Статья

Название статьи АНАЛИЗ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ИМПУЛЬСНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДОБЫЧЕЙ ВЫСОКОПАРАФИНОВОЙ НЕФТИ
Автор Ю. В. Ильюшин
Рубрика РАЗДЕЛ III. АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ
Месяц, год 05, 2018
Индекс УДК 681.5
DOI
Аннотация Трудноизвлекаемые нефти определяются достаточно большим числом физико-химических характеристик и одним из факторов отнесения нефтей к трудноизвлекаемым среди химических свойств является высокое содержание парафинов. Известно, в России в 2017 г. добыто 510 млн т нефти, из них – более 75 % составили нефти с высоким содержанием парафинов. Постоянное увеличение в общем объеме добываемой нефти доли таких нефтей ставит перед нефтяниками ряд сложных технических проблем. Отложения парафинов в призабойной зоне пласта и на поверхности нефтепромыслового оборудования является одним из серьезных осложнений при эксплуатации скважин и трубопроводного транспорта. Парафиновые отложения снижают фильтрационные характеристики пласта, закупоривают поры, уменьшают полезное сечение насосно-компрессорных труб и, как следствие, значительно осложняют добычу и транспортировку нефти, увеличивают расход электроэнергии при механизированном способе добычи, приводят к повышенному износу оборудования. Технологические процессы добычи, транспорта и подготовки нефти в большой степени зависят от значения вязкостей. Вязкость является наиболее распространенной характеристикой реологического (текучего) поведения жидкостей. Для ньютоновских объектов она является исчерпывающей. Для неньютоновских объектов вязкость не может полностью охарактеризовать свойство текучести, но если вещество перерабатывается при помощи “жидкостных” технологических аппаратов и соответствующей технологии, его можно назвать “жидкообразным” и характеризовать текучесть набором эффективных значений. При транспорте нефти по трубопроводу, происходит перемещение метастабильной (стабильная склонная к изменению) углеводородной жидкости, склонной к выделению твердой фазы, в технологическом диапазоне сопровождающееся изменением температуры. Переход от однородной жидкости к гетерогенной системе – фазовый переход имеет реологически значимые последствия и сопровождается изменением текучести. Механизм потери текучести может быть различен. В результате «структурного застывания» появляется возможность выделить в рассматриваемом объекте различные уровни вязкости – макроскопический, определяющий течение и механическое сопротивление движению большого погруженного тела, и микроскопический, определяющий, например, диффузию низкомолекулярных компонентов. В данной статье построена математическая модель движения высокопарафинистой нефти по колонне насосно-компрессорной трубы, рассмотрен способ формирования температурного поля с помощью импульсных секционных нагревателей, синтезирована система управления температурным полем, поставлен численный эксперимент на образце нефти Соболиного месторождения.

Скачать в PDF

Ключевые слова Анализ; наблюдение; месторождение; добыча; нефть.
Библиографический список 1. Ильюшин Ю.В., Чернышев А.Б. Устойчивость распределенных систем с дискретными управляющими воздействиями // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. – № 12 (113). – С. 166-171.
2. Ильюшин Ю.В., Чернышев А.Б. Определение шага дискретизации для расчета теплового поля трехмерного объекта управления // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011.
– № 6 (119). – С. 192-200.
3. Ильюшин Ю.В. Методика расчета оптимального количества нагревательных элементов в зависимости от значений температурного поля изотропного стержня // Научно технические ведомости СПбГПУ. Сер. Информатика. Телекоммуникации. Управление. Т. 2.
–2011. – № 6-2 (138). – С. 48-53.
4. Ильюшин Ю.В. Стабилизация температурного поля туннельных печей конвейерного типа // Научно технические ведомости СПбГПУ. Сер. Информатика. Телекоммуникации. Управление. – 2011. – № 3 (126). – С. 67-72.
5. Чернышев А.Б. Модифицированный критерий абсолютной устойчивости нелинейных распределенных систем управления // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки. – 2009. – № 3 (151) – С. 38-41.
6. Ilyushin Y.V., Pershin I. M., Pervukhin D.A., Afanaseva О.V. Design of distributed systems of hydrolithosphere processes management. A synthesis of distributed management systems // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Power supply of mining companies. Vol. 87.
7. Ilyushin Y.V., Pershin I. M., Pervukhin D.A., Afanaseva О.V. Design of distributed systems of hydrolithospere processes management. Selection of optimal number of extracting wells // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Power supply of mining companies. Vol. 87.
8. Першин И.М., Веселов Г.Е., Першин М.И. Системы передачи и обработки распределенной информации // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 5 (166). – С. 198-211.
9. Малков А.В., Першин И.М., Помеляйко И.С. Математическая модель кисловодского месторождения углекислых минеральных вод // Известия ЮФУ. Технические науки.
– 2015. – № 7 (168). – С. 116-125.
10. Першин И.М., Веселов Г.Е., Першин М.И. Аппроксимационные модели передаточных функций распределенных объектов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 7 (168). – С. 126-138.
11. Першин И.М., Веселов Г.Е., Першин М.И. Синтез распределенных систем управления гидролитосферными процессами месторождений минеральных вод // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 8 (157). – С. 123-137.
12. Kolesnikov A., Zarembo Ya., Puchkov L., & Zarembo V. Zinc Electrochemical Reduction on a Steel Cathode in a Weak Electromagnetic Field // Russian Journal of Physical Chemistry A.
– 2007. – Vol. 8 (10). – P. 1715-1717. Retrieved January 22, 2014, from http://dx.doi.org/ 10.1134/s0036024407100330.
13. Pershin I. Analysis and synthesis of systems with distributed parameters. – Pyatigorsk: RIA-KMV, 2007.
14. Pleshivtseva Y., & Rapoport E. The Successive Parameterization Method of Control Actions in Boundary Value Optimal Control Problems for Distributed Parameter Systems // Journal of Computer and Systems Sciences International. – 2009. – Vol. 48 (3). – P. 351-362. Retrieved January 22, 2014, from http://dx.doi.org/10.1134/S1064230709030034.
15. Rapoport E. Alternance Properties of Optimal Solutions and Computational Algorithms in Problems of Semi-Infinite Optimization of Controlled Systems // Journal of Computer and Systems Sciences International. – 1996. – Vol. 35 (4). – P. 581-591.
16. Rapoport E. Structural Parametric Synthesis of Automatic Control Systems with Distributed Parameters // Journal of Computer and Systems Sciences International. – 2006. – Vol. 45 (4).
– P. 553-566. Retrieved January 22, 2014, from http://dx.doi.org/10.1134/S1064230706040071.
17. Rapoport E., & Pleshivtseva Y. Combined Optimization of Metal Hot Forming Line with Induction Pre-Heating // IEEE 26th Convention of Electrical and Electronics Engineers, Israel, Eilat. – 2010.
18. Rapoport E., & Pleshivtseva Yu. Models and Methods of Semi-Infinite Optimization Inverse Heat-Conduction Problems // Heat Transfer Research. – 2006. – Vol. 37 (3). – P. 221-231.
19. Tikhonov А., & Samarsky А. Equations of mathematical physics. – Moscow: Science, 1965.
20. Zarembo V., & Kolesnikov A. Background Resonant Acoustic Control of Heterophase Processes // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2006. – Vol. 40 (5). – P. 483-495. Retrieved January 22, 2014, from http://dx.doi.org/10.1134/s0040579506050058.

Comments are closed.