Введение
1 Обзор и критический анализ существующих методов и систем обнаружения утечек 9
1.1 Основные факторы и причины возникновения утечек нефти на трубопроводах 9
1.2 Обзор и критический анализ существующих методов обнаружения утечек 16
1.2.1 Классификация методов обнаружения утечек 16
1.2.2 Внешние методы обнаружения утечек 20
1.2.3 Внутренние методы обнаружения утечек 23
1.2.4 Обнаружение утечек путем контроля параметров процесса перекачки (метод баланса массы, объема, расходов, энергий и т.д.) 30
1.2.5 Использование зондовых устройств, транспортируемых вместе с потоком, для определения утечек 34
1.2.6 Акустические (ультразвуковые) методы контроля утечек 38
1.3 Цели и задачи исследований, изложенных в диссертации 42
2 Основные положения теории нестационарных процессов в нефтепроводе как исходная база для разработки методов обнаружения утечек 44
2.1 Система дифференциальных уравнений, описывающих нестационарное течение жидкости с учетом сил вязкого трения 44
2.2 Краевые условия, моделирующие работу нефтепровода и нефтеперекачивающих станций 51
2.3 Условия сопряжения, моделирующие утечку жидкости на магистральном нефтепроводе 52
2.4 Моделирование работы магистрального нефтепровода 53
2.5 Оценка точности и выбор шага итераций при моделировании процессов на магистральном нефтепроводе методом характеристик 59
3 Локация утечек нефти в трубопроводе методом сканирующих волн давления 61
3.1 Сущность метода обнаружения утечек сканирующими волнами давления 61
3.2 Математическая модель метода сканирующих волн давления 65
3.3 Компьютерная программа, реализующая модель обнаружения утечек методом сканирующих волн давления 69
3.4 Анализ результатов численного моделирования. Оценка точности и эффективности применения метода сканирующих волн давления 72
3.5 Возможные пути повышения эффективности обнаружения утечек методом сканирующих волн давления 82
4 Обнаружение утечек нефти с помощью модифи цированного метода материального баланса 85
4.1 Сущность классического метода материального баланса 85
4.2 Усовершенствованный метод материального баланса 86
4.3 Постановка и алгоритм решения обратной краевой задачи о расчете массы нефти на участке трубопровода по данным о давлениях и расходах, измеренных в отдельных его сечениях 90
4.4 Компьютерная программа, реализующая алгоритм решения обратной задачи 96
4.5 Анализ результатов численного моделирования 98
4.6 Исследование чувствительности метода к случайным возмущениям 112
4.7 Практические рекомендации для применения метода 124
5 Метод зональной локации утечек нефти из трубопровода 125
5.1 Введение 125
5.2 Метод анализа линии гидравлического уклона для обнаружения утечек в трубопроводе, работающего в стационарном состоянии 126
5.3 Сущность обобщенного метода зональной локации (ЗЛ-метода) 128
5.4 Компьютерное моделирование 133
5.5 Анализ эффективности и условий применения метода зональной локации утечек жидкости из трубопроводов 140
Выводы 146
Список использованной литературы 148
Приложение 160
