Способ и устройство для повышения в реальном времени эффективности работы трубопровода для транспортировки текучей среды

Способ и устройство для повышения в реальном времени эффективности работы трубопровода для транспортировки текучей среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к способу и системе для повышения эффективности работы трубопровода. В частности, настоящее изобретение направлено на создание способа и динамической логической системы для контроля работы трубопроводной сети в реальном времени, генерации сигнала тревоги в ответ на различные уровни дестабилизирующих операций трубопровода и для управления работой трубопровода в ответ на них. В частности, настоящее изобретение относится к способу и динамической системе для контроля трубопровода, обнаружения и отчета о дестабилизирующих эксплуатационных событиях, включая, не ограничиваясь этим, возможные события разрыва трубопровода, на основе обнаруженных гидравлических реакций внутри трубопроводной сети. Настоящее изобретение также относится к способу и системе для контроля генерации сигнала тревоги в ответ на обнаруженные дестабилизирующие события. Настоящее изобретение также относится к системе для поддержания стабильной работы трубопровода, контроля потенциальных дестабилизирующих событий и точного определения их местоположения для принятия достаточных мер для устранения или предотвращения катастрофического дестабилизирующего события (например, утечки, разрыва или отказа оборудования). Настоящее изобретение также относится к способу и системе для диагностики дестабилизирующих событий.

Уровень техники

[0002] Трубопроводы используются для эффективной транспортировки текучей среды из одного места в другое и обычно имеют большую протяженность. Обычно для обеспечения целостности трубопровода осуществляют контроль трубопроводов и управление ими. Обычно это осуществляют из главного центра управления, где производят контроль и управление в отношении параметров установки оборудования и измеряемых параметров. Утечки можно обнаружить путем измерения различных параметров, в частности расхода и давления. Этот контроль зависит от вычисления массы содержимого трубы (текучей среды) и наблюдения в течение некоторого промежутка времени, меняется ли содержимое трубы так, как характерно для случая, когда текучая среда покидает трубу в неизвестном месте, возможно, через разрыв в трубопроводе. Влияние утечки на измеряемые параметры и, таким образом, на рассчитанную массу текучей среды внутри трубы математически связано с массой текучей среды, покидающей трубу через разрыв. При использовании известных способов большие разрывы можно обнаружить за относительно короткое время. Однако для обнаружения малых разрывов, если их вообще удается обнаружить, требуются более продолжительные периоды времени для накопления необходимых рассогласований объема, которые указывают на избыточный дисбаланс измерения системой, в результате которого может произойти большая утечка текучей среды из системы в окружающую среду. Эти системы зависят от алгоритма балансировки, который определяет, покидает ли текучая среда трубопровод в неизвестном месте, т.е. имеется ли разрыв. Очевидно, что в этих известных системах прежде, чем можно будет обнаружить разрыв, требуется, чтобы через разрыв вытек значительный объем текучей среды. Это может привести к значительному воздействию на окружающую среду в области, окружающей разрыв, поскольку обычные системы косвенного измерения являются довольно медленными по отношению к скорости текучей среды и последующему падению давления в сегментах после событий разрыва в замкнутых гидравлических сетях, находящихся под давлением.

[0003] Вычисление массы содержимого в трубе осуществляется с множеством погрешностей (например, из-за ошибки измерения массы текучей среды на входе и выходе трубы, неточного знания изменений в физическом пространстве внутри трубы вследствие колебаний температуры стенок трубопровода и недостатка знания фактических температур и давлений внутри трубопровода, правильности калибровки и/или конфигурации преобразователя).

[0004] С использованием существующих способов можно определить приблизительное местоположение разрыва в трубопроводе для случая больших разрывов путем проверки влияния разрыва на расход и давление в тех местах, где доступны измерения. Определение местоположения разрыва в существующих способах обладает некоторыми возможными неточностями, связанными с системой измерения и параметризацией, конфигурацией и калибровкой вспомогательной инструментальной системы. Поскольку объем текучей среды, вытекающей через разрыв, составляет малую часть расхода текучей среды в трубопроводе, влияние вытекающей текучей среды находится ниже точности, с которой обычно измеряют параметры, необходимые для вычисления местоположения. Кроме того, существующие системы косвенного измерения массы часто функционируют внутри нелинейных диапазонов работы оборудования, что снижает возможность обнаружения утечки.

[0005] Необходимы система и способ для быстрого обнаружения и точного предсказания местоположения дестабилизирующего события в трубопроводной сети. Ранее были предприняты попытки разработки систем, которые более эффективны в идентификации разрывов, чем описанные выше, но эти системы идентифицируют только утечки и разрывы, а не дестабилизирующие события. Дестабилизирующие события могут не являться утечкой или разрывом, но они влияют на работу трубопровода. Однако эти системы сравнивают обнаруженные условия с предварительно идентифицированными хранящимися профилями утечек. Эти системы не идентифицируют нестабильные операции, которые не являются утечками или разрывами, и местоположения этих нестабильных операций или источника (источников) проблемы. Эти системы как таковые не являются динамическими и не отвечают адекватно на аномальные изменения в работе трубопроводной сети, которые не указывают на наличие утечки или разрыва.

[0006] В патенте США №5361622, автор Уолл, раскрыты устройство и способ обнаружения утечек в трубопроводе. Уолл использует преобразователь для измерения мгновенного давления в трубопроводе. Уолл использует компьютер для сравнения скорости изменения измеренного давления в последовательные заранее заданные и фиксированные временные интервалы в изолированных узлах. Компьютер сравнивает измеренную скорость изменения с заранее заданным полным изменением указанного параметра в этом узле. Когда измеренная скорость изменения превышает заранее заданное максимальное полное изменение, включается сигнал тревоги, указывающий на возможность утечки или разрыва. Однако эти максимальные значения не изменяются и не регулируются в зависимости от вариаций в работе трубопровода. Решение, предложенное Уоллом, не способствует определению местоположения утечки или разрыва, поскольку его анализ зависит от места. В решении, предложенном Уоллом, обеспечивается локальный или изолированный анализ в выбранных точках внутри трубопровода. В решении, предложенном Уоллом, выявленные изменения не подтверждаются какими-либо изменениями, возникающими в других узлах. Отсутствие подтверждения приводит к большей вероятности выдачи ложных сигналов тревоги.

[0007] В патенте США №5388445, авторы Уолтерс и др., раскрыты способ и устройство для обнаружения фронта волны, обусловленного началом утечек или других нестационарных событий в трубопроводе. Уолтерс стремится обнаружить перемещающийся значительный фронт волны в среде трубопроводов с высоким уровнем шума и точно измерить его амплитуду и время прихода. Уолтерс раскрывает обнаружение фронта волны, указывающего на наличие нестационарного события, происходящего в трубопроводе, по измерению параметра, связанного с давлением текучей среды в трубопроводе, измерительным прибором, который помещен в данную точку в трубопроводе, и вывода аналогового сигнала, пропорционального давлению. Обнаружение времени прихода фронта волны может использоваться непосредственно для подачи сигнала тревоги. Амплитуду можно использовать для обнаружения местоположения и/или размера утечки. Однако Уолтерс не предлагает средства для отбрасывания (i) внешних влияний на трубопровод, которые могут привести к созданию фронта волны, но не являются утечками, или (ii) внутренних влияний, таких как изменение вязкости или операции подъема колонны из скважины внутри трубопровода, которые также могут привести к созданию фронта волны, но не являются утечками. Модель, используемая Уолтерсом, является фиксированной моделью. Она не приспосабливается, т.е. не "обучается" на основе изменения работы трубопровода и внешних влияний; она основана на фиксированном опорном событии для определения утечек. Соответственно, система, раскрытая Уолтерсом, предрасположена к ложным указаниям на утечку. Кроме того, Уолтерс наблюдает измерения, полученные в течение фиксированного временного окна, и не объясняет события, которые могут начаться во время одного окна и закончиться во время другого окна. Соответственно, система может оказаться не в состоянии обнаружить утечку, и она не пытается идентифицировать или диагностировать дестабилизирующие события, которые не являются утечками, но которые могут неблагоприятно влиять на эффективность работы трубопроводной сети или ее безопасность.

[0008] В патенте США №5428989, авторы Джерд и др., раскрыты способ и устройство для обнаружения и характеризации утечки с использованием изменения давления. В решении, предложенном Джердом, используется множество станций контроля давления, размещенных вдоль трубопровода на известных расстояниях друг от друга. Станции генерируют сигнал времени прихода, когда обнаружен фронт волны давления. Система может определить, соответствуют ли сигналы времени прихода от множества станций контроля одному и тому же событию.

[0009] В патентах США №6389881 и №6668619, авторы Янг и др., раскрыт акустический способ и устройство для обнаружения и локализации утечек в трубопроводе. В системе Янга для обнаружения утечек используется акустический сигнал, генерируемый событием утечки в трубопроводе. Система требует использования нестандартных специализированных компонентов, установленных в выбранных местах в трубопроводе. Для снижения вероятности подачи ложного сигнала тревоги и повышения точности локализации утечки используется фильтр сопоставления с образцом, в котором сравниваются акустические волны, генерируемые утечкой, с хранящимися записанными ранее сигнатурами профилей утечки. Для точного определения местоположения утечки Янг использует временную метку акустического сигнала. Система "слушает" акустические волны, чтобы определить, имеется ли утечка. События нормальной работы (такие как запуск насоса и т.д.) и изолированные события (такие как удар частью оборудования по трубопроводу) могут генерировать акустический сигнал, который проходит через трубопровод, но не волну давления, характерную для утечки. Поэтому система Янга более предрасположена к выдаче ложных сигналов тревоги.

[0010] В патенте США №6970808 раскрыт способ обнаружения и локализации утечек в трубопроводной сети с использованием в реальном времени модели потока, которая описывает поведение потока для стационарного и/или нестационарного состояния, которые соответствуют отсутствию и наличию модельных утечек в трубопроводной сети. Предложена детерминированная модель для оценки состояния утечки и/или состояния отсутствия утечки в трубопроводной сети с использованием детерминированных критериев.

[0011] Эти известные системы не являются упреждающими системами, а являются по своей природе реагирующими и полагаются на сравнение данных предыстории или заранее заданных результатов для определения утечки. После каждого обнаружения потенциальной утечки эти известные системы по существу возвращаются к первоначальному порогу. Пороги в таких системах не масштабируются заново в режиме реального времени для учета нормальных изменений в работе трубопровода. Обычно эти пороги высоки, поэтому небольшие изменения вследствие малых утечек не обнаруживаются. Эти известные системы при определении наличия утечки или разрыва не опираются на текущую работу трубопровода, что может потребовать дополнительных действий, и не выполняют шагов подтверждения, чтобы подтвердить дестабилизирующее событие, а также не диагностируют источник дестабилизирующего события (например, ошибка процесса, сбой оборудования). Эти системы не производят непрерывной подстройки порогов обнаружения для учета различных нормальных эксплуатационных режимов трубопроводных сетей. Хотя требуется поддерживать стабильное давление и стабильный поток через трубопроводную сеть, обычно имеют место изменения давления и потока вследствие изменения вязкости различных текучих сред, протекающих через сеть, сбоя оборудования и т.д. Эти известные системы не способны учитывать такие вариации в работе трубопровода. Поэтому такие известные системы могут генерировать значительное количество сигналов тревоги, указывающих на потенциальную утечку. Каждый из этих сигналов тревоги требует от оператора трубопровода некоторых действий. Необходима динамическая логическая система, которая точно реагирует на меняющиеся условия работы в трубопроводной сети, точно выявляя дестабилизирующие события, включая утечки и разрывы, и в то же время минимизируя выдачу ложных сигналов тревоги. Кроме того, необходима система, которая эффективно управляет генерацией сигналов тревоги.

Сущность изобретения

[0012] В одном из аспектов настоящего изобретения предлагаются способ и динамическая система для контроля трубопроводной сети для выявления возможных дестабилизирующих событий в трубопроводной сети. Настоящее изобретение предназначено для использования в различных трубопроводных сетях и не ограничено только сетями, используемыми для транспортировки нефти, сжиженного газа, газа или продуктов, полученных из них. Способ и соответствующая система рассчитаны для использования в трубопроводных сетях, включая, не ограничиваясь этим, сети, связывающие один или более из следующих элементов: нефтеперерабатывающий завод, нефтехимические предприятия, насосные станции, хранилища, распределительные терминалы, буровые станции, морские терминалы и морские буровые платформы. Подразумевается, что настоящее изобретение может быть использовано в любой среде, где жидкость или другая текучая среда транспортируется через трубопровод (например, в системе водоснабжения, на предприятиях пищевой промышленности и т.д.).

[0013] Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, способ может включать обнаружение одной или более волн давления внутри трубопроводной сети в заранее заданных местах в трубопроводной сети и определение наличия возможного дестабилизирующего события в трубопроводной сети в ответ на обнаруженные волны давления. Дестабилизирующие события могут варьироваться от утечки или разрыва трубопровода до отказа компонента в системе (например, насоса, клапана или другого оборудования, относящегося к работе трубопровода), ошибок процесса, которые могут относиться к ошибкам оператора (например, неправильное место установки управляющего клапана или ошибка в регулировке переменной частоты привода) или неправильной работы трубопровода. Дестабилизирующие события имеют различную степень критичности (при этом потенциальная утечка или разрыв имеют наивысший уровень критичности). Тем не менее, каждое дестабилизирующее событие требует определенного уровня внимания. Если низкий уровень критичности дестабилизирующего события продолжается и не предпринимаются меры исправления, эффективная работа трубопровода может быть нарушена, что приводит к потенциальному нарушению безопасной работы (например, недостаточное поступление текучей среды в насос трубопровода, превышение давления в трубопроводе, отказ компонентов и т.д.). Принятие мер для стабилизации дестабилизирующего события позволяет предотвратить возможные разрывы и утечки, сохранить стабильную работу, восстановить эффективную работу трубопровода, предотвратить повреждение оборудования и увеличить срок службы трубопровода (путем снижения деформаций и износа трубопровода).

[0014] В одном из аспектов настоящего изобретения обнаружение волн давления внутри трубопроводной сети происходит с самой высокой разрешенной частотой выборки или предельной частотой выборки для датчика давления, связанного с трубопроводом. Выборку производят с использованием существующего трубопроводного оборудования, и не требуется размещения дополнительного или специального оборудования на трубопроводе для обнаружения события. Для определения наличия дестабилизирующего события в трубопроводной сети выборку повторяют. Определение наличия возможного дестабилизирующего события в трубопроводной сети в ответ на обнаружение волн давления может включать выявление вариаций в обнаруженных волнах давления. Это может включать использование системы SCADA для определения, имеется ли внутри трубопроводной системы быстрое падение давления с характеристикой последующего падения давления в сегменте, соответствующей событиям утечки в гидравлической сети, находящейся под давлением. Способ предпочтительно включает определение, превышает ли выявленная вариация допустимое стандартное отклонение. В отличие от известных систем, использование в рамках настоящего изобретения стандартного отклонения учитывает меняющиеся режимы работы трубопровода (например, режим перекачки, в котором текучую среду в трубопроводе передают из одного конца в другой, а также забирают в промежуточных точках, и режим без промежуточного хранения, в котором в промежуточных точках не производят отбора текучей среды, и т.д.). Известные системы основаны на фиксированном пороге. Когда порог превышен, выдается сигнал тревоги. Согласно одному из аспектов настоящего изобретения порог меняют с учетом изменений эксплуатационных условий вследствие изменений режимов работы, изменений в работе вследствие обычных шумов, температуры, различных типов текучих сред (например, бензина или дизельного топлива) и местоположения трубопровода (например, на земле, под землей, под водой). Порог может быть увеличен или уменьшен в зависимости от известных эксплуатационных условий или событий. Например, порог может быть увеличен в ответ на включение или выключение насоса или другого трубопроводного оборудования. Увеличение порога предотвращает идентификацию допустимого для работы дестабилизирующего события, которое может быть обусловлено исключительно запуском компонента. Когда насос выключают и стабильность вновь восстановлена, порог можно уменьшить или повторно настроить от переходных шумов к обычным шумам в стабильном состоянии, что позволяет производить более точный контроль системы для обнаружения недопустимых для работы дестабилизирующих событий. Это позволяет обнаружить дестабилизирующие события, которые могли быть не обнаружены, если бы порог сохранялся постоянным. При использовании стандартного отклонения можно проанализировать сообщенное быстрое падение давления и определить, возникло ли оно из-за известных процессов при работе трубопровода или относится к потенциальной утечке или другому дестабилизирующему событию. Наличие быстрого падения давления указывает на утечку или разрыв. Когда трубопровод погружен в воду, может иметь место рост давления в противоположность спаду давления из-за воды, поступающей в трубопровод. Производят сравнение времени сообщаемых реакций давления и времени недавних действий в работе трубопровода для определения, обусловлены ли при известных линейных расстояниях в трубопроводе разности времени между действием и обнаружением ответной реакции давления нормальной работой трубопровода, путем сравнения времени, скорости и вычисленного расстояния с известными параметрами трубопровода и характеристиками распространения волны в текучей среде. Обнаруженный импульс давления для дестабилизирующего события перемещается через трубопровод быстрее, чем для нормального профиля потока текучей среды в сети.

[0015] Согласно другому аспекту настоящего изобретения способ контроля трубопроводной сети может включать определение местоположения возможного дестабилизирующего события в трубопроводной сети в ответ на обнаруженные волны давления. О наличии и местоположении возможного дестабилизирующего события можно сообщить одному или более операторам трубопроводной сети. Если дестабилизирующее событие имеет высокий уровень, оператор принимает соответствующие меры (например, выключает насос, регулирует установленные параметры, работу клапанов, перекрывает систему) для минимизации потерь текучей среды из системы и воздействия на окружающую среду. Обнаружение волн давления внутри трубопроводной сети происходит через периодические интервалы времени. Определение местоположения возможного дестабилизирующего события в трубопроводной сети в ответ на обнаруженные волны давления может включать идентификацию того, какие заранее заданные местоположения дестабилизирующего события (например, разрыва), указывающие реакцию давления, обнаружены в первое время обнаружения, затем идентификацию того, какие заранее заданные местоположения обнаруженной волны давления обнаружены во второе время обнаружения, и определение местоположения возможного дестабилизирующего события на основе местоположений волны давления, обнаруженной в первое время обнаружения и во второе время обнаружения. Анализируют множество совпадающих во времени реакций давления для определения вероятного местоположения инцидента, обусловившего эту реакцию давления. Для достоверности хронологию обнаруженных реакций сравнивают с известными параметрами рассматриваемой трубопроводной системы и параметрами жидкости или жидкого продукта внутри трубопровода.

[0016] Согласно другому аспекту настоящего изобретения способ контроля трубопроводной сети может включать определение достоверности возможного дестабилизирующего события и представление отчета о наличии, потенциальной причине, местоположении и достоверности возможного дестабилизирующего события одному или более операторам трубопроводной сети. Достоверность возможного дестабилизирующего события может включать сравнение определения возможного дестабилизирующего события на основе обнаруженных волн давления с одним или более обнаруженными эксплуатационными условиями в трубопроводной сети в настоящее время. Способ может включать определение по меньшей мере одной корректирующей меры в ответ на обнаруженное дестабилизирующее событие и представление отчета по меньшей мере об одной корректирующей мере оператору трубопроводной сети и/или автоматическое выполнение по меньшей мере одной корректирующей меры.

[0017] В другом аспекте настоящего изобретения предлагается система для контроля трубопроводной сети для обнаружения в ней дестабилизирующих событий. Трубопроводная сеть может включать первое оборудование, второе оборудование, по меньшей мере один трубопроводный сегмент, соединяющий первое оборудование и второе оборудование с возможностью протекания текучей среды между первым оборудованием и вторым оборудованием, и по меньшей мере одну насосную станцию (которая может включать набор насосов), связанную по меньшей мере с одним трубопроводным сегментом. В объеме настоящего изобретения находятся различные виды оборудования, включая, не ограничиваясь этим, нефтеперерабатывающий завод, нефтехимические предприятия, насосные станции, хранилища, распределительные терминалы, буровые станции и морские буровые платформы. Например, трубопровод может проходить от нефтеперерабатывающего завода до распределительного терминала, морской буровой платформы или терминала к береговому хранилищу или обрабатывающему или нефтеперерабатывающему заводу. Сеть не ограничена двумя объектами оборудования. В рамках настоящего изобретения находятся различные комбинации и различное количество объектов оборудования и трубопроводных сегментов. Каждая насосная станция предпочтительно включает по меньшей мере один насос. Насосные станции могут включать насос центробежного типа или набор насосов, предназначенных для забора текучей среды с требуемыми давлением и скоростью из расположенного в направлении вверх по течению трубопроводного сегмента и нагнетания текучей среды в расположенный в направлении вниз по течению трубопроводный сегмент с требуемыми давлением и скоростью. Система для контроля включает множество датчиков давления, предназначенных для обнаружения наличия одной или более волн давления внутри трубопроводной сети. Каждый датчик давления предпочтительно является существующим датчиком давления, связанным с трубопроводом. Множество датчиков давления предпочтительно включает пару датчиков давления для каждой насосной станции. Первый датчик из пары датчиков давления расположен с одной стороны насоса или набора насосов, а второй датчик из пары датчиков давления расположен с противоположной стороны насоса или набора насосов. Каждый датчик давления способен обнаружить одну или более волн давления внутри трубопроводной сети. Система для контроля дополнительно включает множество удаленных устройств контроля, функционально связанных с первым оборудованием, вторым оборудованием и по меньшей мере одной насосной станцией. Удаленные устройства контроля осуществляют контроль работы трубопроводной сети и собирают эксплуатационные данные трубопроводной сети из датчиков и других устройств контроля. Каждый из множества датчиков давления функционально связан по меньшей мере с одним удаленным устройством контроля. Система для контроля дополнительно включает блок управления, функционально связанный с множеством удаленных устройств контроля, для управления работой трубопроводной сети на основе сигналов, принятых из множества удаленных устройств контроля. Блок управления обнаруживает наличие возможных дестабилизирующих событий и определяет местоположение таких возможных дестабилизирующих событий в трубопроводной сети на основе обнаруженных волн давления. Это выполняется с помощью быстродействующих синхронизированных во времени массивов полевых датчиков давления и процессоров.

[0018] Блок управления включает оптимизатор, работающий в реальном времени. Такой оптимизатор определяет наличие дестабилизирующего события в трубопроводной сети на основе обнаруженных волн давления. Кроме того, такой оптимизатор определяет в реальном времени, имеются ли вариации в обнаруженных волнах давления и превышает ли каждая вариация или набор вариаций допустимое стандартное отклонение (по отношению к эмпирически определенному поведению нормальной трубопроводной системы для текущего режима) или другой статистический параметр для сравнения (например, положительную или отрицательную скорость уменьшения давления в сети). Кроме того, оптимизатор, работающий в реальном времени, может подтвердить и определить достоверность возможного дестабилизирующего события путем сравнения возможного дестабилизирующего события, определенного на основе обнаруженных волн давления, с одним или более эксплуатационными условиями в трубопроводной сети, обнаруженными множеством удаленных устройств контроля. Оптимизатор, работающий в реальном времени, определяет местоположение дестабилизирующего события в трубопроводной сети на основе местоположения датчиков давления, которые обнаружили волну давления в виде конкретной реакции и фактического гидравлического поведения трубопроводной системы в реальном времени по отношению к эмпирически определенному приемлемому гидравлическому профилю.

[0019] Блок управления может идентифицировать меры исправления, соответствующие дестабилизирующему событию, включая, не ограничиваясь этим, изменение эксплуатационных параметров, сброс оборудования в исходное состояние, уведомление оператора, контролирующего работу трубопровода и/или проверку технического состояния оборудования в ответ на определение того, что имеет место дестабилизирующее событие. Когда обнаружены разрыв или утечка, блок управления может опознать или автоматически выполнить меры исправления для минимизации потерь текучей среды из системы. Эти меры могут включать, не ограничиваясь этим, выключение насосов для снижения вытекающего потока, временное перекрытие трубопровода, отведение потока внутри трубопровода и изолирование места утечки.

[0020] В другом аспекте настоящего изобретения предлагается система для эффективного управления выдачей сигналов тревоги для уменьшения количества ложных сигналов тревоги. Во время нормальной работы трубопроводной сети генерируются различные стационарные и переходные профили давления, которые не относятся к дестабилизирующему событию, но, тем не менее, создают такую активность в отношении давления, которая приводит к генерации сигнала тревоги. Они могут быть отнесены к нормальной работе трубопровода и могут указывать на изменения эксплуатационного режима и/или изменения эксплуатационных событий. Например, изменение эксплуатационного режима из режима транспорта без промежуточного хранения в режим с промежуточным хранением может привести к образованию волны давления внутри сети, вызывающей сигнал тревоги. Аналогично, нормальная работа насосных блоков внутри сети (то есть включение насосов, их выключение или подстройка частотно-регулируемого привода) может привести к образованию волны давления внутри сети, вызывающей сигнал тревоги. Эти волны давления отражают нормальную работу трубопровода, но могут порождать сотни ложных тревог ежедневно. Динамическая природа системы согласно настоящему изобретению обеспечивает эффективное управление выдачей сигналов тревоги, что уменьшает вероятность возникновения ложных сигналов тревоги. Это уменьшение вероятности возникновения ложных сигналов тревоги дает оператору трубопровода больше времени для реагирования на действительные сигналы тревоги, а также повышает внимательность оператора к действительным сигналам тревоги.

[0021] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагаются способ и система для управления генерацией сигналов тревоги для возможных дестабилизирующих событий в трубопроводной сети. Система предпочтительно реализует предлагаемый способ. Способ включает обнаружение одной или более волн давления в заранее заданных местах внутри трубопроводной сети, автоматическую подстройку заранее заданного порога стабильной работы для трубопроводной сети в заранее заданных местах на основе по меньшей мере одного из следующего: эксплуатационный режим трубопроводной сети, текущие эксплуатационные условия в трубопроводной сети и текущие эксплуатационные события в трубопроводной сети, и определение наличия возможного дестабилизирующего события в трубопроводной сети путем определения, превышают ли обнаруженные волны давления подстроенный заранее заданный порог стабильной работы. В ответ на это определение способ включает генерацию сигнала тревоги, указывающего на возможное наличие дестабилизирующего события в случае, когда обнаруженные волны давления превышают подстроенный заранее заданный порог стабильной работы. Определение наличия возможного дестабилизирующего события в трубопроводной сети в ответ на обнаруженные волны давления может включать выявление вариаций обнаруженных волн давления и определение, превышает ли выявленная вариация допустимое стандартное отклонение. Допустимое стандартное отклонение может быть эмпирически определенным стандартным отклонением. Способ может включать определение, имеет ли место характеристика последующего падения давления после выявления вариации обнаруженных волн давления. Если такая характеристика присутствует, генерируют сигнал тревоги, указывающий на наличие утечки.

[0022] В другом аспекте настоящего изобретения предлагается система контроля для обнаружения дестабилизирующих событий в трубопроводной сети и диагностирования дестабилизирующих событий для идентификации (i) местоположения дестабилизирующего события и (ii) выявления потенциальных причин и мер исправления и/или коррекции для этого дестабилизирующего события. Система особенно полезна при диагностировании дестабилизирующих событий как высокого уровня, так и низкого уровня, чтобы можно было осуществить корректирующие меры для минимизации любых длительных вредных воздействий на трубопроводную сеть и быстро вернуть сеть к стабильной работе.

[0023] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается система контроля трубопровода, которая диагностирует потенциальный источник дестабилизирующих событий. Система включает блок управления, который диагностирует потенциальную причину обнаруженного дестабилизирующего события путем сравнения характера обнаруженного дестабилизирующего события с использованием диагностической подпрограммы на основе экспертного анализа по меньшей мере с одним из следующего: предыдущие дестабилизирующие события, текущий эксплуатационный режим трубопроводной сети, текущие эксплуатационные условия в трубопроводной сети и текущие эксплуатационные события в трубопроводной сети. Блок управления может идентифицировать меры исправления для изолирования или коррекции возможного дестабилизирующего события в ответ на определение того, что возможное дестабилизирующее событие имеет место. Затем блок управления может сообщить о мерах исправления оператору трубопроводной сети. Блок управления также может автоматически выполнить меры исправления.

Краткое описание чертежей

[0024] Рассмотренные выше и другие преимущества предлагаемого технического решения станут понятными из последующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые элементы, при этом:

[0025] на фиг.1 показан пример трубопроводной сети в соответствии с некоторыми аспектами предлагаемого технического решения;

[0026] на фиг.2 показан вариант выполнения центра управления, изображенного на фиг.1, в соответствии с аспектами предлагаемого технического решения;

[0027] на фиг.3 показан пример волны давления, обусловленной разрывом в трубопроводной сети на фиг.1;

[0028] на фиг.4 показан пример последовательности операций для одного из аспектов настоящего изобретения;

[0029] на фиг.5 показан пример экрана дисплея, демонстрируемого оператору трубопровода в центре управления, показанном на фиг.1, в соответствии с некоторыми аспектами предлагаемого технического решения.

Подробное описание изобретения

[0030] В последующем подробном описании изобретение будет раскрыто на примерах предпочтительных вариантов его выполнения. Однако несмотря на то, что последующее описание специфично для конкретного варианта выполнения настоящего изобретения или конкретного использования изобретения, подразумевается, что такое описание является только иллюстративным. Соответственно, изобретение не ограничено конкретными вариантами его выполнения, описанными ниже, а включает все альтернативы, модификации и эквиваленты, находящиеся в пределах объема приложенной формулы изобретения.

[0031] Настоящее изобретение относится к системе и способу для обнаружения возникновения дестабилизирующих событий в одной или более трубопроводных сетях. Термин "дестабилизирующее событие (события)" охватывает любое событие или действие, включая, не ограничиваясь этим, утечки, разрывы, отказы оборудования, сбои оборудования, ошибки в процессе и т.д., которое может оказывать неблагоприятное воздействие на стабильную работу трубопроводной сети. В частности, совместно с блоком диспетчерского управления и сбора данных (SCADA, Supervisory for Control And Data Acquision) используется оптимизатор, работающий в реальном времени (RTO, real-time optimizer), для обнаружения дестабилизирующих событий в трубопроводе путем обнаружения реакций давления внутри трубопровода, сравнения этих реакций с эмпирически определенными допустимыми параметрами для текущего режима работы трубопровода, устранения таких реакций, обусловленных известными событиями в трубо