Система обнаружения утечек (СОУ) в магистральных трубопроводах как продукт

Система обнаружения утечек (СОУ) в магистральных трубопроводах  - это программно-аппаратный комплекс, предназначенный для непрерывного круглосуточного мониторинга несанкционированных врезок и утечек продукта в магистральных (напорных) нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) и газопроводов с целью обеспечения их безопасной эксплуатации и контроля

СОУ предназначена для обнаружения утечек как вызванных природными факторами или механическими повреждениями, так и несанкционированных врезок в нефтепроводах /нефтепродуктопроводах

Основные функции СОУ 
- контроль герметичности трубопроводов в режиме реального времени по заданным алгоритмам на всех режимах функционирования
- выявление факта возникновения утечки и установление ее координат и интенсивности. 

Система обеспечивает формирование сигнала тревоги о наличии утечки и отображение информации в реальном масштабе времени, помогающей оперативно принять решение по устранению утечки

Принцип работы СОУ

Для локации утечек используется несколько модулей:
- Модуль локации утечек на базе волоконно-оптической технологии мониторинга
- Модуль на базе гидродинамического моделирования, включающий распределенную систему локации утечек

Максимальное использование 
- существующей инфраструктуры и приборной части, 
- штатных средств КИП

Беспроводное решение по обнаружению утечек в магистральных и локальных (межобъектовых, внутрипромысловых) трубопроводах при отсутствии покрытия сети GSM и электропитания
Сеть базовых станций, построенная на основе технологии связи LoRaWAN 

Предпосылки создания системы обнаружения утечек (СОУ)

Задачи системы обнаружения утечек (СОУ)

Основные задачи Системы обнаружения утечек (СОУ) в магистральных трубопроводах

- Обнаружение факта негерметичности трубопровода за регламентированный интервал времени

- Определение степени достоверности утечки

- Определение (расчет) местоположения утечки

- Обнаружение местоположения активности на трассе

- Определение (фиксация) момента времени возникновения утечки

- Оценка величины утечки

Качественные показатели СОУ

- Работает со стандартными датчиками давления и расхода

- Самообучаемая система, подстраивается под текущие режимы трубопровода - позволяет регистрировать утечки на магистральных трубопроводах:
как при стационарных, так и при нестационарных режимах перекачки при отсутствии самотечных участков в режиме остановленной перекачки

- Сохраняет способность обнаруживать утечки даже при выходе из строя части КИП

Состав системы обнаружения утечек (СОУ)

Состав программно-аппаратного комплекса СОУ на магистральных трубопроводах 

Программный комплекс

• ПО СОУ
• ПО контроллеров (PLC) 
•  ПО АРМ оператора

 Аппаратный комплекс

• Центральный сервер СОУ обработки данных
• Локальный контроллер
• Датчики сбора данных
• Диспетчерский пульт (ДП) с АРМ диспетчера
• Система передачи данных между узлами контроля и сервером СОУ
• Узлы контроля параметров трубопровода на базе PLC
• КИП

       

Общая схема построения СОУ на магистральных трубопроводах

Верхний уровень:

• Сервер ввода-вывода СОУ
• Сервер приложений СОУ
•  АРМ СОУ 

Средний уровень:

• Контроллеры СОУ на КП ЛТМ
• Оборудование сбора, обработки и передачи данных

Нижний уровень:

• Датчики давления, расхода и др

Основные функции локального контроллера СОУ

-  Передача данных по различным линиям связи в центральный сервер обработки данных
-  Синхронизация данных по времени GPS
-  Определение работоспособности датчиков
-  Передача в центральный сервер сервисных сообщений (работоспособность датчиков и др.)
-  Считывание показаний с датчиков
-  Обработка полученных данных
-  Определение факта прихода волны перепада давления, а также привязка факта прихода в точку измерения ко времени
-  Определение факта наличия механического воздействия на трубопровод, а также привязка факта прихода в точку 
    измерения ко времени

Преимущества локального контроллера СОУ

• Низкое энергопотребление в совокупности со встроенной поддержкой данных в сетях GSM позволяет использовать контроллер в нестандартных условиях и труднодоступных местах: работает от аккумуляторов или альтернативных источников энергии при отсутствии проводных линий передачи данных, в жестких температурных режимах, в условиях полной автономности 

• Обладает широчайшим набором периферии: от простейших серийных интерфейсов и заканчивая USB, Ethernet и т.д.

• Встроенный GPS/ГЛОНАСС модуль обеспечивает контроллер автономным источником точного времени, а также позволяет его использовать как источник точного времени для других систем, находящихся с контроллером, например, в одной сети  

• С помощью цифровых входов/выходов контроллер может как получать информацию о состоянии внешнего оборудования, так и управлять им

• ПО контроллера построено по модульному принципу, поэтому поддерживает широкий набор протоколов обмена данными: MODBUS, FTP, SSH, TELNET, HTTP, NTP и др. 

Основные функции центрального сервера обработки данных СОУ  

- Считывание данных с локальных контроллеров

-  Обработка данных

-  Определение места утечки по данным датчиков давления

-  Определение места утечки по данным акселерометров

-  Определение факта и места утечки по данным акустических датчиков

-  Определение факта утечки по данным расходомеров

-  Окончательный вывод по утечке

-  Передача данных на АРМ диспетчера

-  Передача данных в АСУТП

-  Ведение архивов

Моделирование газо- и гидродинамических процессов в сложных, разветвленных трубопроводных системах

(математическая модель для жидкостей и газов)

Алгоритмы диагностики утечек

- Метод массового баланса
- По волне давления
- По профилю давления (обнаружения «V-образного» отклонения линии гидроуклона)
- По отклонению состояния оборудования от установившегося
- Разгерметизация изолированной секции

Использование гидродинамической математической модели в алгоритмах СОУ позволяет:

• Минимизировать ложные срабатываний системы
• Увеличить чувствительности системы на всех режимах
• Повысить точность определения места утечки
• Уменьшить время обнаружения утечки

Основные функции АРМ диспетчера в СОУ 

Визуализация данных по утечкам в СОУ

  - Отображение на модели объекта мест и фактов возникновения утечки.

- Отображение дополнительной информации (работоспособность датчиков, контроль доступа, наличие связи и т.д.)

- Отображение архивных данных

• Время обнаружения утечки: до 60 с
• Погрешность обнаружения места утечки: 50 м
• Минимальные диаметр обнаруживаемой утечки: от 3 мм 
• Работа в климатических условиях: от -40С до +70С
• Интеграция с АСУТП по протоколу OPC DA 2.05

Беспроводное решение СОУ на базе LoRaWAN

Сеть базовых станций GSM/LTE  магистральных трубопроводах

Архитектура беспроводного решения СОУ

Состав решения на базе LoRaWAN

Подсистема сбора данных   

- Автономные коммутаторы IIOT-AMS, обеспечивающие автономную работу датчиков и передачу замеров по беспроводной сети

- Сервер сети, обеспечивающий первичный сбор данных, посылку команд на внеочередные замеры, синхронизацию dремени


Подсистема обработки и визуализации данных

- Онлайн информирование о наличие утечек и dрезок на нефтепроводе с определением места отбора

- Возможность развертывания системы в поле при отсутствии покрытия сети GSM и электропитания

- Низкая стоимость внедрения

Порядок и варианты внедрения СОУ на нефтепроводах, газопроводах 

Услуги, предоставляемые в рамках проектов  

-  Предпроектное обследование

-  Формирование технического задания на проектирование

-   Проектирование системы СОУ

-   Составление паспорта мониторинга объекта**

-   Монтаж системы обнаружения утечек (СОУ)

-   Пуско-наладочные работы

-   Ввод в эксплуатацию системы мониторинга

-   Эксплуатационное сопровождение системы

-   Разработка методики мониторинга

**Определяются пределы максимальных значений контролируемых параметров

Варианты внедрения СОУ на магистральных трубопроводах

- Комплексное внедрение. Возможность поставки системы СОУ «под ключ»

- Поэтапное внедрение и доработка программного обеспечения по мере реализации строительства и расширения объекта

- Доработка установленных ранее СОУ в рамках плановой модернизации технологического оборудования Заказчика

- Гибкая системная интеграция. Программный комплекс может быть как интегрирован с системой телемеханики, так и функционировать автономно на основе собственных технических средств измерения, обработки и передачи данных.

В зависимости от характеристик трубопровода, оснащенности его технологическим оборудованием и финансовых ресурсов Заказчика подберем оптимальный вариант СОУ для решения конкретных задач

Дополнительные услуги "СМИС Эксперт" в рамках внедрения СОУ

Мы с удовольствием выполним для вас также следующие специальные работы в рамках внедрения Системы обнаружения утечек (СОУ) на магистральных трубопроводах

- Минимизации энергозатрат на базе расчета оптимальных режимов перекачки и самотечного движения заданного объема нефти (нефтепродуктов) за заданный промежуток времени с учетом условий уклона, остановок, раскачек трубопровода, распределения давлений и выявления участков, на которых давление может превышать предельно допустимые значения.

- Оптимизация режимов перекачки нефти (нефтепродуктов) для протяженных трубопроводов при различных параметрах и количестве насосных агрегатов 
в работе, характеристиках трассы трубопровода и физических свойствах продукта

- Моделирование техногенных ситуаций на предприятиях нефтегазовой индустрии и разработка алгоритмов реагирования

Обсудим ваш проект по внедрению системы обнаружения утечек (СОУ)? 

Стоимость услуги мониторинга определяется объемом и сложностью работ.
Чтобы узнать условия и стоимость внедрения системы мониторинга для вашего объекта, позвоните нам, отправьте электронное письмо или оставьте заявку на обратный звонок.