Об'єктом дослідження є підземні сховища газу (ПСГ) та їх технологічні об'єкти, які задіяні в процеси нагнітання, зберігання та відбирання газу. Однією із найважливіших виявлених проблем є забезпечення надійної та економної експлуатації ПСГ у складі газотранспортної системи (ГТС) України. Один із шляхів рішення проблеми-розробити ефективне програмне забезпечення (ПЗ) як інструменти прийняття рішень, які, в ході проведених досліджень, виявилися відсутніми у диспетчерських служб із управління ГТС. Проведений аналіз існуючих ПЗ на ринку програмних продуктів показав їх невідповідність необхідним вимогам за функціональністю, набором та швидкістю розв'язування задач. В основному розроблене ПЗ було орієнтоване на експлуатацію вугледобувних підприємств і не могло бути адаптованим для експлуатації ПСГ, в яких процеси, особливо фільтраційні в пластах-колекторах, проходять на порядок швидше. Розроблення нового багатофункціонального програмного продукту було орієнтовано на забезпечення процесів моделювання газодинамічних та фільтраційних процесів в об'єктах ПСГ, ідентифікації їх технічного та технологічного стану та планування експлуатаційних параметрів об'єктів ПСГ. Розроблений програмний продукт забезпечив уточнення геофізичних параметрів пластів-колекторів більшості ПСГ України. Отримані оцінки величини ефекту від реконструкції ПСГ у випадках фізикохімічних обробок вибою свердловин, заміни компресорних станцій газоперекачуючих агрегатів на імпортні з кращим ККД, при переході зі шлейфово-колекторної системи збору газу на повністю шлейфову. Розроблене ПЗ використовується і для високоточного моделювання режимів роботи в екстремальних умовах експлуатації ПСГ. Системний ефект від експлуатації розробленого програмного забезпечення досягається за рахунок проведення досліджень для формування передпроектних рішень. А також числових експериментів на предмет вивчення та оцінки потенціалу оптимізації, та оптимального планування перспективних рішень і оперативної експлуатації. ключові слова: програмне забезпечення, підземне сховище газу, фільтрація газу, оперативне планування, компресорна станція.
The optimization problems of gas transmission for different optimality criteria are presented. The analysis of factors that influence both calculation of operating mode parameters and complexity of algorithms of search of their optimal values is carried out. In the course of conducting numerical experiments, some classes of problems being solved in an optimization statement are demonstrated.
The models of gas movement in pipelines and gas filtration processes in complex porous media are considered in entire and fractional derivatives. The method for linearization of equations, which are included in the mathematical model of mass transfer, is suggested as well as an iterative scheme for solving initial systems of nonlinear differential equations is constructed. The finite-element model of the problem with the use of the Petrov-Galerkin method and Grunwald-Letnikov scheme concerning derivatives of the fractional order are implemented. The research of the models is carried out as well as comparative analysis of the numerical results is done.
A problem of gas balance analysis in the gas transportation system objects and the factors of influence on the accuracy of its installation are considered. It is shown that the problem of accuracy of calculation of the individual balance indicators can be effectively solved. For this purpose, the invariants of the mathematical model of gas flow are used. The carried out computational experiments have confirmed the sufficient accuracy of the suggested approach.
The object of this study is the underground gas storage facilities of Ukraine, with the aim of developing a systematic mathematical model to describe the flow of gas in complex underground gas storage systems. This model will enable to development of effective methods and algorithms for calculating the modes of operation of such systems. The proposed systematic mathematical model connects the model of the structure of underground gas storage in terms of graph theory with variable topology and various mathematical models of gas flows in facilities with concentrated and distributed parameters. We set the models of gas flows in UGS facilities in the form of analytical relations, differential equations and algorithmically described systems. In order to automate the process of model construction (for given boundary conditions), we developed a system of formation, analysis and synthesis of graphs for underground gas storage facilities, as well as a set of information and mathematical models of facilities.
The object of this study is underground gas storage facilities (UGSF) as part of the gas transmission system (GTS), in the process of joint operation of which a significant synergistic effect is achieved. The problem under consideration is to ensure the joint effective operation of the integrated UGSF and GTS complex as a single thermal-hydraulic one. A method of daily calculation of the maximum productivity of underground gas storage facilities has been devised. The optimization potential of UGSF operating modes has been studied. It is shown to range within 11‒20 %. The problems of planning the operation of UGSF have been stated and solved both under gas pumping modes and gas withdrawal modes. An algorithm for planning gas withdrawal modes at intervals of peak-free UGSF operation been developed. The achieved computational complexity of problem-solving algorithms is in the range of 2‒10 seconds. The problem of combining simultaneous operation of UGSF under an optimal mode for fuel gas and ensuring the necessary peak operation of UGSF at projected time intervals has also been considered. The joint UGSF performance was calculated at the projected time intervals according to the established criteria. At the same time, thermal-hydraulic coordination of UGSF operating modes with the operation of the GTS main gas pipeline system with which they are integrated was ensured. The problem was solved as a result of the implementation of a universal approach to the construction of functional models of complex systems – a single information support, the representation of the structure of the system in terms of graphs, the statement of proper mathematical problems, the development of methods for guaranteed convergence of systems with different mathematical representations of equations, the development of computational algorithms for combinatorial optimization of minimum complexity processes with discrete and irregular influences on their behavior
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.