Grigorev_L.I._Avtomatizirovannoe_dispetcherskoe_upravlenie_tehnologicheskimi_processami
.pdfАкадемические чтения
Acadeтic lectun·ng
Лосвящается 75-летию
РГУ иефтu и газа u.w. И.М. Губкина
ФЕДЕРАТIЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКИЙ ГОСУдАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА
Л.И. ГРИГОРЬЕВ
Доктор технических наук, профессор
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ДИСПЕТЧЕРСКОЕ
УПРАВЛЕIПIЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ:
ОТ ПРАКТИКИ К ТЕОРИИ
Издательство «Нефть и газ•> РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина
Москва 2005
УДК 658.52.011.56/622.276+622.279/
Григорьев Л.И. Автоматизированное диспетчерское управле
ние технологическими процессами в нефтеrазовой отрасли: от
практики к теории 1 Сер. «Академические чтения•>. Вьш. 36.- М.: ФГУП Изд-во <•Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина,
2005.-28 с.
Доклад сделан в ноябре 2004 r. Докпалчикдоктор технических наук, заве
дующий кафедрой автоматизированных систем управдения Российского госу
дарственного университета нефrи и газа им. И.М. Губкина, профессор Л.И. Гри
горьев.
Редакциовиu кOJJJJeГIIJI
А. И. Владимиров В.А. Винокуров Д. Н. Лееитский Г.М. Сорокин И.Г. Фукс
Редактор серии - МЛ. Meihleдeвo
УДК 658.52.01 1.56/622.276+622.279/
©Л.И. Григорьев, 2005
© Федеращ,ное государственное унитарное предприятие Издательство .-Нефть и газ•> РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005
Технологические процессы нефтегазовой отрасли объекты автоматизированного управления
Уровень автоматизации технологических процессов (АСУТП) и информатизации управления производственно-хозяйственной деятельностью (ПХД) во многом определяет эффективность фун кционирования любого сектора ИндУстрии. Автоматизаuия, уп равление, использование современных информаuионных техно логий (ИТ) характеризуют состояние отрасли, устойчивость раз вития. Для нефтегазовой отрасли, играющей особую роль в эко номике России, решение этих проблем представляется чрезвы
чайно важным. Если судить по показателю наукоемкости, кото рый в процентах отражает дото НИОКР в стоимости произве денного продукта, то ДJIЯ нефтегазовой индустрии этот показа
тель на Западе составляет менее пяти проuентов (ДIIЯ России этот
показатель существенно ниже); к примеру, этот показатель Д11Я
аэрокосмического сектора составляет 10-12 процентов. Имеется противоречие: с одной стороны, нефтегазовая инду
стрия является базовой отраслью российской экономики, с дру гой стороны, столь низкий показатель наукоемкости. Необходи мость повышения качества функuионирования объектов отрасли
за счет применения наукоемких технологий определяет актуаль
ность решения проблем автоматизаuии и информатизаuии уп
равления. Решение этих проблем осложняется отставанием Рос сии в области информационных технологий и в производстве
средств автоматики и вычислительной техники.
Здесь уместно упомянуть и о кадровом сопровождении: эф фективное развитие отрасли невозможно без соответствующе
го кадрового сопровождения. Пеленаправленная политика в об
ласти подготовки специалистов мя нефтеrазовой отрасли, про водимая на протяжении десятилетий в РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, привела к созданию в России системы нефтега
зовоrо образования.
Нефтегазовая отрасль обладает большим разнообразием техно
логических процессов, обеспечивающих все этапы сложного пути
5
нефти и газа от извлечения из недр до преобразования в конеч ный продукт: геолого-геофизические работы, бурение, разработка и эксплуатация, трубопроводный транспорт и хранение, химия и переработка, распределение и др.
Особенностями нефтегазового произвоnства также являются:
территориальная распределенность, непрерывный характер гип
рогазодинамических процессов; технологическая и экологичес
кая опасность, сложность систем нефте- и газоснабжения. Приме
рам такого рода объектов являются трубопроводные системы неф
те- и газоснабжения, которые охватывают всю территорию Рос
сии, связывая между собой многочисленных потребителей и ис
точники сырья в районах Крайнего Севера и Сибири. Масштабы
трубопроводных систем России впечатляют:
- по данным ОАО <(Газпром>>, общая протяженность ее газо
транспортной сети, являющейся основой ЕСГ (Единой системы га.:юснабжения) РФ, составляет 149 тыс. км, и газ транспортирует ся с помощью 253 компрессорных станций (КС) общей установ ленной мощностью более 42,6 МВт;
-по данным компании <(Транснефть>>, являющейся крупней шей в мире нефтепроводной компанией, ею эксплуатируется
46,7 ТЬIС. км магистральных нефтепроводов, 867 резервуаров (сум
марной емкостью 12,8 :r.шн куб. м), 387 нефтеперекачивающих
станций.
Благодаря трубопроводному транспорту основная часть тер ритории России обеспечивается нефтью, нефтепродуктами и га
зом, и осуществляется экспорт этих энергоносителей.
Будущее нефтегазовой отрасли обычно связывают с освоени ем морских месторождений и районов Восточной Сибири, что поможет удовлетворить растущий спрос на топливо и энергоно
сители.
Основным видом управления этими столь разнообразными тех нологическими пропессами нефтеrазовой отрасли яаляется опе ративно-диспетчерское управление. Человекомашинные системы
управления становятся магистральным направлением развития
АСУТП, причем не только для нефтеrазовой индустрии, но и для ряда других отраслей промышленности (химическое производ
ство, атомная энергетика и др.). Это является следствием действия
ряда факторов: практические задачи управления технологичес
кими процессами отрасли с их спецификой; эволюция и тенден
ции развития средств автоматизации, вычислительной техники,
6
информационных технологий; научно-технический прогресс
(НТП) и др.
Uель данной лекциианализ становления автоматизирован
ного диспетчерского управления технологическими процессами
в нефтегазовой отрасли как магистрального направления разви тия АСУТП; выявление системных аспектов развития; определе
ние комплекса проблем, решение которых заложит теоретичес
кие основы автоматизированного диспетчерского управления.
На протяжении многих лет эти проблемы являются объектом
исследований, проводимых на кафедре АСУ РГУ нефти и газа
им. И.М. Губкина. Бьmи решены некоторые практические задачи: разработаны компьютерные диспетчерские тренажеры в транс
порте газа; создан и совместно со специалистами ОАО <<Мос
трансгаз>> внедрен в эксплуатацию компьютерный комплекс мо
делирования и оптимизации; предложен совместно со специали
стами ОАО <<Газавтоматика» новый подход к построению дис петчерских алгоритмов в добыче газа. Создана и функционирует более десяти лет качественно новая система по повышению ква лификации диспетчерского персонала ОАО «Газпром».
Хотя в качестве примеров в лекnии будут представлены объекты
газовой отрасли, полученные научно-методические результаты
могут быть обращены и на схожие процессы в нефтяной про
мышленности.
Основу лекции составили материалы опубликованных в пос ледние годы статей, а таюке большое количество методических материалов, которые автор использовал в учебном процессе и, в
том числе, при проведении занятий по повышению квалифика
ции диспетчерского персонала.
Тенденция развиrия АСУfП
Внача..тiе о терминологии. Отсутствует единообразие в толко
вании терминов <<Оператор» и «диспетчер». Одна и та же сущ
ность терминалогически по-разному оnределяется в различных
отраслях промышленности. Например, в нефтепереработке и неф техимии чаще используется термин «оператор», а в трубопровод
ных нефте- и газотрансnортных системах аналогичные функции
закрепляются за дисnетчером. В атомной энергетике, когда гово
рят об управлении реактором, то используют термин «оператор».
Для однозна':l.ности (в рамках данной лекции) толкования nоня-
7