Работа посвящена уточнению состава и структуры исходных данных, необходимых для построения методики автоматизированного определения оптимальной трассы трубопроводов. Определение трассы трубопровода представляет собой задачу, в которой одновременно учитывается большое число разнотипных факторов. В статье выполнен анализ отечественных и зарубежных исследований в области трассировки, выявлены ограничения существующих подходов, использующих экспертные весовые схемы и поле распределенных затрат. Исходные данные в работе структурированы по расширенной системе слоев данных и обеспечена их машинная интерпретация. Предложены критерии оценки качества и достаточности исходных данных, включая метрики покрытия, точности, актуальности и правовой значимости. Предложены подходы к объединению разнородных пространственных слоев в единую вычислительную модель, предназначенную для определения оптимальной трассы трубопроводов с использованием алгоритмов на графах с последующей регуляризацией и машинным обучением. Результаты исследования формируют основу для дальнейшей разработки алгоритмической части методики автоматизированного выбора трассы трубопроводов и повышения обоснованности проектных решений. This work establishes a structured framework for defining the composition and organization of input data required for automated pipeline route optimization. Pipeline routing is a multi-criteria optimization task influenced by engineering, legal, environmental, economic, social, geological and long-term development factors. The paper reviews national and international studies in pipeline routing and identifies the limitations of existing approaches based on expert judgement and cost-surface modelling. Input data in this work are organized into an expanded system of spatial, legal, engineering, socio-economic and forecast-driven layers, enabling their consistent machine interpretation. A set of data quality and completeness criteria is proposed, incorporating indicators of spatial coverage, positional accuracy, temporal validity and legal status. Principles for integrating heterogeneous spatial layers into a unified digital model are formulated, allowing the application of graph-based optimization methods enhanced with regularization and machine learning. The developed framework provides a coherent basis for subsequent algorithmic work and strengthens the methodological reliability and transparency of decision-making in pipeline planning.
Полуавтоматическая сварка самозащитной порошковой проволокой неповоротных стыков трубопроводов обеспечивает высокую производительность, однако сопровождается рядом технологических особенностей. Высокая погонная энергия и сварка в различных пространственных положениях приводят к формированию в металле шва и зоне термического влияния структур с неоднородными свойствами. Наибольший разброс характеристик выявлен в заполняющем и облицовочном слоях. При сварке в условиях около нулевых температур в околошовной зоне зафиксировано появление закалочных структур, а в литой части шва – развитой дендритной структуры с неметаллическими включениями по границам дендритов. Для оценки влияния указанных факторов на работоспособность кольцевых сварных соединений проведен комплекс механических испытаний: статическое растяжение, статический и ударный изгиб, замер твердости, циклические испытания образцов на ресурс, а также натурные испытания труб на специализированном стенде с имитацией эксплуатационных нагрузок. Выполнен анализ химического состава металла шва. Установлено, что снижение ударной вязкости на отдельных участках соединения не определяет общую несущую способность узла. На основе полученных результатов предложены компенсирующие мероприятия, включающие снижение рабочего давления, проведение расчетов на прочность и регулярную внутритрубную диагностику, что позволяет допустить эксплуатацию трубопроводов при наличии участков с пониженной ударной вязкостью.
В статье выполняется анализ возможности оптимизации стратегии планово-предупредительных ремонтов магистральных и подпорных насосных агрегатов (МНА и ПНА), а также входящего в их состав механотехнологического и энергетического оборудования. Насосные агрегаты являются сложными техническими устройствами, состоящими из самого насоса, привода (электродвигателя), преобразователя частоты, регулятора возбуждения, устройства плавного пуска, силовых кабельных линий и оборудования автоматизации. Составные части имеют различных производителей и разную периодичность технического обслуживания и ремонта (ТОР), что приводит к многократным остановам агрегата. Авторами сформирован перечень наиболее распространенных типов МНА и ПНА, проанализированы требования эксплуатационной документации к периодичности ТОР и диагностических обследований. Построены диаграммы ремонтов, учитывающие конструктивные особенности оборудования. Предложена стратегия оптимизации ТОР, основанная на синхронизации сроков обслуживания составных элементов агрегата и совмещении работ комплексной бригадой. Обоснована корректировка межремонтных интервалов для насосов типа ВВ4 и некоторых электродвигателей по согласованию с заводами-изготовителями. Практическая реализация предложенного подхода позволяет сократить количество выводов в ремонт насосного агрегата в течение жизненного цикла (на примере НМ 10000-210 – с 53 до 30 остановов), снизить трудозатраты и время простоев. The article analyzes the possibility of optimizing the strategy of scheduled preventive maintenance of the main and booster pumping units (MPU and BPU), as well as mechanical, technological and energy equipment they include. Pumping units are complex technical devices consisting of the pump proper, a drive (electric motor), a frequency converter, an excitation regulator, a soft starter, power cable lines and automation equipment. The components come from different manufacturers and have different frequency of maintenance and repairs, which results in multiple shutdowns of the unit. The authors have compiled a list of the most common MPU and BPU types, analyzed the requirements of operational documentation for the frequency of maintenance, repairs and diagnostic examinations. Maintenance and repair diagrams have been created, taking into account design features of the equipment. A strategy for optimizing the maintenance and repair activities is proposed, based on synchronizing maintenance of the unit components and combining the work by an integrated work team. The adjustment of TBO for pumps of the BB4 type and some electric motors in coordination with the manufacturing plants is proposed and substantiated. Practical implementation of the proposed approach makes it possible to reduce the number of pump maintenance shutdowns during the life cycle (for example, for NM 10000-210 – from 53 to 30 shutdowns), and to reduce labor costs and downtime.
В статье представлен аналитический обзор современных методик поверки кориолисовых массовых расходомеров, применяемых в составе систем измерений количества и показателей качества жидких углеводородов. Выявлены основные факторы, влияющие на метрологические характеристики кориолисовых массовых расходомеров: пульсации потока, внешние вибрации, условия монтажа, температура, давление, содержание свободного газа, число Рейнольдса. Проведен сравнительный анализ действующих методик поверки (МИ 3151-2008, МИ 3272-2010, МИ 3189-2009, МИ 3288-2010, МИ 3313-2011, МИ 3381-2012, ГОСТ Р 8.1025- 2023), выявлены их достоинства и недостатки. Определены перспективные направления совершенствования процедур метрологического контроля: разработка унифицированных методик для систем автоматического налива и низкотемпературных жидкостей, а также внедрение методов поверки с использованием критерия подобия (зависимости от числа Рейнольдса). The article presents an analytical review of modern verification methods for Coriolis mass flow meters in systems for measuring the quantity and quality of liquid hydrocarbons. The main factors affecting the metrological characteristics of Coriolis mass flow meters are identified: flow pulsations, external vibrations, installation conditions, temperature, pressure, free gas content, Reynolds number. A comparative analysis of the current verification methods (MI 3151-2008, MI 3272-2010, MI 3189-2009, MI 3288-2010, MI 3313-2011, MI 3381-2012, GOST R 8.1025- 2023) is carried out, and their advantages and disadvantages are identified. Promising areas for improving metrological control procedures are identified: the development of unified methods for automatic loading systems and low-temperature liquids, as well as the implementation of verification methods using the similarity criterion (dependence on the Reynolds number).
Потребление энергии при перекачке нефти по трубопроводам в первую очередь определяется гидравлическим сопротивлением. В связи с этим особую значимость приобретают гидродинамические исследования, направленные на разработку энергосберегающих технологий. К ним относятся методы удаления водных и газовоздушных скоплений, повышающих сопротивление, а также применение противотурбулентных присадок, снижающих потери на трение. Ключевая проблема традиционной схемы исследований (теория – стенд – внедрение) заключается в том, что лабораторные установки, как правило, не моделируют в полной мере условия реальных магистральных трубопроводов, имеющих большой диаметр. Это затрудняет перенос полученных результатов в промышленность. Авторами предложен усовершенствованный алгоритм выполнения прикладных исследований. На первом этапе устанавливаются факторы, определяющие протекание процесса. Затем проводятся стендовые испытания для выявления количественных закономерностей. Далее разрабатывается математическая модель процесса, которая верифицируется с использованием экспериментальных данных. Главное отличие подхода – использование верифицированной модели для численного моделирования процесса в условиях, характерных для магистральных нефтепроводов большого диамера. Эффективность нового подхода подтверждена при решении проблемы выноса водных скоплений. На основе ограниченных стендовых данных была создана и верифицирована математическая модель, с помощью которой выполнен расчет для труб диаметром до 1200 мм, вязкости нефти до 40 мм²/с и углов наклона до 60°. Проверка полученной зависимости на действующем нефтепроводе подтвердили ее высокую точность по сравнению с ранее использовавшимися формулами. Energy consumption during oil pumping through pipelines is primarily determined by the flow resistance. In this connection, hydrodynamic research aimed at developing energy-saving technologies is of particular importance. Such technologies include methods for removing water and gas-air accumulations that increase resistance, as well as the use of anti-turbulent additives reducing the friction losses. The key problem with the traditional research steps (theory – test bench – implementation) is that laboratory installations, as a rule, do not fully simulate the conditions of real main pipelines with large diameters. This makes it difficult to transfer the obtained results to the industry. The authors propose an improved algorithm for performing the applied research. The first stage is to determine the factors defining the course of the process. Bench tests are then conducted to identify quantitative patterns. Next, the mathematical model of the process is developed and then verified using experimental data. The main feature of the approach is the use of a verified model for numerical simulation of the process under conditions typical for large-diameter main oil pipelines. Efficiency of the new approach has been confirmed when solving the problem of water accumulations discharge. Based on limited bench data, a mathematical model was created and verified, with the help of which a calculation was made for pipes with a diameter of up to 1200 mm, oil viscosity up to 40 mm2 /s and tilt angles up to 60°. Testing of the obtained dependence on an existing oil pipeline confirmed its high accuracy compared to previously used formulae.
