В статье поставлена новая задача формирования грузопотоков нефти различных месторождений по системе магистральных нефтепроводов с возможностью управления реологическими свойствами перекачиваемой продукции за счет рационального смешивания в узловых точках трубопроводной системы – на нефтеперекачивающих станциях с резервуарными парками. Актуальность постановки этой задачи обусловлена современной тенденцией увеличения доли добычи высоковязкой и застывающей при высоких температурах нефти, а также необходимостью их вовлечения в магистральный трубопроводный транспорт в ближайшей перспективе. Решение рассматриваемой задачи позволит формировать маршруты движения потоков нефти различных месторождений таким образом, чтобы обеспечивались минимальные суммарные затраты энергии на перекачку. Для определения параметров смешивания в узловых точках в качестве основного расчетного модуля предложено использовать стандартный алгоритм многомерной оптимизации – симплекс-метод. Целевая функция представлена в виде суммарных энергозатрат на перекачку в зависимости от концентраций смешеивания нефти в узловых точках системы магистральных нефтепроводов. Предложен способ расчета целевой функции для любой разветвленной сети магистральных нефтепроводов с применением алгоритмов построения дерева смешивания и определения свойств нефти с использованием алгоритма обхода дерева. Также рассмотрены вопросы определения границы допустимого смешивания исходя из обеспечения массового баланса и сохранения запаса качества сдаваемой потребителям нефти. В качестве примера задача решена для элемента магистральной нефтепроводной системы с четырьмя узлами смешивания нефти в случае повышения вязкости нефти одного из поставщиков. Проведение многомерной оптимизации энергопотребления для данной системы позволило выявить возможность повышения ее энергоэффективности более чем на 2 %.
Список литературы
1. Кацал И.Н. О качестве нефти в системе магистрального транспорта ОАО «АК «Транснефть» // 4-ая Международная конференция Argus Рынок российской нефти 2014. – https://www.transneft.ru/pressroom/docs8.
2. О формировании грузопотоков нефти в системе магистральных нефтепроводов ОАО «АК «Транснефть» / И.Н. Кацал, А.Ю. Ляпин, Е.С. Дубовой [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 2 (22). – С. 92–95.
3. Каримов Р.М., Ташбулатов Р.Р., Мастобаев Б.Н. Повышение энергоэффективности перекачки за счет перераспределения грузопотоков и оптимального смешения реологически сложных нефтей // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2017. – № 3. – С. 13–18.
4. Ташбулатов Р.Р. Прогнозирование вязкостно-температурных характеристик течения смесей при совместной транспортировке различных нефтей в системе магистральных нефтепроводов: дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2019. – 135 с.
5. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. – М.: Высшая школа, 1985. – 327 с.
6. Montgomery D.C. Design and Analysis of Experiments. – Hoboken: John Wiley, 2017. – 629 p.
7. Управление качеством нефти: Информационное обеспечение / М.С. Гришанин, С.А. Андронов, И.Н. Кацал, Н.А. Козобкова // Трубопроводный транспорт нефти. – 2016. – № 4. – С. 4–11.
8. Закиров А.И. Обоснование режимов трубопроводного транспорта битуминозной нефти: дис. … канд. техн. наук. – СПб., 2016. – 170 с.
9. Method for Calculating the Viscosity of Multicomponent Oil Blend / R.R. Tashbulatov, R.M. Karimov, B.N. Mastobaev, O.A. Makarenko // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. – 2019. – DOI:10.1088/1755-1315/272/2/022196
10. Коршак А.А., Нечваль А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов . – СПб: Недра, 2008. – 488 с.
11. Ремез Е.Я. Основы численных методов чебышевского приближения. – Киев: Наукова думка, 1969. – 624 с.
12. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов / П.И. Тугунов, В.Ф. Новоселов, А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. – Уфа : ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. – 658 с.
13. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. – Киев: Техника, 1975. – 168 с.
14. Stephens R. Essential Algorithms: A Practical Approach to Computer Algorithms . – Hoboken: John Wiley, 2013. – 759 p.
15. Узловая реологическая задача смешения нефтей для оптимального распределения грузопотоков в разветвленной сети нефтепроводов / Р.Р. Ташбулатов, Р.М. Каримов, А.Р. Валеев, Б.Н. Мастобаев // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – № 5. – С. 532–539.
