Критерии идентификации начала нестационарного процесса в нефтепроводе для оповещения систем обнаружения утечек
Authors: Григорьевых Андрей Викторович 
Published: December 2024

В статье приводится анализ существующих подходов к определению нестационарного режима в нефтепроводе. Приводятся соответствующие выдержки из нормативного документа, определяющего требования к системам обнаружения утечек (СОУ). Подчеркивается важность своевременного распознавания нестационарного процесса в нефтепроводе для учета этой информации в алгоритмах обнаружения утечек, что позволит снизить количество ложных срабатываний СОУ. Делается акцент на необходимости минимизации времени определения начала нестационарного процесса в нефтепроводе в условиях, когда факт возникновения нестационарного процесса не может быть описан дискретными сигналами, и для принятия решения о наличии или отсутствии нестационарного процесса в нефтепроводе используются аналоговые сигналы. Приводится новый метод обработки аналоговых сигналов с датчиков для определения нестационарного процесса в нефтепроводе на основе применения теории нечетких множеств. Демонстрируются примеры применения метода для определения нестационарного процесса в нефтепроводе при обработке реальных данных системы диспетчерского контроля и управления (СДКУ). Причем используются сигналы не от датчиков давления на линейной части магистрального нефтепровода, так как эти данные и так учитываются СОУ в своих алгоритмах, а используются сигналы, приводящие к изменению давления, возникновению волн давления в нефтепроводе и срабатыванию СОУ, в том числе ложному срабатыванию. Приводимые примеры обработки аналоговых сигналов: уровень нефти в технологической емкости, расход нефти путевой подкачки, процент открытия/закрытия заслонок регулятора давления. При значимом с точки зрения метода математической обработки изменении уровня нефти, расхода или процента открытия/закрытия заслонки регулятора формируется сигнал оповещения СОУ о технологической операции на магистральном нефтепроводе, которая нарушает стационарность и может привести к ложному срабатыванию. Далее алгоритмы СОУ могут использовать эту дополнительную информацию, например, для предотвращения ложного обнаружения утечки либо для уведомления оперативного персонала о возникновения нестационарного процесса. Предлагаются варианты практического использования метода при эксплуатации СОУ.

The article provides an analysis of existing approaches to determining the non-steady conditions in an oil pipeline. The relevant excerpts from the regulatory document defining the requirements for leak detection systems (LDS) are provided. The importance of timely recognition of a non-steady process in an oil pipeline is emphasized in order to take this information into account in leak detection algorithms, which will reduce the number of false trips of LDS. Emphasis is placed on the need to minimize the time for determining the beginning of a non-steady process in an oil pipeline under conditions where the fact of the occurrence of a non-steady process cannot be described by discrete signals, and analog signals are used to make a decision on the presence or absence of a non-steady process in an oil pipeline. A new method for processing analog signals from sensors to determine a non-steady process in an oil pipeline is presented based on the application of fuzzy set theory. Examples of application of the method for determining a non-steady process in an oil pipeline when processing real data from the dispatch control and management system (DCMS) are demonstrated. Moreover, signals are used that lead to a change in pressure, the occurrence of pressure waves in the oil pipeline and LDS trip, including false actuation, rather than signals from pressure sensors on the linear part of the main oil pipeline, since these data are already taken into account by the LDS in its algorithms. Examples of analog signal processing: oil level in a process tank, flow rate of a pipeline pump oil, percentage of opening/closing of pressure regulator valves. From the point of view of the mathematical processing method, in the event of a significant change in the oil level, flow rate or percentage of opening/closing of the regulator valve, a signal is generated to alert the LDS about a technological operation on the main oil pipeline that violates stationarity and can lead to false trip. Further, the LDS algorithms can use this additional information, for example, to prevent false detection of a leak, or to notify operational personnel about the occurrence of a non-steady process. Options for the practical use of the method in the operation of the LDS are proposed.