосов на станциях можно повысить эффективность эксплуатации магистральных нефтепроводов и спрогнозировать работу магистральных нефтепроводов при различных уровнях загрузки, тем самым заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность использования магистрального насосного оборудования в несколько раз, что наглядно показал конкретный пример реализации способа.
Claims (4)
- Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов с использованием существующего насосного оборудования перекачивающих станций заключается в том, что на первом этапе выбирают конкретный существующий трубопровод, определяют, какую жидкость, с какими свойствами, в каком количестве и за какое время необходимо прокачать, далее, используя различные комбинации магистральных насосов, соединенных последовательно или параллельно на головной и промежуточных насосных станциях, и регулированием трубопроводной системы с помощью подключения лупингов и введения противотурбулентных присадок или с использованием регуляторов давления на станциях находят рабочую точку пересечения расходно-напорной характеристики трубопровода и суммарной расходно-напорной характеристики работающих насосов, следующим этапом осуществляют проверку правильности подбора комбинаций путем построения линии гидроуклона, после чего рассчитывают обобщенный показатель эффективности эксплуатации магистрального нефтепровода для разного уровня загрузки по формуле:
-
- где Σ Nнi - суммарная гидравлическая мощность, необходимая для перекачки требуемого объема нефти по технологическому участку нефтепровода, кВт;
- Σ Ni - суммарная электрическая мощность, потребляемая всеми работающими магистральными насосами на технологическом участке при работе режимом, обеспечивающим требуемую производительность перекачки, кВт.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020103491A RU2727511C1 (ru) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020103491A RU2727511C1 (ru) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2727511C1 true RU2727511C1 (ru) | 2020-07-22 |
Family
ID=71741325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020103491A RU2727511C1 (ru) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2727511C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165642C2 (ru) * | 1997-05-20 | 2001-04-20 | Самарская Государственная архитектурно-строительная академия (СамГАСА) | Автоматизированная информационная система для непрерывного контроля за работой насосно-трубопроводного комплекса для перекачки воды и нефтепродуктов |
| RU2277186C2 (ru) * | 2003-12-29 | 2006-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет", RU | Способ непрерывного измерения и анализа в реальном масштабе времени коэффициента полезного действия насосов в насосно-трубопроводном комплексе магистрального нефтепровода |
| WO2013013974A2 (de) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum steuern bzw. regeln eines fluidförderers zum fördern eines fluides innerhalb einer fluidleitung |
| AU2010201500B2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-04-04 | Xstrata Technology Pty Ltd | Pumpbox |
| RU2643570C2 (ru) * | 2015-06-30 | 2018-02-02 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ увеличения пропускной способности трубопровода (варианты) |
-
2020
- 2020-01-28 RU RU2020103491A patent/RU2727511C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165642C2 (ru) * | 1997-05-20 | 2001-04-20 | Самарская Государственная архитектурно-строительная академия (СамГАСА) | Автоматизированная информационная система для непрерывного контроля за работой насосно-трубопроводного комплекса для перекачки воды и нефтепродуктов |
| RU2277186C2 (ru) * | 2003-12-29 | 2006-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет", RU | Способ непрерывного измерения и анализа в реальном масштабе времени коэффициента полезного действия насосов в насосно-трубопроводном комплексе магистрального нефтепровода |
| AU2010201500B2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-04-04 | Xstrata Technology Pty Ltd | Pumpbox |
| WO2013013974A2 (de) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum steuern bzw. regeln eines fluidförderers zum fördern eines fluides innerhalb einer fluidleitung |
| RU2643570C2 (ru) * | 2015-06-30 | 2018-02-02 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ увеличения пропускной способности трубопровода (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113140756A (zh) | 基于燃料电池的控制方法与装置以及井场增产方法 | |
| Wu et al. | Optimization research of parallel pump system for improving energy efficiency | |
| US10061279B2 (en) | Multi-objective scheduling for on/off equipment | |
| US11264801B2 (en) | Load management algorithm for optimizing engine efficiency | |
| CN109492819A (zh) | 基于时间优化分区的感潮泵站系统变台数+变角日优化运行方法 | |
| RU2551139C1 (ru) | Способ автоматизированного управления электроприводом насосной станции | |
| RU2013103775A (ru) | Система, способ и устройство для прогнозирования и управления состоянием нефтепромыслового оборудования | |
| CN110632962B (zh) | 控制从至少两个单独输入管线到供水网络扇区的供水的控制系统和方法 | |
| RU2727511C1 (ru) | Способ повышения эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов | |
| Gan et al. | Application of intelligent methods in energy efficiency enhancement of pump system: A review | |
| CN106326658A (zh) | 一种电力变压器全寿命周期成本效能评估方法 | |
| Abidov et al. | Mathematical model of the pumping unit of machine water lifting systems | |
| US20150086385A1 (en) | Method for controlling pumping of pump units in a wet well | |
| CN116702611A (zh) | 一种基于遗传算法的泵组优化方法 | |
| Petrochenkov et al. | Development of a Method for Optimizing Power Consumption of an Electric Driven Centrifugal Pump | |
| EP3940237B1 (en) | Multi-pump control system | |
| JP5587386B2 (ja) | 増圧給水システム | |
| RU2352822C1 (ru) | Способ эксплуатации насоса в процессе закачки жидкости в пласт | |
| Bakman et al. | Efficiency control for adjustment of number of working pumps in multi-pump system | |
| Sorin et al. | Progresses in the operation and functioning of pumping stations for water and wastewater networks | |
| Liang et al. | Power consumption evaluation for electrical submersible pump systems | |
| Tevyashev et al. | Optimal stochastic control of the modes of operation of the sewage pumping station | |
| Nikolenko et al. | Analysis of methods of improving energy efficiency of pumping stations power units of water supply systems | |
| Steger et al. | CENTRIFUGAL PUMPS AND VARIABLE-FREQUENCY DRIVES | |
| Steger et al. | SPECIFIC ENERGY |