Створено теоретичні засади автоматизованого управління процесом абсорбційної осушки природного газу на компресорній станції магістрального газопроводу. Запропоновано математичну модель керованого об'єкта, яка не враховує збурення за вмістом вологи у газі на вході в абсорбер, а також логіко-лінгвістичні моделі, що дають змогу врахувати дане збурення. Доведено адекватність даних моделей і необхідність використання їх для автоматизованого керування процесом абсорбційної осушки газу замість складних нелінійних моделей. Здійснено моделювання знань експертів-технологів про процес осушки газу з використанням лінгвістичних змінних, що дозволило на підставі технологічного регламенту та одержаних від експертів-технологів знань розробити логіко-лінгвістичну модель прийняття раціональних рішень для управління установкою абсорбційної осушки газу з використанням набору логічних правил-продукцій. Розроблено логіко-лінгвістичну модель метазнань, яка враховує всі технологічні параметри установки абсорбційної осушки природного газу та за наявності інформації про передаварійні ситуації забезпечує оперативно-диспетчерському персоналу можливість вибирати необхідну для рішення поточної проблеми локальну модель представлення знань і дає змогу розв'язувати основні виробничі задачі, які впливають на ефективність процесу осушки газу. Розвинуто принцип структурування знань, який передбачає розбиття глобальних бази знань на декілька локальних, кожна з яких орієнтована на розв'язання певної задачі для конкретного типу обладнання установки абсорбційної осушки газу, зокрема, запропоновано у структурі глобальної знань застосувати блок метазнань, який забезпечує можливість оперативно вибирати необхідну для рішення поточної задачі локальну базу знань. Удосконалено функціональну структуру системи автоматизації процесу абсорбційної осушки газу, яка, на відміну від структури оперативно-диспетчерського управління діючої установки, містить базу знань, блок нечіткого логічного висновку, діалоговий інтерфейс користувача, архів даних і підсистему одержання знань, що здатні формувати керуючі та інформаційні сигнали, задані базами правил-продукцій.

  Скачати повний текст

Розроблено функціонально-інформаційну структуру комп'ютерного тренажера, що є блоковою та забепечує виконання всіх задач навчання. Використання гібридної, об'єктно-незалежної експертної системи, в якій на відміну від існуючих експертних систем поряд зі знаннями експертів вміщено знання, одержані на базі навчання, і яка дає змогу оперативно настроїтися на різні технологічні процеси. Розвинуто імітаційні моделі, які відображають різні режими роботи компресорної станції. Показано доцільність комбінування статичних і динамічних моделей у разі імітації динамічних режимів. Побудовано прогнозно-оптимізаційну модель діяльності оператора, що дає змогу не тільки більш точно відображати його сенсомоторні властивості, але й оцінювати ступінь його навченості.

  Скачати повний текст

Досліджено питання контролю напружено-деформованого стану газоприводів компресорних станцій. Розроблено методику, пристрій контролю, що реалізує ультразвуковий метод (пластинчатими хвилями) та первинний перетворювач. Запропонована методика дає змогу контролювати напружено-деформований стан металу стінки труби за експлуатаційних умов без використання зразків. Проведено метрологічний аналіз розроблених методики та пристрою. Результати роботи перевірено за допомогою лабораторних і натурних досліджень. Розроблено математичну модель поширення пластинчатих хвиль у стінці газопроводу, яка враховує явище загасання амплітуди хвилі. Проведено відповідні розрахунки на базі розробленого програмного забезпечення.

  Скачати повний текст

Розроблено нову логіко-математичну модель системи трубопровідного транспорту газу, в якій компресорна станція представлена рівнянням впливу. Запропоновано у разі моделювання роботи газоперекачувального агрегату враховувати технічний стан газотурбінної установки та відцентрового нагнітача. Для ідентифікації технічного стану обладнання компресорних станцій розроблено нові алгоритми, які базуються на оригінальних методах діагностики, що передбачають використання параметрів зі штатного вибору у нормальному експлуатаційному режимі агрегату. Створено програмно-інформаційний комплекс для аналізу режимів системи трудопровідного транспорту газу з урахуванням технічного стану основного обладнання та комплекс для оперативної діагностики зазначеного стану обладнання компресорних станцій.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси поширення газу в трубопроводах, фільтрації газу у пористих середовища (підземних сховищах газу) та поширення домішкових речовин у приповерхневих шарах грунту. Побудовано відповідні математичні моделі й розроблено аналітико-числові методи розв'язування сформульованих задач математичної фізики. Вивчено вплив гідродинамічних характеристик газу і геометричних параметрів трубопроводів на процес його руху. Запропоновано спосіб розрахунку режимних параметрів у газотранспортних мережах і розглянуто задачі оптимізації потокорозподілу за різними критеріями (мінімумом паливного газу на компенсаторних станціях, мінімізацією перехідних часів). Побудовано та досліджено математичні моделі розподілу тиску газу у пористих середовищах складної структури (підземних сховищах газу) за наявності зосереджених джерел і вивчено вплив гідродинамічних характеристик газу і геометричних параметрів середовища на функцію розподілу тиску. Досліджено процес гетеродифузного поширення домішкових речовин у приповерхневих шарах грунту за двома шляхами з урахуванням конвективного переносу на одному з них. На базі сформульованої задачі математичної фізики проведено порівняльний аналіз основних фондів її розв'язування. Одержано певні результати, а саме: апроксимацію функцій ортогональними рядами, обернення інтегралу Лапласа, розв'язування диференціальних та інтегральних рівнянь типу згортки з застосуванням спектральних методів, які мають самостійне значення та можуть бути використані під час дослідження фізичних процесів, що описуються нелінійними диференціальними рівняннями.

  Скачати повний текст

Встановлено, що побудовані математичні моделі враховують усі види термогазодинамічних втрат енергії, у тому числі і потік теплообміну між газопроводами та грунтом. Показано, що для короткочасних динамічних процесів у газопроводах температура точок грунту є незмінною, оскільки температура грунту під впливом теплової дії газопроводів змінюється відносно повільно. Розглянуто температурне поле у грунті навколо двох паралельних газопроводів та запропоновано засоби визначення теплового потоку між газопроводом та грунтом. Виявлено, що на температурне поле навколо газопроводу та на тепловий потік від газопроводу суттєво впливає природне температурне поле грунту, яке розглядається як функція глибини його точок і часу. Визначено тиск, температуру і масову швидкість газу під час пуску газопроводу та у разі зупинки.

  Скачати повний текст

Розроблено ефективні методи впливу параметрів режиму роботи газопроводу на його безаварійну експлуатацію. Досліджено вплив нерівномірності споживання газу на напружений стан газопроводу. Відтворено картину руху газу, встановлено закономірності виникнення пульсацій, досліджено їх вплив на безаварійну експлуатацію газопроводу. Визначено основні закономірності втомного руйнування зварного з'єднання сталі 17Г1С газопроводу за різних рівнів навантаження в наводнювальному середовищі та встановлено чутливість до водневої крихкості під час поляризації з одночасним активним навантаженням. Виявлено фактографічні ознаки полегшання розвитку корозійно-втомної тріщини під дією даного середовища та навантаження. Удосконалено математичну модель низькочастотної пульсації тиску на основі якої досліджено вплив нерівномірності газоспоживання на наружений стан, а також закономірність пульсації тиску на надійність експлуатації газопроводу. Розроблено методику розрахунку впливу параметрів режиму роботи газопроводу на його надійну експлуатацію, здійснено її виробничу апробацію на підприємствах ДК "Укртрансгаз".

  Скачати повний текст

З метою розробки методики та апаратурного комплексу дистанційного виявлення витоків газу проведено математичне і фізичне моделювання. У процесі математичного моделювання здійснено розрахунки температурного поля на поверхні грунту за умов непорушеного стану герметичності газопроводу та за наявності витоку газу. Створено дослідний полігон для фізичного моделювання процесу формування температурної аномалії за наявності витоку газу на діючому газопроводі. Змодельовано витоки газу з верхньої, нижньої та бокової поверхонь газопроводу з різним дебітом (від 70 до 6400 м3/за добу). Проведено дослідження процесу формування температурного та газометричного полів. Визначено їх фізичні та геометричні характеристики - час формування температурної аномалії на поверхні, її значення і геометричні розміри, вміст вуглеводнів у приповерхневому шарі грунту та в приземному шарі повітря. За результатами досліджень висвітлено методику й апаратурний комплекс дистанційного виявлення витоків газу. Проведено відомчі випробування.

  Скачати повний текст

Розроблено методику діагностування напруженого стану та підвищення довговічності зварних стикових з'єднань із кільцевим швом сталевих труб магістральних газопроводів. Наведено метод визначення напружень на поверхні труби за допомогою контактної локальної термоелектрорушійної сили. Викладено експериментально-розрахунковий метод визначення напруженого стану у зварних стикових з'єднаннях труб магістральних газопроводів, адаптовано його математичну модель до особливостей експериментально отриманої інформації. Запропоновано функцію для опису поля залишкових пластичних деформацій. Висвітлено методику та пакет прикладних програм для діагностування напруженого стану зварних стикових з'єднань труб із кільцевим швом. Досліджено вплив параметрів процесу автоматичного зварювання під шаром флюсу стиків труб на величину залишкових напружень і ресурс роботи зварних з'єднань.

  Скачати повний текст

Розглянуто взаємозв'язок між особливостями геометричної структури газопроводів, закономірностями термогазодинамічних процесів руху газу, особливостями впливу сезонних чинників та енерговитратністю транспортування газу. Запропоновано комплекс методів і технічних пристроїв енергозбереження в трубопровідному транспорті газу. Методом математичного моделювання встановлено взаємозв'язок між величиною шляхових відборів і підкачувань газу та тривалістю стабілізації нестаціонарного процесу і величиною амплітуди змін режимних параметрів. Виявлено, що у кінці відводів величина надлишкового з точки зору транспортування тиску газу становить від 2 до 5 МПа. Розкрито значний вплив міжниткових перемичок на пропускну здатність, режимні параметри та енерговитратність експлуатації кільканиткових газопроводів. Висвітлено стратегію переоснащення газотраспортних систем з точки зору енергозбереження. Показано, що застосування запропонованих регулятора тиску і теплового насоса, конструкції яких захищені патентами, дають змогу ефективно використати надлишкові ресурси тиску у кінці відводів, що призводить до помітного зменшення енерговитратності газопостачання.

  Скачати повний текст

Розроблено інформаційні моделі газотранспортної мережі та технологію побудови інформаційної підсистеми інформаційно-аналітичних систем управління транспортуванням газу. Виявлено, що інформаційні системи, які застосовуються в диспетчерському управлінні транспортуванням газу, не в змозі забезпечити відображення пов'язаних між собою схем газотранспортної мережі з різним рівнем деталізації, необхідних на різних етапах диспетчерського управління транспортуванням газу. Обгрунтовано необхідність побудови інформаційної системи, що відповідає даним вимогам, з метою підвищення ефективності диспетчерського управління за рахунок автоматизації багатьох простих функцій обробки та передачі даних. Розроблено інформаційну модель газотранспортної мережі, яка поєднує між собою теоретико-графові моделі з різним рівнем агрегації даних. На базі розробленої моделі створено формальну мову маніпулювання ієрархічною графовою моделлю, що дозволило створити універсальний інтерфейс для обміну даними між різними підсистемами інформаційно-аналітичної системи управління транспортуванням газу. Розроблено технологію побудови інформаційних систем на основі сервіс-орієнтованої архітектури й ієрархічної графової моделі, яка дозволяє знизити витрати на інтеграцію впровадженої інформаційної системи з раніше розробленими аналогічними системами.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель процесу деформування трубопровідних обв'язків (ТО) газоперекачувальних агрегатів (ГПА) (на прикладі нагнітального патрубка), яка базується на гіпотезі про характер деформування його тороїдальної ділянки за умов зміни вібраційного стану ГПА, згідно з якою після деформування ділянка залишається тороподібною. За цього змінюється радіус кривизни осі та величини кута, під яким видно ділянку з центру кола, що визначає вісь ділянки, що дає змогу одержати значення механічних напружень (осьових і зсувних), що діють на ділянку, та їх розподіл за об'ємом нагнітального парубка за результатами оцінки вібраційного стану ГПА. Уперше за умов параметричного представлення деформованої осі нагнітального патрубка використано інтерполяційні многочлени Ерміта різних степенів, за цього вісь першої прямолінійної та прилеглої до неї конічної ділянки моделюється одним многочленом, що дає змогу установити значення максимальних напружень, які виникають у матеріалі конічної ділянки нагнітального патрубка. Розвинуто метод обробки вібраційних сигналів з контрольних точок ГПА на основі "wavelet"-перетворення, з використанням якого одержано оперативну та вірогідну інформацію про вібраційний стан ГПА. Розроблено метод оптимального розташування вібродавачів на корпусі ГПА, базуючись на вдосконаленні двовимірної кореляційної матриці, використання якого дає змогу без втрат інформації про вібраційний стан ГПА зменшити кількість вібродавачів, що вивільнює обчислювальні ресурси системи та прискорює процес обробки віброакустичної інформації у режимі реального часу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проаналізовано, що точність розрахунку забезпечується використанням побудованих математичних моделей із зосередженими параметрами, точність яких в діапазоні реальних змін газодинамічних параметрів співмірна з точністю моделей із розподіленими параметрами, моделей з розподіленими параметрами та чисельних методів їх розрахунку для мереж газопроводів з суттєвою зміною профілю траси, системи ідентифікації параметрів газодинамічного стану об'єктів ГТС (задач ідентифікації параметрів моделей ГТС). Показано, що розроблений метод є збіжним в області реального задання всіх параметрів ГТС незалежно від початкового наближення. Запропоновано підходи до оптимізації роботи як окремих об'єктів ГТС так і системи в цілому. Викладено, що в запропонованих підходах принциповим є врахування існування потенціалу оптимізації й обмеженості наявних чи прогнозованих ресурсів для оптимізації. Розкрито, що розроблені в роботі моделі та методи є обгрунтованими за точністю та швидкістю збіжності. Вони лягли в основу розробки програмних комплексів, які в даний час пройшли апробацію в реальних умовах експлуатації та знайшли широке використання в багатьох газотранспортних підприємствах.

  Скачати повний текст

Розв'язано рівняння пропускної спроможності газопроводів, падіння тиску в ньому. Отримано формулу для визначення оптимального діаметра газопроводу, призначену також для розрахунку стаціонарних режимів роботи газопроводів. Установлено зв'язок між гідравлічною потужністю газопроводу, ефективною потужністю ГТУ та витратою паливного газу. Доведено рівняння потужності викиду оксидів азоту в атмосферу під час роботи ГТУ залежно від режимів роботи й об'єму транспортування природного газу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше синтезовано структуру адаптивної системи неперервного моніторингу параметрів, що характеризують технічний стан (ТС) об'єкта, який дозволяє здійснювати їх контроль у реальному часі. Модифіковано метод параметричної ідентифікації об'єкта технічного обслуговування (ТО), яка дозволяє ідентифікувати параметри, що характеризують ТС об'єкта без втручання в штатний режим роботи газоперекачувальних агрегатів (ГПА). Розроблено нові алгоритми оцінки поточного ТС об'єкта та його прогнозування на визначений проміжок часу. Створено лінійну динамічну модель одновальної газотурбінної установки (ГТУ) з відцентровим нагнітачем (ВЦН), параметри якої (коефіцієнти підсилення, сталі часу) характеризують ТС ГПА.

  Скачати повний текст

Запропоновано систему підтримки прийняття рішень (СППР) з ремонтного обслуговування, яка розв'язує задачу раціонального планування ремонтів для одиниць обладнання. Зауважено, що на відміну від підходів до планування ремонтів за виробленням ресурсу та використанням орієнтованих на марку обладнання ремонтних циклів, запропонована СППР дає змогу планувати ремонти одиниць обладнання за найкритичнішою стратегією планування, підвищити якість та економічність ремонтів. Відзначено, що СППР дозволяє: враховувати тренди показників за стратегіями планування відповідно класу моделей з визначенням їх параметрів з використанням методу найменших квадратів та з вибором моделі показника за найменшим значенням залишкової похибки моделі; визначати нормований інтегральний показник за стратегіями планування для одиниці обладнання; раціонально планувати ремонти за найкритичнішою стратегією; розраховувати неповні та несиметричні ремонтні цикли з урахуванням нормованого інтегрального показника згідно стратегії планування з використанням багатовимірної логічної моделі інформаційного забезпечення з множинним наслідуванням інформаційних властивостей.

  Скачати повний текст

Запропоновано оригінальне рішення наукової задачі сполучення об'єктно-орієнтованої геоінформаційної системи з реляційною базою даних шляхом застосування нового методу об'єктно-реляційного адаптера, що виконує функції перетворення реляційних даних та об'єктів. Зазначено, що запронована технологія дозволяє скоротити час на розробку геоінформаційних систем, уніфікувати технології сполучення, а в деяких випадках підвищити швидкість звертань. Розроблено геоінформаційну модель даних по газопроводу (ГМДГ) з метою їх збереження в єдиній базі даних, що сприяє зменшенню витрат на процеси збирання та обробки. ГМДГ надано всі необхідні для газової промисловості засоби. На базі розроблених методів і моделей створено програмну систему відображення та редагування просторових даних. На підставі результатів наукового дослідження проглиблено уявлення про геоінформаційні технології та процеси керування магістральним газопроводом.

  Скачати повний текст

Розв'язано актуальну науково-технічну задачу обгрунтування вибору виду, технологій і параметрів застосування вогнегасних речовин, які відповідають сучасним екологічним вимогам, для удосконалення систем протипожежного захисту газокомпресорних станцій магістральних газопроводів. Визначено умови флегматизування діоксидом вуглецю газоповітряного середовища у замкненому просторі за наявності такої системи, а також обгрунтовано технології та умови застосування вогнегасних речовин у системах протипожежного захисту газокомпресорних станцій, що передбачають заміну речовин, які не відповідають сучасним екологічним вимогам. Розроблено концепцію забезпечення протипожежного захисту укриттів газоперекачувальних агрегатів компресорних станцій ДК "Укртрансгаз".

  Скачати повний текст