|
Стр. |
Название статьи, авторы, аннотация и ключевые слова | ||
|
Проектирование, строительство и эксплуатация | |||
128-137 |
Критерии эффективности физического воздействия на нефть со сложными реологическими характеристиками М. А. Промтов a, Р. З. Сунагатуллин b, С. Е. Кутуков c, А. Н. Колиух a, О. А. Шеина a, Ф. С. Зверев b a Тамбовский государственный технический университет, 392000, Россия, Тамбов, ул. Советская, 106 DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-128-137 Аннотация: Для улучшения реологических параметров тяжелых и вязких нефтей, транспортировка которых по магистральным трубопроводам требует дополнительных эксплуатационных затрат, могут применяться физические методы воздействия. В настоящее время отсутствуют критерии и методики оценки эффективности методов физического воздействия на нефть. Авторами настоящей статьи предложены подходы и критерии, позволяющие оценить эффективность методов физического воздействия на вязкие и тяжелые нефти со сложными реологическими характеристиками. На основе анализа факторов, влияющих на реологию нефти, в качестве критериев эффективности обработки нефти предложены безразмерные коэффициенты, показывающие соотношения динамической вязкости, удельной мощности для поддержания течения в нефти до и после физического воздействия, а также отношение изменения энергии тиксотропии нефти к удельным затратам энергии для реализации физического воздействия на нефть. Методика расчета коэффициентов апробирована на примере роторно-импульсного воздействия на образцы нефти со сложными реологическими характеристиками. Обработку нефти проводили в роторном импульсном аппарате, в котором в потоке нефти генерируются пульсации давления, кавитация, развитая турбулентность, вихреобразование, большие сдвиговые нагрузки. По результатам экспериментов установлено, что реологические параметры высокосмолистой, малопарафинистой нефти остались практически неизменными. Для высокопарафинистых нефтей отмечено снижение динамической вязкости в среднем на 35 %, энергии тиксотропии – на 68 %. Величина изменения энергии тиксотропии за счет разрушенных внутренних связей нефти может многократно (до 70 раз) превышать величину энергии, затраченной на обработку нефти. Коэффициенты, характеризующие эффективность метода воздействия, значительно больше единицы, что показывает хорошую технологическую эффективность метода роторно-импульсного воздействия для высокопарафинистой нефти. Ключевые слова: реологические параметры, реология нефти, вязкость нефти, динамическая вязкость, энергия тиксотропии, тяжелая нефть, вязкая нефть, критерий эффективности Для цитирования:
| ||
|
138-148 |
Математическое моделирование русловых процессов с прогнозом развития на десять лет М. С. Хамитов a, В. А. Прокофьев b, Н. С. Бакановичус b a АО «Транснефть – Подводсервис», 603152, Россия, Нижний Новгород, ул. Ларина, 19a DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-138-148 Аннотация: Известной проблемой при проектировании подводных транспортных магистралей является прогноз русловых процессов на долгосрочную перспективу. Моделирование транспорта наносов и развития донных деформаций в руслах рек и окрестности гидротехнических сооружений как на физических, так и на численных моделях относится к одной из наиболее сложных и спорных областей гидравлики открытых потоков. Авторами предложено решение задачи долгосрочного прогноза развития русловых деформаций на участке реки Амур в районе расположения основной и резервной ниток подводного перехода магистрального трубопровода Восточная Сибирь – Тихий океан на основе математического моделирования задач гидродинамики и литодинамики в трехмерной постановке. Представлено описание используемой численной модели, учитывающей оползание подводных откосов, закрепленные (ремонтные) участки дна, взвешенные и влекомые наносы. Приводится информация о методике проведения калибровки и валидации численной модели на натурных данных. Обоснован выбор формулы расчета удельного транспорта влекомых наносов, которые имеют определяющее влияние на интенсивность и направленность развития русловых процессов. Приведены сведения, обосновывающие необходимое и достаточное количество слоев многослойной численной модели и размер расчетной ячейки. Расчетный алгоритм реализован на графическом акселераторе GPU, что позволяет за приемлемое время выполнять качественный прогноз деформаций русла на перспективу. Ключевые слова: русловые процессы, транспорт наносов, литодинамика, гидродинамика, многослойная модель, Graphics Processing Unit (GPU), инженерно-гидрометеорологические изыскания, подводный переход, магистральный трубопровод Для цитирования:
| ||
|
Прочность, надежность, долговечность | |||
|
149-159 |
Малоцикловая усталость при «жестком» нагружении металла отводов холодного гнутья класса прочности К56 О. А. Задубровская a , Д. А. Гаврилов a, Г. В. Нестеров, П. В. Пошибаев a a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-149-159 Аннотация: Одной из важных задач определения возможности применения при монтаже магистральных трубопроводов отводов холодного гнутья с увеличенными углами изгиба является исследование долговечности металла отводов, подвергшихся изгибным нагрузкам при изготовлении. Проведена оценка долговечности отводов холодного гнутья из стали класса прочности К56 по результатам испытаний на малоцикловую усталость по схеме «жесткого» нагружения при растяжении образцов из недеформированной, растянутой и сжатой зон отводов. Особенностью испытаний по схеме «жесткого» нагружения при заданном максимальном удлинении и коэффициенте асимметрии удлинения RL = 0 является то, что испытательная машина подбирает усилие растяжения и сжатия на протяжении всего испытания в зависимости от поведения материала образца. Максимальное удлинение в цикле задавалось исходя из фактических свойств зон отводов. При испытании с удлинением до 0,5(Δlp + Δlpазр), соответствующим стадии разрушения, количество циклов до разрушения составило от 20 до 25. При нагружении с удлинением 0,5 Δlp и 0,2 Δlp, соответствующим стадии упрочнения, количество циклов до разрушения составило от 169 до 436 циклов и от 3,9 тыс. до 54,7 тыс. соответственно. Испытания показали, что долговечность изогнутой части отводов в растянутой и сжатой зонах не меньше, чем металла недеформированной зоны. Также определена зависимость относительного сужения испытанных образцов от количества циклов нагружения. При испытании с максимальным удлинением в цикле до 0,2Δlp, 0,5Δlp, 0,5(Δlp + Δlpазр) относительное сужение образцов после испытаний составило от 0 до 3,2 %, от 0,4 до 10 %, от 21 до 42,5 % соответственно. Ключевые слова: отводы холодного гнутья, угол изгиба, малоцикловая усталость, жесткое нагружение, петля гистерезиса, диаграмма деформирования Для цитирования:
| ||
|
160-168 |
Расширенная модель коэффициента интенсивности напряжений для длинных трещин Н. Нуи a, Ф. З. Арзур b, Т. Бухаруба a, М. Хадж-Мелиани b, Ч. Бурау c, С. Рамтани d a Университет науки и технологий Хуари Бумедьен, BP 32, 16111, Баб Эзуар, Алжир, Алжир DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-160-168 Аннотация: Предлагается расширение модели коэффициента интенсивности напряжений на длинные трещины полуэллиптической формы с учетом обобщения Мураками, ограниченного короткими трещинами. Методика позволяет с приемлемой эффективностью рассчитать коэффициент интенсивности напряжений путем использования новой поверхности, возникшей в результате распространения трещины. Предлагаемое расширение модели учитывает два фактора, которые непосредственно влияют на характер распространения указанного типа трещин, – преждевременное закрытие и воздействие нагрузок. Валидация новой модели проведена с использованием результатов усталостного поведения толстых пластин при трехточечном изгибе с тремя коэффициентами нагрузки. Расчет скорости распространения фронта трещины и количества циклов перехода от одного фронта к другому возможен путем адаптации формулы Пэриса к разработанной модели ΔK, которая является репрезентативной для всего фронта трещины, а не только для нескольких выбранных точек. Предложенная методика может рассматриваться как упрощенный метод оценки опасности полуэллиптических трещин, особенно для сосудов под давлением, и открывает новые перспективы использования поверхности трещины в исследованиях усталости материала. Ключевые слова: коэффициент интенсивности напряжений, смыкание трещины, толстая пластина, полуэллиптическая трещина, коэффициент напряжения Для цитирования:
| ||
|
Товарно-транспортные операции и метрологическое обеспечение | |||
|
169-177 |
Выбор преобразователей расхода для систем обнаружения утечек в магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах О. В. Аралов a , И. В. Буянов a, А. Т. Яровой a, С. В. Филиппов b, Г. Н. Ключников c a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-169-177 Аннотация: Основным источником исходных данных для алгоритмов систем обнаружения утечек в магистральных трубопроводах являются преобразователи расхода жидкости. В научной литературе подробно описываются принцип действия, требования к установке расходомеров, порядок контроля их метрологических характеристик, но недостаточно освещен вопрос выбора преобразователей расхода для эффективной работы указанных систем. Авторами поставлена цель – провести комплексную оценку преобразователей расхода разных типов с точки зрения их пригодности для построения измерительных каналов расхода при проектировании и внедрении систем обнаружения утечек на участках магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов. В рамках работы выполнен анализ отечественной и зарубежной нормативной базы, а также научных работ по теме исследования. На основании анализа методов и подходов при реализации различных технологий измерений расхода жидкости, исходя из требований к значению предельной чувствительности систем обнаружения утечек, обоснован выбор ультразвуковых и кориолисовых массовых преобразователей расхода как наиболее приемлемых для применения в указанных измерительных каналах. Представленные результаты предлагается использовать в качестве требований к следующим характеристикам измерительных каналов расхода для обеспечения готовности технологических участков магистральных трубопроводов к внедрению систем обнаружения утечек: пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений объемного/массового расхода, разрешающая способность, точность фиксации временной метки измерений и ряда других. Ключевые слова: преобразователь расхода, расходомеры, ультразвуковой расходомер, кориолисовый расходомер, система обнаружения утечек, утечка нефти, погрешность измерений Для цитирования:
| ||
|
Экология | |||
|
178-188 |
Нефтесорбирующие свойства коры древесных растений на примере сосны обыкновенной Д. С. Дубовик a, b , В. В. Тараканов a, c, А. В. Николаева d , А. С. Дунаева e, К. Г. Хомутова a, c a Западно-Сибирское отделение Института леса им. В. Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук – филиал Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» (ЗСО ИЛ СО РАН – филиал ФИЦ КНЦ СО РАН), 630082, Россия, Новосибирск, ул. Жуковского, 100/1, а/я 45 DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-178-188 Аннотация: Специфика распространения нефти и нефтепродуктов после попадания в лесные экосистемы определяется в том числе нефтесорбирующими свойствами (нефтеемкостью) древесной коры, которые изучены недостаточно. Цель работы заключалась в изучении этих свойств на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Из цельных кусков коры выпиливали образцы 2×2 см, которые высушивали до естественной влажности и замачивали на время от 1/4 до 8 часов в водонефтяных смесях при концентрации нефти 0, 1, 10, 50 и 100 %. После замачивания образцы подвергали подсушиванию и периодическому взвешиванию в течение более 20 суток. На сканированных изображениях оценивали глубину проникновения в кору темных фракций нефти. Выборочно методом ИК-спектрометрии определяли массовую концентрацию нефти в коре. Серия опытов позволила установить следующие результаты. Влагоемкость коры при замачивании в чистой воде выше, чем при замачивании в чистой нефти. Жидкость наиболее интенсивно впитывается в кору в течение первых двух – четырех часов и проникает вглубь с внешней стороны (поперек пластинок) на 0,1–2 мм, а с боковой стороны и через трещины – на 2–14 мм. Чем моложе и ровнее кора, тем тоньше слой загрязнения. Кора впитывает от 0,8 до 3,1 г водонефтяных смесей на 1 г коры (8,3–42,4 мг/см2). После высушивания образцов с сорбированной водонефтяной жидкостью в коре остается около 25 % ее первоначального объема. Скорость выветривания воды и легких фракций нефти в лабораторных условиях (под тягой) максимальна в первые один-два дня. Выявлена нелинейная зависимость между исходной концентрацией нефти и ее сорбцией. Для объяснения предложены гипотезы, основанные на допущении о физико-химических взаимодействиях нефти, воды и коры. Ключевые слова: кора сосны, сорбция, сорбция нефтепродуктов, испарение нефтепродуктов, нефтеемкость, влагоемкость, разлив нефти Для цитирования:
| ||
|
Правоприменение и безопасность | |||
|
189-197 |
Оценка применимости матрицы MITRE ATT&CK для моделирования угроз информационной безопасности АСУТП объектов трубопроводного транспорта В. В. Кузьмин a, Д. А. Кобзев a, А. В. Кныш a, О. Н. Давиденко a a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2 DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-189-197 Аннотация: Современные требования к техническому состоянию объектов магистральных трубопроводов предусматривают автоматизацию производственных и технологических процессов с целью обеспечения требуемого уровня контроля работы и защиты оборудования на всех этапах производственного цикла. Автоматический контроль предельных значений технологических параметров, сигнализация, защита, управление процессами и их регулирование создают условия для надежной и безопасной эксплуатации оборудования на объектах магистральных трубопроводов, исключения и своевременного предупреждения аварийных ситуаций. При этом существует угроза деструктивного воздействия (кибератаки) на программную и/или аппаратную составляющую оборудования автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП), что может привести к его некорректному функционированию и, как следствие, возникновению аварий, утечке конфиденциальной информации и т. д. Для обеспечения информационной безопасности АСУТП требуется оперативное устранение угроз, внедрение компенсирующих мер и организация непрерывного мониторинга возможных атак. В настоящее время специалистами по информационной безопасности широко используются две модели для описания действий киберпреступников в промышленных сетях – Cyber Kill Chain и MITRE ATT&CK. Цель настоящей работы – оценка возможности применения матрицы MITRE ATT&CK для моделирования угроз информационной безопасности АСУТП объектов трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. По результатам анализа сделан вывод о применимости с указанной целью матрицы MITRE ATT&CK с учетом ее дополнения в зависимости от специфики конкретного объекта и АСУТП. Результаты исследования можно использовать при проведении оценки соответствия мер, принимаемых нефтепроводным предприятием по обеспечению информационной безопасности АСУТП, реальным угрозам. Ключевые слова: автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), информационная безопасность, угрозы информационной безопасности, кибер-атака, моделирование угроз, MITRE ATT&CK Для цитирования:
| ||
|
Экономика и управление | |||
|
198-216 |
Современные подходы к моделированию интеллектуальных систем управления. Часть 2. Автономный «Hard» и «Soft» – эволюция компетенций И. В. Лямкин а, А. А. Костяшина a a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, 4, стр. 2 DOI: 10.28999/2541-9595-2022-12-2-198-216 Аннотация: Вторая часть статьи посвящена вопросам математического моделирования систем управления, основанных на концепции автономного искусственного интеллекта, возможностям их применения в системе магистрального трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. Исследуются целевое назначение, конструктивные особенности и принцип действия интеллектуальных управляющих систем, способных к адаптации и автономному функционированию в изменяющихся условиях внешней среды. Анализируется структурный состав и возможности функциональных подсистем системы автономного адаптивного управления. Приводится схема прототипа мультифрактальной системы интеллектуального управления производством (процессами и ресурсами предприятия) на примере модели системы адаптивного управления трудовыми ресурсами. Рассматривается прототип управляющей системы автономного адаптивного управления на примере синтеза ее подсистем с аналитической моделью тарификации (оценки сложности и оплаты труда) в организациях системы «Транснефть». Описывается математическая модель и принцип работы самообучаемых интеллектуальных нейронов, способных к прогнозированию событий. Ключевые слова: умное производство, объект управления, управляющая система, адаптивное управление, распознавание образов, база знаний, машинный язык, автономный искусственный интеллект Для цитирования: | ||
