Уникальная разработка Satbayev University – на пользу нефтепромышленности

НУР-СУЛТАН. КАЗИНФОРМ - В газете «Казахстанская правда» от 20 июня №116 вышло в свет сообщение о состоявшемся предварительном отборе работ, выдвинутых на соискание Государственной премии Республики Казахстан в области науки и техники имени аль-Фараби на 2019 год. Список проектов опубликован на сайте Министерства образования и науки Республики Казахстан и Комитета науки МОН РК. В число успешно отобранных вошла работа коллектива ученых Бейсембетова И.К. (руководитель), Бекибаева Т.Т., Жапбасбаева У.К., Кенжалиева Б.К., Махмотова Е. и Саяхова Б.К. «Научно-техническое обеспечение энергосбережения транспортировки нефти и нефтесмесей по нефтепроводным маршрутам АО «КазТрансОйл», передает МИА «Казинформ».

Энергосбережение является одной из ключевых задач нефтяного комплекса в области трубопроводного транспорта. Трубопроводный транспорт нефти представляет собой сложный энергетический комплекс. Он включает в себя магистральные и вспомогательные трубопроводы, нефтеперекачивающие станции, резервуарные парки, печи подогрева и другие технологические оборудования. Экономика транспортировки высоковязких и высокозастывающей нефтей и нефтесмесей Казахстана в основном определяется затратами потребляемой энергии на перекачку и подогрев нефти.

В свою очередь, потребляемые энергии этих оборудований напрямую зависят от точности расчета характеристик теплопередачи и гидравлики потока нефтесмеси в магистральном трубопроводе. С учетом этих факторов и закономерностей в теоретической части работы были получены несколько результатов, а именно:

- математические модели и алгоритмы для моделирования транспортировки высокозастывающей и высоковязкой нефти и нефтесмесей «горячей» перекачкой;

- математические модели и алгоритмы для моделирования способа перекачки нефтесмеси путем химических реагентов (депрессорные и противотурбулентные присадки);

- критерий оптимизации и алгоритмы динамического программирования на основе теории графов для определения энергосберегающих условий работы насосных агрегатов и печи подогрева;

- критерий оптимизации и алгоритмы определения температуры подогрева и планирования перекачки нефти магистральных нефтепроводов с несколькими нефтеперекачивающими станциями и пунктами подогрева.

В прикладной части работы, на основе математической модели и алгоритмов, разработано программное обеспечение (ПО) SmartTran, создана цифровая технология путем интеграции ПО SmartTran с информационными системами контроля и диспетчерского управления (СКДУ) и автоматической системой коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). Модули ПО SmartTran совместно с СКДУ и АСКУЭ системы позволили провести идентификацию характеристик насосов и печи подогрева, гидравлические и теплообменные параметры трубопровода и теплопроводности грунта по всей трассе магистральных нефтепроводов.

Впервые получены обобщенные целевые функции оптимального управления транспортировки нефти. Разработаны эффективные алгоритмы программного обеспечения SmartTran системы автоматизации расчетов, планирования и оптимизации работы технологических оборудований. Уникальность разработки в отличии от известных заключается в том, что ПО SmartTran в реальном режиме по времени получает исходные данные от СКДУ, АСКУЭ и определяет энергосберегающие режимы перекачки нефти.

Стоит отметить вклады работы в развитие науки, которые заключаются в следующем:

- найден общий критерии оптимальности перекачки нефти и разработан алгоритм расчета с использованием нелинейного динамического программирования и теории графов;

- установлены энергосберегающие режимы «горячей» перекачки путем определения оптимальных условий работы насосных агрегатов и печи подогрева;

- установлены энергосберегающие режимы перекачки с химическими реагентами (депрессорные и противотурбулентные присадки) путем определения оптимальных условий работы насосных агрегатов;

- установлен переход течения ньютоновской жидкости в неньютоновское состояние из-за осложнения реологического свойства нефтесмеси при снижении температуры;

- получен закон гидравлического сопротивления трубопровода при перекачке нефти с противотурбулетными присадками;

Подтвержденные результаты инновационной деятельности позволяют считать, что данная работа и авторский коллектив достойны присуждения государственной премии Республики Казахстан в области науки и техники имени аль-Фараби 2019 года.

Генеральный директор РГП Института

информационных и вычислительных

технологий КН МОН РК, академик НАН РК,

доктор физико-математических наук, профессор

Калимолдаев М.Н.