Том 332 № 4 (2021)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2021/4/3156

МЕТОДИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ УДАЛЕНИЯ ГИДРАТОВ В ГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ В ТРУБОПРОВОДЕ

Актуальность исследования обусловлена тем, что в настоящее время в мировой нефтегазовой промышленности проблема образования гидратов стоит достаточно остро. Аккумулирование гидратов на участке трубопровода или в определенных узлах установок подготовки углеводородов может привести к срыву технологического процесса, выходу из строя оборудования, снижению качества готовой продукции для потребителя. Главная задача состоит в том, чтобы своевременно определять наличие гидратов в полости трубопровода или правильно прогнозировать процесс его формирования и аккумулирования. Существует множество методов борьбы с гидратообразованием, но они могут быть высокозатратны, малоэффективны или иметь высокий класс опасности. В статье рассмотрен новый способ борьбы с гидратообразованием и предложена методика по автоматизации процесса. Аппаратная часть рассматривается как имитационный экспериментальный стенд для проведения экспериментов, проверки аналитических расчетов и автоматизации. Программная часть представляет методику автоматизации определения зон возможного гидратообразования, что позволяет проводить более качественную оценку, и программу для автоматизированной работы опытно-промышленного образца в реальных условиях. Описаны алгоритмы работы, алгоритмы аварийной и нормальной остановки. Для более точного и быстрого анализа проблемных зон гидратообразования, а также безаварийной работы установки разработан строгий алгоритм. В систему команд алгоритма заложены все аварийные ситуации, возможные ошибки, предельные режимы работы. Работа всех алгоритмов была проверена практическим путем посредством имитации процесса реальной работы системы и подачи условных сигналов на вход в программный модуль установки. Цель: применение и анализ работы алгоритмического обеспечения для работы экспериментальной установки по удалению гидратов из потока газоконденсатной смеси. Объект: автономная модульная установка для борьбы с гидратообазованием. Методы: теоретические методы для обоснования закономерности течения процессов тепломассообмена, расчетно-аналитический метод для определения качества работы разработанного программного обеспечения, практические методы по проведению экспериментов. Результаты. Построен лабораторный стенд на базе Национального исследовательского Томского политехнического университета, проведены эксперименты для различных потоков газа с разными термобарическими условиями, разработано математическое и алгоритмическое обеспечение для автоматизации процесса работы установки, проведена проверка работы системы.

Ключевые слова:

Гидратообразование, алгоритм, программный комплекс, аккумулирование гидратов, циклон

Авторы:

Павел Валерьевич Волков

Артем Владимирович Большунов

Кирилл Алексеевич Мостокалов

Скачать PDF