Тезисы докладов Часть II секции 5−11 Москва − 2010 в части II сборника представлены тезисы докладов VIII всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России»

СЕКЦИЯ 6 АВТОМАТИЗАЦИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА ОПТИМАЛЬНАЯ СТРУКТУРА АСУ ТП, КАК ОСНОВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ОБЪЕКТОВ ЕСГ Абрамов В.М., Даньшин А.В. (РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина) Современные технологические объекты газовой промышленности представляют собой пожаро и взрывоопасные, нестационарные, структурно сложные, информационно насыщенные и взаимосвязные объекты управления. Возникновение нештатных ситуаций на таких объектах может привести как к незначительным ущербам, так и к серьезным последствиям, включая гибель людей, негативные воздействия на экологию и существенные экономические потери и др. В связи с этим, остро встает вопрос обеспечения высоких показателей надежности функционирования и технологической безопасности объектов газовой промышленности. Требуемый уровень безопасности и надежности технологических комплексов должен обеспечиваться за счет внедрения высоконадежных АСУ ТП, которые, во-первых, должны соответствовать современным отечественным и международным нормативным и техническим документам, во-вторых, предусматривать подсистемы упреждения и защит от возникновения подобных ситуаций, и, в-третьих, иметь оправданную стоимость. Как показывает практика, внедрение современных АСУ ТП существенно уменьшает уровень рисков, связанных с возникновением аварий и нештатных ситуаций на объекте, на всем жизненном цикле системы. С этой целью в АСУ ТП реализуются следующие функции упреждения и защиты: мониторинг, диагностика, своевременное обнаружение негативных ситуаций, формирование защитных управляющих воздействий и др. Стоит отметить, что для надежного выполнения указанных функций требуется оптимизация структурных решений АСУ ТП и дополнительные затраты на их реализацию. Т.о. актуальность задачи определения оптимальных структур АСУ ТП с точки зрения высоких показателей функциональной безопасности, надежности, экономичности, своевременности и адаптивности является очевидной. В работе представлен способ определения оптимальных структур АСУ ТП, позволяющих при минимально возможных затратах увеличить надежность системы управления. Критерии выбора оптимальной структуры АСУ ТП предложено определять в соответствии с текущим этапом жизненного цикла системы. Так, на этапе проектирования – минимум затрат на создание системы при ограничениях на требуемый уровень надежности функционирования системы, а на этапах эксплуатации – для заданного периода эксплуатации максимум надежности функционирования системы. В работе приведены результаты апробации разработанного способа на примере АСУ ТП ГП «Юбилейный» с программно-техническим комплексом «Промысел» (ОАО «Газавтоматика»), представлены меры упреждения и защит, результаты и преимущества, полученные с помощью разработанного способа. КОДОГЕНЕРАЦИЯ АДАПТИВНОГО МЕТОДА ПРЯМЫХ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ ЗАДАЧ Арсеньев-Образцов С.С. (РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина) Исследуется проблема разработки программного обеспечения для решения междисциплинарных задач. Особую сложность представляет случай, когда для моделируемого процесса нет устоявшихся математических моделей. Решением поставленной задачи является создание интеллектуального интерфейса, основанного на представлении исходной математической модели в общепринятой форме в системе компьютерной алгебры или на языке программирования с хорошими инструментальными средствами проведения символьных преобразований. Это позволяет автоматически генерировать промежуточный псевдокод для широкого спектра числительных методов: конечные элементы, конечные объемы, метод прямых и многие другие. В данной работе в качестве метода решения была использована кодогенерация вычислительных программ на основе широкого семейства адаптивных по пространству форм метода прямых. Это обусловлено тем, что для задач с быстро меняющимися решениями, такими как подвижные волновые фронты, метод прямых с фиксированными узлами является неэффективным, т.к. пространственная погрешность будет доминировать над временной, что потребует использования большого числа узлов сетки для достижения численного решения с требуемым уровнем точности. В разработанной процедуре численно-аналитической кодогенерации были реализованы все известные схемы адаптации, такие как r, h и p уточнение. Анализ различных семейств адаптивных по пространству вычислительных схем решения систем уравнений в частных производных показал, что не существует одной схемы, которая была бы наилучшей во всех возможных ситуациях. С другой стороны видно, что предложенные схемы можно представить практически в любой системе компьютерной алгебры. Процедура кодогенерации была использована при моделировании термогазового воздействия на пласты баженовской свиты с целью вытеснения углеводородов, полученных в результате разложения керогена. Сгенерированный код программы был распараллелен прагмами OpenMP для применения на многопроцессорных, многоядерных вычислительных системах с общей памятью. Счет проводился на двухпроцессорном, четырехядерном компьютере. Коэффициент масштабирования был равен 3.55. Общее число конечных элементов составляло 7000. Время счета одного прогона задачи занимало примерно 8 минут. ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАДОНА ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ВОЛН ПОМЕХ В ПОЛЕ МНОГОВОЛНОВОГО АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Арсеньев-Образцов С.С., Жукова Т.М. (РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина) Задача подавления паразитных волн при проведении волнового акустического каротажа (ВАК) через обсадную колонну является очень важной для промысловой геофизики. В данной работе сделана попытка разделить упругие волны на основе преобразования Радона. Известно, что в случае хорошего качества цементирования волна (помеха), распространяющаяся по колонне, быстро гаснет и особых проблем с интерпретацией каротажа не возникает. При плохом качестве цементирования обсадная колонна начинает «звенеть», «забивая» сигнал по породе, поскольку в данном случае колонна работает как хороший волновод. Основная проблема состоит в том, что уровень сигнала по плохо схваченной цементом обсадной колонне многократно превышает амплитуду Р-волны, распространяющейся в породе. Разделить эти волны по частоте невозможно т.к. их спектры перекрываются. Для решения этой задачи различные группы исследователей используют как стандартные методы, применяемые для ВАК в открытом стволе, так и нестандартные подходы. Однако, задача ещё далека от рационального решения. В работе рассмотрен метод разделения волны по колонне и волн по породе на основе различия их скоростей распространения, уровень которого определяет применимость данного метода. Предложенные алгоритмы и программы прямого линейного и нормального преобразований Радона были использованы для анализа возможности выделения волн-помех в поле многоволновой акустики. На основе этих алгоритмов было проведено исследование влияния соотношения амплитуд сигнал-помеха на разделение волн по скоростям. Поскольку целью интерпретации данных ВАК является определение скорости распространения волн по породе, то в общем случае нет необходимости в обратном преобразовании Радона отфильтрованного сигнала, т.к. ее можно вычислить по спектру скоростей преобразования. В результате проведенных вычислительных экспериментов было показано, что разделение возможно даже при 15-ти кратном превышении амплитуды помехи над сигналом. Эти результаты говорят о том, что преобразование Радона с построением образа спектра скоростей позволяет определить скорости полезного сигнала на фоне многократно превышающей его помехи при том, что их частотные спектры перекрываются. АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ КУСТА ГАЗОДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН Бобриков Н.М., (ОАО «Газавтоматика») Кротов А.В. (РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина) Кусты газодобывающих скважин (КГС) являются важными элементами в системе добычи и промысловой подготовки газа, от работы которых зависит как эффективность освоения месторождения, так и функционирование газопромыслового оборудования. Газодинамический комплекс «пласт – КГС – газосборная сеть (ГСС)» является сложным нестационарным нелинейным объектом управления с явно выраженными взаимовлияющими эффектами. Управление такими объектами является задачей сложной, требующей разработки и применения адаптивных систем автоматического регулирования (САР). Долгое время в газовой промышленности скважины не рассматривались в качестве объектов автоматизации из-за отсутствия специализированного оборудования, позволяющего осуществлять своевременный дистанционный контроль и управление удаленными на большие расстояния объектами. Однако опыт разработки месторождений показал необходимость включения скважин в состав объектов управления. С появлением микропроцессорной техники и развитием информационных технологий в составе автоматизированных систем управления процессами добычи и промысловой подготовки газа стали реализовываться системы телемеханики (СТМ) скважин. Тем не менее, использование одноконтурных САР КГС не обеспечивало требуемого качества регулирования на различных режимах добычи газа из-за способности системы «пласт – КГС – ГСС» изменять свои характеристики в процессе эксплуатации. Поэтому на сегодняшний день большое количество СТМ используются только для контроля режима добычи, а газовые скважины управляются в ручном режиме. На сегодняшний день основной тенденцией автоматизации процесса добычи является оснащение КГС системами автоматического управления (САУ) в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) промысла. Целью данной работы является построение адаптивной САР КГС, которая самостоятельно подстраиваться к изменяющимся характеристикам объекта управления. В результате проделанной работы построена имитационная модель, описывающая работу комплекса «пласт – КГС – ГСС», разработана структура и алгоритмы адаптивной САР КГС. На основе построенной имитационной модели проведено исследование функционирования данной системы. Положительные результаты, полученные в процессе проведенного исследования, дают основание для реализации адаптивной САР КГС в составе АСУ ТП промысла. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Богаткина Ю.Г., Пономарева, И.А., Еремин Н.А (ИПНГ РАН) В настоящее время в ИПНГ РАН ведется работа над совершенствованием интеллектуальной логической системы (ИЛС) "ГРАФ", которая позволяет строить прикладные расчетные алгоритмы для проведения технико-экономической оценки вариантов разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений на основе заложенных в систему экспертных знаний. Формируемые с помощью системы алгоритмы представляются в виде двудольного семантического графа. Одни доли графа являются аналитическими формулами или названиями вычислительных алгоритмов, другие доли являются параметрами расчетных моделей. При построении графа расчетные вершины разбиваются на составляющие параметры, и осуществляется связь этих параметров с другими расчетными вершинами. Интерфейс системы прост в использовании и имеет подключаемые к системе базы знаний (БЗ) в виде семантических сетей (рис.1). С помощью интерактивного интерфейса осуществляется обращение к подсистемам ИЛС. При этом подается команда (запрос) на построение расчетного алгоритма. Эта информация принимается планировщиком вычислений и анализируется. Далее формируется фрейм-задание, который включает искомые технологические и экономические показатели, указанные в запросе, и набор имен исходных переменных. На следующем шаге планировщик обращается к БЗ, в которой хранятся модели вычислений технико-экономических показателей и выбирает те из них, которые необходимы для решения задачи. При этом автоматически формируется алгоритм, который содержит имена исходных переменных и расчетный модуль. Алгоритм сохраняется в библиотеке расчетных модулей. На следующем шаге планировщик вычислений передает управление подсистеме проведения расчетов, которая на основе OLE-технологии загружает из библиотеки расчетных модулей сгенерированную планировщиком вычислений программу в систему электронных таблиц EXEL и производит расчет. Наполнение БЗ информацией (алгоритмами) предполагает коллективную деятельность ряда специалистов – руководителей нефтегазодобывающих компаний и предприятий, геологов, специалистов по разработке и обустройству месторождений, экономистов, математиков и программистов. Последним отводится роль системных аналитиков, способных обобщить накопленный опыт специалистов по решению задач технико-экономической оценки проектирования месторождений нефти и газа и ввести необходимую информацию в БЗ. Практическую апробацию ИЛС прошла на основе решения задач технико-экономического обоснования проектных решений по разработке нефтяных и нефтегазовых месторождений. Рис.1 Внешний вид интерфейса, содержащего семантическую сеть МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ НЕФТИ Браго Е.Н., Мартынов Д.В. (РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина) Одним из основных показателей качества нефти, влияющих на эффективность технологических процессов её транспортирования, хранения и переработки, является влагосодержание. Увеличение содержания воды ведет к нестабильности процессов переработки, неэкономному расходованию энергоресурсов, коррозии трубопроводов и оборудования. Для контроля влагосодержания (W) непосредственно в ходе технологических процессов применяются влагомеры, в основу работы которых положен емкостной (диэлькометрический) метод. Благодаря большой разнице между εн и εв метод позволяет надежно измерять влагосодержание сырой нефти до 60%. Вместе с тем, при коммерческих измерениях, когда требования по влагосодержанию значительно возрастают W≈(0÷0,06), возникают известные проблемы, связанные с реализацией высокой чувствительности или разрешением метода. Проведенные расчеты для LC и RC автогенераторов, которые наиболее часто применяются в составе диэлькометрических влагомеров, показали, что наиболее предпочтительнее применять при коммерческих измерениях диэлькометрические измерительные преобразователи с RC автогенераторами, например, на микросхеме MAX038. Важное преимущество RC автогенератора в этом микросхемном исполнении в том, что его выходная частота FR(W) перестраивается внешним током управления Iу, в широких пределах от 36кГц до 10,7МГц при W=0. Это позволяет при увеличении рабочей емкости датчика избежать снижения частоты генерации и поддерживать чувствительность SR на более высоком уровне. Увеличение чувствительности метода возможно и за счет регулирования отношения между геометрической емкостью емкостного датчика С0 и монтажной емкостью СМ. Однако эти изменения следует реализовать крайне осторожно, т.к. увеличение длины и усложнение конструкции датчика неизбежно приведет к увеличению нестабильности геометрических размеров датчика под влиянием температуры и увеличению парафиновых отложений на стенках измерительных цилиндров, т.е. в конечном счете, к потере точности измерения влагосодержания. На основе проведенного сравнительного анализа сделаны выводы и даны рекомендации о возможностях повышения чувствительности и точности диэлькометрического метода. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ ПРИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТИЦИИ ЗАДАЧИ Гливенко Е. В., Фомочкина А. С., Прядко С. А. (РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина) В настоящее время для решения прикладных задач активизируется применение многопроцессорных компьютеров. Для того, чтобы обеспечить эффективную реализацию какого-либо алгоритма на таком компьютере производят предварительное «распараллеливание алгоритма». Для этого в настоящее время разработан язык, названный английской аббревиатурой MPI(Message Passing Interface), операторы которого вставляются в программу, написанную на языке СИ или на фортране. В настоящей работе предлагается ряд новых вычислительных алгоритмов, специально рассчитанных на эффективное использование многопроцессорных систем за счет изначально присутствия в них так называемого естественного параллелизма. Аналогично тому, как в методах конечных разностей используется вычисления на пространственной сетке, в нашем случае применяется геометрическая интерпретация задачи. Первый цикл алгоритмов относится к решению систем из n линейных уравнений в постановке, когда требуется ответить на вопрос лежит ли решение в некоторой области n-мерного пространства. В этих алгоритмах применяется понятие современной геометрии – степень отображения для некоторого отображения границы задаваемой области в единичную сферу. Второй цикл алгоритмов решает систему из n нелинейных (не дифференциальных) уравнений либо обладающих полиномиальной нелинейностью, либо более сложной. Идея этих алгоритмов содержит рассмотрение линий (поверхностей) уровня функций, задаваемых с помощью уравнений системы в n-мерном пространстве. Предлагаемые методы отличаются от используемого в настоящее время итерационного метода Ньютона, использующего линеаризацию задачи в окрестности одного из отыскиваемых решений и требующего «хорошего» начального приближения. Предлагаемый нами метод в случае одного уравнения соответствует отделению корней полинома. Разработанные методы применялись при решении задачи о фонтанирующей скважине. В этом случае нелинейность была намного сложнее полиномиальной и задача успешно была решена. Сейчас делается попытка применения этих методов при создании математических моделей с целью проведения горизонтальных скважин. Третий цикл предлагаемых параллельных методов относится к решению задачи Коши для дифференциального уравнения методом Рунге-Кутта. За счет введения дополнительной многопроцессорной процедуры обеспечивается повышение точности проведения ломаных Эйлера с использованием переменного шага.

Похожие:

	Тезисы докладов Часть I секции 1−4 Москва − 2010 в части I сборника... В части I сборника представлены тезисы докладов VIII всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового...		Тезисы докладов Часть II секции 5−11 Москва − 2010 в части II сборника... В части II сборника представлены тезисы докладов VIII всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития...
	Тезисы докладов 70 «Современные проблемы и тенденция развития агропромышленного комплекса» Материалы международной научной конференции студентов, аспирантов и учащейся молодежи		Тезисы докладов 70 «Современные проблемы и тенденция развития агропромышленного комплекса» Материалы международной научной конференции студентов, аспирантов и учащейся молодежи
	Министерства транспорта российской федерации государственное образовательное... Актуальные вопросы медицинского обеспечения полетов. Тезисы докладов vi-ой Всероссийской научно-практической конференции, посвященной...		Тезисы докладов Международной научной конференции ирана и россии по проблемам развития сельского хозяйства
	Тезисы докладов 68 научно-практической конференции студентов, аспирантов... Печатается по решению Ученого совета факультета ветеринарной медицины и факультета биотехнологии и стандартизации фгбоу впо «Казанская...		Содержание Студенты науки 2007. В 2 ч. Ч. 2: доклады и тезисы докладов студенческой научно-практической конференции. – Красноярск: Сибирский...
	Тезисы докладов и выступлений участников конференции опубликованы в авторской редакции Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования		Доклады и тезисы выступлений участников Е-86. XVII кондратьевские чтения «Долгосрочное прогнозирование: исторический опыт и критический анализ». Тезисы докладов и выступлений...
	Образовательное учреждение высшего образования Сборник по клиническим наблюдениям из практики врачей является итогом работы XX конференции интернов и ординаторов, и содержит тезисы...		Тезисы участников VIII международной Кондратьевской конференции,... Цикличность глобальных процессов, циклы Кондратьева и долгосрочная концепция развития России и глобального мира
	Список публикаций Митягиной Веры Александровны Русские префиксальные глаголы, имеющие аналитические эквиваленты в немецком языке // Тезисы докладов VI научной конференции профессорско-преподавательского...		О повышении роли физической культуры и спорта в развитии личности... Материалы докладов всероссийской научно-практической конференции «О повышении роли физической культуры и спорта в развитии личности...
	Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса... Материалы третьей всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых. С международным участием. 23-24 апреля 2009 г./сост....		Развития материалы Всероссийской научно-практической конференции,... Модернизация экономики регионов России: проблемы: ориентиры и факторы развития : материалы Всероссийской научно-практической конференции...