RU2733969C1 - Method of refined estimation of quality parameters of natural gas during its transportation by gas transport system - Google Patents
Method of refined estimation of quality parameters of natural gas during its transportation by gas transport system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733969C1 RU2733969C1 RU2020106144A RU2020106144A RU2733969C1 RU 2733969 C1 RU2733969 C1 RU 2733969C1 RU 2020106144 A RU2020106144 A RU 2020106144A RU 2020106144 A RU2020106144 A RU 2020106144A RU 2733969 C1 RU2733969 C1 RU 2733969C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- quality
- measurements
- transportation
- natural gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
- F17D1/04—Pipe-line systems for gases or vapours for distribution of gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области трубопроводного транспорта газа и направлено на совершенствование информационного обеспечения большой газотранспортной системы (ГТС). В принципе может быть применено к другим распределенным сетевым системам трубопроводов.The invention relates to the field of pipeline gas transportation and is aimed at improving the information support of a large gas transmission system (GTS). In principle can be applied to other distributed network piping systems.
Предлагаемый способ относится к совокупным измерениям РМГ 29-201 [Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения, термин 4.21] показателей качества природного газа: концентрациям компонент ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995) [Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава], высшей теплоты сгорания, низшей теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе [ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995)], температуры точки росы по воде ГОСТ Р 53763-2009 [Газы горючие природные. Определение температуры точки росы по воде] и углеводородам.The proposed method refers to the cumulative measurements of RMG 29-201 [State system for ensuring the uniformity of measurements. Metrology. Basic terms and definitions, term 4.21] natural gas quality indicators: component concentrations GOST 31369-2008 (ISO 6976: 1995) [Natural gas. Calculation of calorific value, density, relative density and Wobbe number based on component composition], gross calorific value, net calorific value, density, relative density and Wobbe number [GOST 31369-2008 (ISO 6976: 1995)], water dew point temperature GOST R 53763-2009 [Natural combustible gases. Determination of dew point temperature for water] and hydrocarbons.
Известна [RU 2580909 С2] система компаундирования высокосернистой нефти по нескольким направлениям перекачки смешанного потока. Изобретение относится к компаундированию нефти при двух и более направлениях транспортировки, содержащее установленный в каждом из нефтепроводов измеритель параметров потока нефти (расхода, плотности нефти), а также средства регулирования расхода нефти. В состав системы входят устройства для вычисления коэффициентов соотношения расходов нефти, качества нефти (содержание серы), контролер плана, выходы которого связаны с управляющими заслонками. Однако известное изобретение ориентировано на компаундирование жидкостей (нефтей), процессы смешения которых не являются неравновесными. В изобретении не учитывается вероятностная природа результатов измерений.Known [RU 2580909 C2] a system for compounding high-sulfur oil in several directions of pumping a mixed flow. The invention relates to the compounding of oil in two or more directions of transportation, containing a meter installed in each of the oil pipelines measuring parameters of the flow of oil (flow rate, oil density), as well as means for regulating oil flow The system includes devices for calculating the coefficients of the ratio of oil consumption, oil quality (sulfur content), a plan controller, the outputs of which are connected to control valves. However, the known invention is focused on the compounding of liquids (oils), the mixing processes of which are not non-equilibrium. The invention does not take into account the probabilistic nature of the measurement results.
Известна [RU 2248031 С2] система управления процессом компаундирования нефтей по нескольким параметрам качества. Система относится к средствам автоматизации процессов транспортирования нефти по различным трубопроводам с разными параметрами качества нефти. Система содержит вычислительные и регулирующие устройства, позволяющие управлять компаундированием по содержанию серы, по плотности нефти, по содержанию хлористых солей, воды, а также по расходу продуктов. Известная система имеет целью регулирование жидкостных трубопроводов и не предполагает системную обработку совокупных взаимосвязанных измерений показателей качества.Known [RU 2248031 C2] control system for the compounding of oils by several quality parameters. The system refers to the means of automation of oil transportation processes through various pipelines with different parameters of oil quality. The system contains computing and regulating devices allowing to control compounding by sulfur content, by oil density, by the content of chloride salts, water, as well as by product consumption. The known system aims to regulate liquid pipelines and does not involve systematic processing of cumulative interrelated quality measurements.
Известны изобретения [RU 2158437 C1, RU 2270472 С2], относящиеся к последовательной перекачке и компаундированию нефтей. Изобретение [RU 2158437 С1], относится к средствам автоматизации и предназначено для использования в трубопроводном транспорте при перекачке нефти из нескольких трубопроводов в общую магистраль, по которой смесь нефтей транспортируется к потребителю. Технический результат - поддержание заданных показателей качества компаундированной нефти, обеспечение контроля давления в нефтепроводе с высокосернистой нефтью, поступающей в общую магистраль, обеспечение учета количества нефти, направляемой потребителю по общей магистрали, и количества высокосернистой нефти. Изобретение [RU 2270472 С2] относится к средствам автоматизации процессов транспортирования нефти по различным трубопроводам с разным качеством нефти и позволяет контролировать показатели качества смеси при объединении потоков. Эти изобретения имеют столь же существенные отличия от предлагаемого, как и упомянутые выше [RU 2580909 С2, RU 2248031 С2].Known inventions [RU 2158437 C1, RU 2270472 C2] related to sequential pumping and compounding of oils. The invention [RU 2158437 C1] relates to automation equipment and is intended for use in pipeline transport when pumping oil from several pipelines into a common pipeline through which the oil mixture is transported to the consumer. EFFECT: maintaining the specified quality indicators of the compounded oil, ensuring pressure control in the pipeline with high-sulfur oil entering the common pipeline, ensuring the accounting of the amount of oil sent to the consumer through the common pipeline, and the amount of high-sulfur oil. The invention [RU 2270472 C2] relates to a means of automating the processes of transporting oil through various pipelines with different oil quality and allows you to control the quality indicators of the mixture when combining flows. These inventions have the same essential differences from the proposed one, as well as those mentioned above [RU 2580909 C2, RU 2248031 C2].
Известен способ [RU 2615092 С9] переработки природного газа с низкой теплотворной способностью. Способ предполагает осушку и очистку природного газа от примесей, криогенное раздвоение с целью извлечения гелия, азота и широкой фракции углеводородов. Способ заключается в том, что из исходного сырья выделяют гомологи метана и отправляют их на выработку товарных продуктов. Остаток отправляют на компаундирование с метаном. Однако известный способ не предполагает системные процедуры обработки совокупных взаимосвязанных измерений и учет вероятностной природы результатов измерений.The known method [RU 2615092 C9] for processing natural gas with low heating value. The method involves dehydration and purification of natural gas from impurities, cryogenic splitting in order to extract helium, nitrogen and a wide fraction of hydrocarbons. The method consists in the fact that methane homologues are isolated from the feedstock and sent to the production of marketable products. The remainder is sent for compounding with methane. However, the known method does not imply systemic procedures for processing aggregate interconnected measurements and taking into account the probabilistic nature of the measurement results.
Изобретение [US 20010007915 А1] состоит в том, что при добавлении к природному газу этана или пропана изменяются молекулярный вес смеси и коэффициент сжимаемости и из-за этого снижается энергия, необходимая для перекачки смеси по трубопроводу. Оценена эффективность способа в пределах изменения термобарических параметров, при которых смесь остается в газообразном состоянии. Известное изобретение следует принимать во внимание при подготовке информации для расчетов показателей качества перекачиваемого продукта по ГТС (вычислении расходов флюида по всем газопроводам системы).The invention [US 20010007915 A1] consists in the fact that when ethane or propane is added to natural gas, the molecular weight of the mixture and the coefficient of compressibility change, and as a result, the energy required for pumping the mixture through the pipeline is reduced. The efficiency of the method is estimated within the limits of change in temperature and pressure parameters at which the mixture remains in a gaseous state. The known invention should be taken into account when preparing information for calculating the quality indicators of the pumped product for the GTS (calculating the flow rate of the fluid for all gas pipelines of the system).
Способ и измерительный прибор [RU 2184367 С2] для определения состава многофазной жидкости. Изобретение относится к способу и измерительному прибору для определения состава многофазной жидкости путем пропускания через нее пучка фотонов. Конкретно изобретение относится к способу и измерительному прибору для определения состава многофазной жидкой смеси, выдаваемой одной или несколькими скважинами для добычи сырой нефти, где сырой нефти обычно сопутствует некоторое количество природного газа и/или воды. Известное изобретение может использоваться в дополнение к предлагаемому изобретению для решения вопросов модернизации системы метрологического обеспечения ГТС в случае, если с помощью предлагаемого изобретения будет выявлена целесообразность модернизации.Method and measuring device [RU 2184367 C2] for determining the composition of a multiphase liquid. The invention relates to a method and a measuring device for determining the composition of a multiphase liquid by passing a photon beam through it. In particular, the invention relates to a method and a meter for determining the composition of a multiphase fluid mixture produced by one or more crude oil production wells, where the crude oil is usually accompanied by some natural gas and / or water. The known invention can be used in addition to the proposed invention to address issues of modernization of the system of metrological support of hydraulic structures in case the proposed invention reveals the feasibility of modernization.
Известны телеметрические системы, относящиеся к разным областям техники. Например, изобретение [RU 2378509 С1] относится к промысловой геофизике и связано с системой передачи данных с забоя нефтяных и газовых скважин. Основными целями телеметрических систем являются повышение точности получаемой информации, увеличение скорости передачи информации в реальном времени и др. Однако не выявлены телеметрические системы, которые были бы основаны на предлагаемом способе или позволяли получить те же результаты, что и предлагаемый способ.Known telemetry systems related to various fields of technology. For example, the invention [RU 2378509 C1] relates to field geophysics and is associated with a data transmission system from the bottom of oil and gas wells. The main goals of telemetry systems are to improve the accuracy of the information received, to increase the speed of information transfer in real time, etc. However, no telemetry systems have been identified that would be based on the proposed method or would allow obtaining the same results as the proposed method.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
ГТС транспортируют многокомпонентный флюид - природный газ, -поступающий из газовых и газоконденсатных месторождений, газоперерабатывающих заводов, подземных хранилищ, нефтяных месторождений (попутный газ) и др. В число компонент флюида входят метан, другие углеводороды - гомологи метана - этан, пропан, бутан и др., а также водяные пары, углекислый газ, гелий и др. Газы из разных источников отличаются по компонентному составу. В процессе транспортировки они смешиваются.GTS transport a multicomponent fluid - natural gas - coming from gas and gas condensate fields, gas processing plants, underground storage facilities, oil fields (associated gas), etc. The components of the fluid include methane, other hydrocarbons - methane homologues - ethane, propane, butane, etc. others, as well as water vapor, carbon dioxide, helium, etc. Gases from different sources differ in their component composition. They are mixed during transportation.
При оперативном управлении ЕСГ РФ требуется знать показатели качества: компонентный состав газа, его плотность, относительную плотность, число Воббе, теплотворную способность, температуры точки росы по воде и углеводородам - на каждом объекте системы, прежде всего, у крупных потребителей и в пунктах экспорта.In the operational management of the UGSS of the Russian Federation, it is required to know the quality indicators: the component composition of gas, its density, relative density, Wobbe number, heating value, dew point temperatures for water and hydrocarbons - at each object of the system, primarily at large consumers and at export points.
Основой предлагаемого изобретения является способ (информационная технология) уточненного определения показателей качества на каждом объекте ГТС (газопроводе) путем обработки всей совокупности измерений на замерных пунктах ГТС.The basis of the proposed invention is a method (information technology) for the refined determination of quality indicators at each GTS facility (gas pipeline) by processing the entire set of measurements at GTS metering points.
Компонентный состав газа характеризуется концентрациями компонент rij, (i, j) ∈ E. Здесь и далее G(V, E) граф, описывающий структуру трубопроводной системы, V - множество его вершин (узлов) xk, Е - множество дуг (i, k) граф [(i, k) - дуга, соединяющая узлы (xi, xk); xi, xk ∈ V]. В соответствии с ГОСТ 31369-2008 [Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава (ИСО 6976:1995)] концентрации компонент природного газа, могут устанавливаться в молярных, массовых или объемных долях. ГОСТ 31369-2008 содержит правила, позволяющие осуществлять пересчет из одних единиц в другие. В настоящем документе предполагается, что величины rij, (i, j) ∈ E являются массовыми концентрациями.The composition of the gas is characterized by the concentrations of the components r ij , (i, j) ∈ E. Here and below, G (V, E) is a graph describing the structure of the pipeline system, V is the set of its vertices (nodes) x k , E is the set of arcs (i , k) the graph [(i, k) is an arc connecting the nodes (x i , x k ); x i , x k ∈ V]. In accordance with GOST 31369-2008 [Natural gas. Calculation of calorific value, density, relative density and Wobbe number based on composition (ISO 6976: 1995)] concentration of natural gas components, can be set in molar, mass or volume fractions. GOST 31369-2008 contains rules for converting from one unit to another. In this document, it is assumed that the values r ij , (i, j) ∈ E are mass concentrations.
В соответствии с ГОСТ 8.009-84 [Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Нормируемые метрологические характеристики средств измерений] каждый замер считается случайной величиной, являющейся суммой истинного (детерминированного, но неизвестного) значения показателя качества и случайной ошибки, например,In accordance with GOST 8.009-84 [State system for ensuring the uniformity of measurements (GSI). Standardized metrological characteristics of measuring instruments] each measurement is considered a random variable, which is the sum of the true (deterministic, but unknown) value of the quality indicator and a random error, for example,
где - множество пунктов замера, замеренные концентрации и ошибка замераWhere - many measuring points, measured concentrations and measurement error
соответственно. Результаты совокупных измерений являются набором случайных величин, по которым строятся точечные оценки показателя (показателей) качества. Оценка производится методом максимального правдоподобия. В соответствии с теорией ошибок ошибка замера считается нормально распределенной величиной среднеквадратическое отклонение которой σij определяется классом точности измерительного прибора ГОСТ 8.009-84 и ГОСТ 8.401-80 [Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Классы точности средств измерений. Общие требования].respectively. The results of aggregate measurements are a set of random variables, which are used to construct point estimates of the quality indicator (s). Evaluation is performed using the maximum likelihood method. In accordance with the theory of errors, the measurement error is considered to be a normally distributed quantity the standard deviation of which σ ij is determined by the accuracy class of the measuring device GOST 8.009-84 and GOST 8.401-80 [State system for ensuring the uniformity of measurements (GSI). Accuracy classes of measuring instruments. General requirements].
Метод максимального правдоподобия приводит к задаче минимизации функции правдоподобия, которая представляет собой сумму квадратов,The maximum likelihood method leads to the problem of minimizing the likelihood function, which is the sum of squares,
с ограничениями в виде равенств и неравенств. Ограничения в виде равенств следуют из условий материального баланса. Для концентраций каждой из компонент двухкомпонентного флюида они имеют видwith restrictions in the form of equalities and inequalities. Constraints in the form of equalities follow from the conditions of material balance. For the concentrations of each of the components of the two-component fluid, they have the form
Ограничения в виде неравенств для концентраций каждой из компонент двухкомпонентного флюида имеют видConstraints in the form of inequalities for the concentrations of each of the components of a two-component fluid have the form
В соотношениях (2 - 4) Vjoint- множество стыковых узлов графа G(V, E), Г(xk) - множество вершин, в которые заходят дуги, исходящие из xk, Г-1(xk)- множество вершин, из которых исходят дуги, заходящие в xk, qik - расход флюида по дуге (i, k).In ratios (2 - 4) V joint is the set of butt nodes of the graph G (V, E), Г (x k ) is the set of vertices into which the arcs outgoing from x k enter, Г -1 (x k ) is the set of vertices , from which the arcs go into x k , q ik - the flow rate of the fluid along the arc (i, k).
Ограничения в виде неравенств следуют из того факта, что при течении газа в трубопроводе процесс смешения компонент в каждом узле неравновесный. Неравновесность процессов смешения природных газов при течении по большим трубопроводным системам выражается в том, что в узлах стыка трубопроводов концентрации компонент (а также другие показатели качества) по выходящим трубопроводам могут быть и, как показывает опыт, бывают различными. Неравенства (4), ограничивающие концентрации в узлах смешения, объясняются следующим физическим эффектом: при нескольких входящих в стыковой узел и нескольких исходящих из стыкового узла трубопроводах максимальная концентрация по выходящим линиям не может превышать максимальную концентрацию по входящим линиям, а минимальная концентрация по выходящим линиям не может быть меньше минимальной концентрации по входящим линиям.Constraints in the form of inequalities follow from the fact that when gas flows in a pipeline, the mixing process of components at each node is nonequilibrium. The non-equilibrium of the processes of mixing of natural gases during flow through large pipeline systems is expressed in the fact that at the joints of pipelines the concentrations of components (as well as other quality indicators) along the outgoing pipelines can be and, as experience shows, are different. Inequalities (4) limiting the concentrations at the mixing nodes are explained by the following physical effect: for several pipelines entering the butt and several outgoing pipelines from the butt joint, the maximum concentration along the outgoing lines cannot exceed the maximum concentration along the incoming lines, and the minimum concentration along the outgoing lines may be less than the minimum concentration on the incoming lines.
Степень неравновесности - степень близости компонентного состава флюида в выходных линиях к полному смешению - зависит от многих факторов, прежде всего, скоростей течения и локальной структуры трубопроводной системы в узле смешения. На фиг. 1 для примера приведена принципиальная технологическая схема трубопроводов в стыковом узле ГТС.The degree of non-equilibrium - the degree of closeness of the component composition of the fluid in the outlet lines to complete mixing - depends on many factors, first of all, the flow rates and the local structure of the pipeline system in the mixing unit. FIG. 1, for example, a schematic flow diagram of pipelines in a butt joint of a GTS is shown.
Для определения искомых концентраций получается задача нелинейного программирования (2-4). Вычислительная сложность задачи зависит от структуры ГТС и исходных данных. В некоторых случаях задача может бы решена с помощью стандартных программно-вычислительных комплексов, в других случаях ее решение требует разработки специального алгоритмического и программного обеспечения.To determine the desired concentrations, a nonlinear programming problem is obtained (2-4). The computational complexity of the problem depends on the structure of the GTS and the initial data. In some cases, the problem could be solved using standard software and computing systems, in other cases its solution requires the development of special algorithmic and software.
Для оценки таких показателей качества природного газа как плотность, теплотворная способность, температуры точки росы по воде и углеводородам используется та же математическая модель (2-4) с заменой обозначений: вместо концентраций компонент следует поставить соответствующий показатель качества.To assess such indicators of the quality of natural gas as density, calorific value, dew point temperature for water and hydrocarbons, the same mathematical model (2-4) is used with the replacement of designations: instead of the concentrations of the components, an appropriate quality indicator should be put.
Основное достоинство предлагаемого способа состоит в том, что одномоментные значения всех совокупных измерений показателя (показателей) качества природного газа (плотности, концентраций, теплотворной способности, температуры точки росы по воде и углеводородам) учитываются во взаимосвязи. Оценка делается научно обоснованным методом по совокупным измерениям взаимосвязанных величин.The main advantage of the proposed method is that the simultaneous values of all aggregate measurements of the indicator (indicators) of the quality of natural gas (density, concentrations, calorific value, dew point temperature for water and hydrocarbons) are taken into account in interrelation. The assessment is made by a scientifically sound method based on aggregate measurements of interrelated quantities.
Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:The proposed method has the following advantages:
• Пригоден при любом составе метрологического обеспечения ГТС;• Suitable for any composition of the metrological support of the GTS;
• Позволяет оценить эффективность модернизации системы метрологического обеспечения [обоснованность оценок увеличивается с улучшением метрологического обеспечения: увеличением количества измерительных пунктов и увеличением точности (достоверности) измерительных приборов (ГОСТ 8.009-84)];• Allows to evaluate the effectiveness of modernization of the system of metrological assurance [the validity of assessments increases with the improvement of metrological assurance: an increase in the number of measuring points and an increase in the accuracy (reliability) of measuring instruments (GOST 8.009-84)];
• Позволяет выявить те фрагменты ГТС, где учет взаимосвязанности замеров не приводит к уточнению оценок (из-за недостаточности количества приборов на фрагменте);• Allows you to identify those fragments of the GTS, where taking into account the interrelation of measurements does not lead to a more accurate assessment (due to the insufficient number of devices on the fragment);
• Одинаково пригоден для задач, связанных с расчетом любого показателя качества природного газа (плотности, концентраций, теплотворной способности, температур точки росы по воде и углеводородам);• Equally suitable for tasks related to the calculation of any indicator of the quality of natural gas (density, concentration, calorific value, dew point temperatures for water and hydrocarbons);
• Допускает обобщение: переход от единовременных совокупных измерений к предыстории изменения показателя;• Allows generalization: the transition from one-time aggregate measurements to the history of the indicator change;
• Может быть (при соответствующей доработке) использован для решения задач компаундирования нефтей.• Can be (with appropriate modification) used to solve the problems of compounding oils.
ПримерExample
Построение расчетной схемы и расчет распределения концентраций этана по системе газопроводов с помощью предлагаемого способа.Construction of a design scheme and calculation of the distribution of ethane concentrations over the gas pipeline system using the proposed method.
Оценим концентрации двухкомпонентного флюида по ГТС, представленной на фиг. 2. Для простоты изложения назовем компоненты флюида метаном и этаном. В примере показано также, как от технологической схемы следует переходить к расчетной схеме предлагаемого способа. Пример носит иллюстративный характер.Let us estimate the concentration of the two-component fluid using the GTS shown in Fig. 2. For simplicity of presentation, let's call the components of the fluid methane and ethane. The example also shows how to move from the technological scheme to the design scheme of the proposed method. The example is illustrative.
Расходы qi и замеры концентраций компонент флюида, %, приведены в Таблице 1.Costs q i and measurements concentrations of fluid components,%, are given in Table 1.
Построение расчетной схемы. На фиг. 2 и в таблице 1 приведены фактические (эксплуатационные) данные по расходам (все расходы в примере в млн.м3/ сут). Балансовые соотношения выполняются неточно. Небаланс в целом по системе равен 0,4 (суммарное суточное поступление газа 57,1, а суммарный отток 56,7). Дисбаланс поступлений и оттоков наблюдается также по компрессорным цехам (КЦ) компрессорной станции (КС). Поступление в межцеховую перемычку из КЦ 1 (фиг. 2) равно 26,5, а приток из перемычки в КЦ 2 равен 26,1. Небаланс 0,4 такой же, что и по системе в целом, его можно объяснить технологическими потерями и потреблением на собственные нужды.Construction of the design scheme. FIG. 2 and table 1 show the actual (operational) data on costs (all costs in the example in mln.m 3 / day). Balance ratios are not accurate. The imbalance in the system as a whole is equal to 0.4 (the total daily gas supply is 57.1, and the total outflow is 56.7). An imbalance of inflows and outflows is also observed in the compressor shops (CC) of the compressor station (CS). The inflow to the inter-shop bulkhead from CC 1 (Fig. 2) is 26.5, and the inflow from the bulkhead to
Технологические особенности системы позволяют внести в схему некоторые упрощения. Загрузка газопровода, подходящего к КЦ 1 с юго-востока, весьма мала.The technological features of the system make it possible to make some simplifications to the scheme. The loading of the gas
Газопровод работает в основном в реверсном режиме с расходом 0,1. Загрузка этого газопровода несопоставимо меньше загрузки других газопроводов фрагмента, поэтому без ущерба для точности расчета газопровод можно изъять из технологической схемы.The gas pipeline operates mainly in reverse mode with a flow rate of 0.1. The loading of this gas pipeline is incomparably less than the loading of other gas pipelines of the fragment, therefore, without prejudice to the accuracy of the calculation, the gas pipeline can be removed from the technological scheme.
Расход через межцеховую перемычку КЦ 1 - КЦ 2 значителен, но ее длина намного меньше длин остальных трубопроводов схемы. К тому же на ней нет пункта замера концентраций, поэтому в разрабатываемой расчетной схеме можно объединить цеха КЦ 1 и КЦ 2. Расход по газопроводу 5 (КЦ 1 - ГИС 2 - ГИС 1) существенно меньше (примерно в 25 раз) расходов по другим направлениям перекачки. Если не учитывать расход по этому газопроводу в технологической схеме, то результаты расчетов изменятся незначительно. Принимая указанные упрощения, получим принципиальную схему системы, изображенную на фиг. 3.The flow rate through the inter-shop bulkhead KTs 1 -
На фиг. 2 изображено 7 пунктов замера компонентного состава газа. На каждом из направлений 4 и 5 расположено по 2 пункта. В принципе, их показания должны дублировать друг друга. Значения концентраций, отнесенные в таблице 1 к направлениям 4 и 5, являются средними по каждому из этих направлений.FIG. 2 shows 7 points for measuring the composition of the gas. On each of
В таблице 1 представлены исходные данные по концентрациям (в %) всех трех компонент флюида: метан + этан + пропан и следующие высокомолекулярные гомологи метана. Причем третья «компонента» сопоставима по массовым концентрациям со второй, например, для направления 1 компонентный состав равен 92,71+3,68+3,61. Переход от трехкомпонентного состава к двухкомпонентному позволяет количественно продемонстрировать эффективность изобретения. Этот переход может быть осуществлен двумя способами:Table 1 presents the initial data on the concentrations (in%) of all three components of the fluid: methane + ethane + propane and the following high molecular weight homologues of methane. Moreover, the third "component" is comparable in mass concentrations with the second, for example, for
• вариант 1: метан + этан (компонента 1) и пропан и следующие высокомолекулярные гомологи метана (компонента 2);• option 1: methane + ethane (component 1) and propane and the following high molecular weight homologues of methane (component 2);
• вариант 2: метан (компонента 1) и высокомолекулярные гомологи метана (компонента 2).• Option 2: methane (component 1) and high molecular weight homologues of methane (component 2).
Эти варианты представлены в таблице 1 в столбцах 7 и 8 соответственно. Критерий оптимальности в рассматриваемом примере имеет видThese options are presented in Table 1 in columns 7 and 8, respectively. The optimality criterion in the considered example has the form
Здесь замеренное значение концентрации 2-й компоненты и дисперсия ошибки на i-м направлении перекачки. Дисперсии ошибок на всех замерных пунктах считаются одинаковыми Here measured value of the concentration of the 2nd component and the variance of the error in the i-th pumping direction. The variances of errors at all measuring points are considered the same.
Для определения неизвестных величин r1, …, r4 имеем задачу квадратичного программирования. Пользуясь ограничением в виде равенства, сведем расчет к задаче безусловной минимизации.To determine the unknown values r 1 ,…, r 4, we have a quadratic programming problem. Using the equality constraint, we reduce the calculation to the unconstrained minimization problem.
Расчет распределения концентраций этана по системе газопроводов с помощью предлагаемого способаCalculation of the distribution of ethane concentrations over the gas pipeline system using the proposed method
Численное решение задачи представлено в Таблице 2.The numerical solution of the problem is presented in Table 2.
Таблица показывает, что оценка концентрации по предлагаемому способу существенно отличается от замеренных значений The table shows that the concentration estimate according to the proposed method differs significantly from the measured values
Таким образом, предлагаемый метод позволяет оценивать каждое значение концентрации не по единственному замеру, а использовать все совокупные измерения, и получить уточненные оценки концентраций. Расхождения между замеренными и рассчитанными значениями значимы и достигают 16%. Разброс результатов объясняется систематическими ошибками, допускаемыми при измерениях. Наибольшие расхождения получаются для величин r2 и r4, это свидетельствует о том, что наиболее велика вероятность систематических ошибок на ГИС 5, ГИС 3 и ГИС 4. Обнаружение самого факта наличия систематических ошибок является одним из достоинств предлагаемого способа.Thus, the proposed method makes it possible to estimate each concentration value not by a single measurement, but to use all cumulative measurements, and obtain refined estimates of concentrations. Discrepancies between measured and calculated values are significant and reach 16%. The scatter in the results is explained by systematic measurement errors. The largest discrepancies are obtained for the values of r 2 and r 4 , which indicates that the highest probability of systematic errors on GIS 5,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020106144A RU2733969C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Method of refined estimation of quality parameters of natural gas during its transportation by gas transport system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020106144A RU2733969C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Method of refined estimation of quality parameters of natural gas during its transportation by gas transport system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2733969C1 true RU2733969C1 (en) | 2020-10-08 |
Family
ID=72927126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020106144A RU2733969C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Method of refined estimation of quality parameters of natural gas during its transportation by gas transport system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2733969C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755780C1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-09-21 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Method for controlling the oil mixing process |
CN113723834A (en) * | 2021-09-02 | 2021-11-30 | 中海石油气电集团有限责任公司 | Intelligent high-order scheduling and operation and maintenance system and method for gas transmission pipe network |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010007915A1 (en) * | 1995-11-17 | 2001-07-12 | Jl Energy Transportation Inc. | Pipeline transmission method |
RU2184367C2 (en) * | 1996-05-02 | 2002-06-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Measuring device and method for determining multiphase liquid composition |
RU2270472C2 (en) * | 2004-01-15 | 2006-02-20 | Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы им. Д.А. Черняева" | Method for controlling oils compounding process with several quality parameters and system for realization of said method |
RU2502914C2 (en) * | 2012-04-03 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Main gas transfer method |
RU2619399C1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-05-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Сургут" | System for controlling operability of automated processing facilities of gas pipeline systems |
RU2700756C2 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Method of ensuring energy efficiency of main gas transport |
-
2020
- 2020-02-10 RU RU2020106144A patent/RU2733969C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010007915A1 (en) * | 1995-11-17 | 2001-07-12 | Jl Energy Transportation Inc. | Pipeline transmission method |
RU2184367C2 (en) * | 1996-05-02 | 2002-06-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Measuring device and method for determining multiphase liquid composition |
RU2270472C2 (en) * | 2004-01-15 | 2006-02-20 | Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы им. Д.А. Черняева" | Method for controlling oils compounding process with several quality parameters and system for realization of said method |
RU2502914C2 (en) * | 2012-04-03 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Main gas transfer method |
RU2619399C1 (en) * | 2015-12-25 | 2017-05-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Сургут" | System for controlling operability of automated processing facilities of gas pipeline systems |
RU2700756C2 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Method of ensuring energy efficiency of main gas transport |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755780C1 (en) * | 2021-02-26 | 2021-09-21 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Method for controlling the oil mixing process |
CN113723834A (en) * | 2021-09-02 | 2021-11-30 | 中海石油气电集团有限责任公司 | Intelligent high-order scheduling and operation and maintenance system and method for gas transmission pipe network |
CN113723834B (en) * | 2021-09-02 | 2023-12-05 | 中海石油气电集团有限责任公司 | Intelligent high-order scheduling and operation and maintenance system and method for gas transmission pipeline network |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sattar | Gene expression models for the prediction of longitudinal dispersion coefficients in transitional and turbulent pipe flow | |
Folas et al. | Data and prediction of water content of high pressure nitrogen, methane and natural gas | |
RU2733969C1 (en) | Method of refined estimation of quality parameters of natural gas during its transportation by gas transport system | |
Kanshio | A review of hydrocarbon allocation methods in the upstream oil and gas industry | |
US7895052B1 (en) | Computer instructions to form an actual sales or delivery value for all components of a commingled hydrocarbon fluid stream | |
Bekraoui et al. | Uncertainty study of fiscal orifice meter used in a gas Algerian field | |
US20100250468A1 (en) | System to form an actual sales or delivery value for all components of a commingled hydrocarbon fluid stream | |
Schebetov et al. | Quality check of gas-condensate PVT studies and EOS modelling under input data uncertainty | |
Davidovskiy et al. | Multiphase gas-condensate metering tests with individual fluid properties model | |
Zarifi et al. | Auto-tune of PVT data using an efficient engineering method: Application of sensitivity and optimization analyses | |
Poku et al. | Nonlinear optimization with many degrees of freedom in process engineering | |
Motalo et al. | Hydrocarbon gases quality: Impact on sustainable development goals and environment | |
Mymrin et al. | Improving the crude oil metering accuracy | |
Abdulagatov et al. | Thermodynamic Properties of Geothermal Fluids from South Russia: Kayakent and Kizlyar Hot Sources | |
Hosein et al. | A method for predicting the phase behaviour of trinidad gas condensates | |
EP3617704A1 (en) | Method and apparatus for estimating transit times and fractions of fluids and use of same for tracking fluids in fluid distribution grids | |
Qvistgaard et al. | Parameterization and uncertainty analysis of binary interaction parameters for triethylene glycol and ethane/propane | |
Montenegro et al. | Estimating water content of natural gas mixtures considering heavy hydrocarbons contribution using artificial neural networks | |
Aimikhe et al. | Experimental determination of water content of sweet natural gas with methane component below 70% | |
Langelandsvik et al. | Accurate calculations of pipeline transport capacity | |
Sukharev et al. | New chapter of hydraulic circuit theory–flow distribution of multicomponent fluids | |
Ahmadian Behrooz | A multiobjective robust approach for the design of natural gas transmission pipelines | |
Anatol'Evich et al. | A study on multi-component flows in gas transmission systems (flow and measurement processing models) | |
Tereshchenko et al. | Prediction of the composition of the wide light hydrocarbon fraction by methods of machine learning in pipeline transportation | |
Barateiro et al. | Liquid hydrocarbon flow meters calibration with high flow and viscosity: Conceptual design of a new facility |