КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-29-20224
НазваниеРазработка научно-технических основ автоматизированного мониторинга утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК с применением оперативного контроля геологической среды
РуководительСуржик Дмитрий Игоревич, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых", Владимирская обл
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№90 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс).
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-608 - Инженерно-технические и информационные автоматизированные системы мониторинга биоресурсов, биосферы и технических систем
Ключевые словаТЭК, утечки нефтепродуктов, аварийные ситуации, геодинамический мониторинг, фазометрический метод, геоэлектрика
Код ГРНТИ87.21.81
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящее время на объектах топливно–энергетического комплекса (ТЭК) при осуществлении технологических процессов по хранению и переработке нефтепродуктов существует проблема, связанная с тем, что даже при соблюдении всех необходимых мер обеспечения функционирования резервуарного парка в соответствии с принятой нормативной документацией, нередко возникают непредвиденные аварийные ситуации, в ходе которых возможны утечки нефтяного сырья в прилегающую геологическую среду. При этом они могут происходить скрытно и оставаться без должного внимания в течение длительных временных интервалов, приводя к существенным потерям нефтепродуктов, критическим разрушениям технических объектов ТЭК, а также возникновению масштабных экологических аварий и катастроф. Особенно опасны ситуации, при которых углеводороды аккумулируются в геологической среде долгое время, трансформируясь в грунтовый нефтешлам и становясь постоянными источниками загрязнения попадают в грунтовые воды и речные системы, а затем в мигрирующую «линзу», которая способна к передвижению на сотни километров от очага загрязнения по водным «артериям», нанося при этом колоссальный ущерб водным ресурсам и живым организмам.
Данная проблема связана с тем, что разрабатываемые и используемые на данный момент автоматизированные системы управления технологическими процессами резервуарных парков (АСУ ТП РП) объектов ТЭК являются недостаточно эффективными на предмет обнаружения аварийных утечек нефтяного сырья и сформированного грунтового нефтешлама. Поэтому требуется их усовершенствования за счет разработки и создания новых научно–технических подходов с применения перспективных геофизических методов. Это является актуальной научно–технической задачей, решение которой позволит повысить эффективность функционирования автоматизированных систем управления объектами ТЭК и обеспечить раннюю диагностику кризисных аварийных ситуаций для предупреждения возникновения возможных техногенных и экологических катастроф.
Отличительной особенностью предлагаемых в проекте решений является метод организации автоматизированного мониторинга утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК с применением оперативного контроля геологической среды на основе методов и устройств фазометрического геодинамического контроля.
Ожидаемые результаты
1. Будет разработан метод автоматического управления технологическим процессом мониторинга утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК с применением оперативного контроля прилегающей геологической среды на основе фазометрических методов и устройств геодинамического контроля, позволяющий повысить чувствительность регистрации утечек и снизить время их обнаружения.
2. Будет разработана методология адаптированного к задачам проекта фазометрического метода геодинамического контроля, позволяющего осуществлять решение задач оценки, раннего обнаружения, локализации и прогнозирования утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду.
3. Будет разработан метод формирования искусственного многофазового физического поля заданной структуры на контролируемом участке приповерхностной части геологической среды объектов ТЭК, позволяющий наблюдать за разнообразными геодинамическими процессам в различных условиях измерений.
4. Будут разработаны методы регистрации фазовых параметров и характеристик многофазового физического поля единичным точечным полюсом-приемником и дифференциальной парой, позволяющие повысить чувствительность измерений и решать задачи пространственной локализации геодинамических процессов на контролируемой территории объектов ТЭК.
5. Будет обоснована эффективность применения многополюсных точечных полюсов-источников и точечных полюсов-приемников физических полей при использовании фазометрического метода геодинамического контроля, а также распределенной обработки геодинамической информации для повышения точности и чувствительности решения задач оценки, раннего обнаружения, локализации и прогнозирования утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду.
6. Будут разработаны эквивалентные геоэлектрические схемы замещения геологической среды при наличии и отсутствии в ней загрязнений в виде утечек нефтепродуктов, позволяющие представлять вмещающую среду дискретными резистивными или емкостными элементами.
7. Будет разработана структура сеточной модели контролируемого участка геологической среды, позволяющая представлять каждый элемент (модуль) сетки совокупностью единичных эквивалентных геоэлектрических схем замещения, соответствующих электрическим параметрам моделируемого объекта в выбранном масштабе.
8. Будет осуществлено моделирование многофазового электрического поля в приповерхностной части геологической среды и регистрации его фазовых параметров и характеристик для различных условий измерений, наглядно иллюстрирующее эффективность предлагаемого метода геодинамического контроля.
9. Будет разработан компенсационный метод динамического управления системами геодинамического мониторинга на основе методов и устройств фазометрического контроля для обеспечения их начальной установки и балансировки с целью повышения общей чувствительности измерений к малым геодинамическим процессам.
10. Будет разработан подход на основе применения параметрической аппроксимации для определения амплитудно-фазовых параметров зондирующих сигналов точечных излучающих полюсов-источников для реализации компенсационного метода динамического управления системами геодинамического мониторинга на основе методов и устройств фазометрического контроля.
11. Будет разработан метод приема и первичного преобразования измерительных сигналов, регистрируемых точечными полюсами-приемниками физического поля систем геодинамического мониторинга на основе методов и устройств фазометрического контроля, позволяющий в масштабе реального времени получать оценку фазовых параметров и характеристик многофазового физического поля на контролируемом участке геологической среды.
12. Будет разработана частотно-фазовая модификация фазометрического метода геодинамического контроля, направленная на обнаружение начальной стадии возникновения утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду.
13. Будет разработан метод обнаружения утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду, позволяющий адаптивно осуществлять регулировку его чувствительности в зависимости от статистических характеристик регистрируемых фазовых параметров и характеристик многофазового физического поля.
14. Будут разработаны методы локализации утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду, позволяющие определять их пространственное положение в условиях сложной технической застройки объектов ТЭК.
15. Будет разработан метод прогнозирования развития утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду, позволяющий применять эффективные управленческие решения с учетом результата прогнозирования.
16. Будут выявлены зависимости точности и чувствительности решения задач оценки, раннего обнаружения, локализации и прогнозирования утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду от числа узлов сети геодинамического мониторинга, их пространственных размещений, а также от свойств геологической среды на контролируемой территории и природно-климатических условий.
17. Будет осуществлена практическая реализации экспериментального образца системы автоматизированного геодинамического мониторинга утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду.
18. Будут проведены лабораторные и натурные испытания разрабатываемой системы автоматизированного геодинамического мониторинга утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду.
Достижение ожидаемых результатов реализации проекта позволит повысить эффективность геодинамического мониторинга утечек нефтепродуктов на объектах ТЭК в прилегающую геологическую среду и принятия управленческих решений для обеспечения комплексной экологической и техногенной безопасности данных объектов при наличии возможной природной и техногенной активизации деструктивных процессов в современных условиях за счет применения оперативного контроля геологической среды и разработки теории и методологии фазометрических методов контроля.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ