“Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge <p>У журналі публікуються матеріали за результатами наукової та виробничої діяльності у сфері нафтогазового комплексу за такими напрямками:</p> <p>Геологія, розвідка та геофізика нафтових і газових родовищ</p> <p>Науково-технічні проблеми нафтогазової інженерії</p> <p>Матеріали, конструкції та обладнання об’єктів нафтогазового комплексу</p> <p>Нові рішення у сучасній техніці та технологіях</p> uk-UA ngejournal@nung.edu.ua (Андрій Петрович Джус (Andrii Dzhus)) ngejournal@nung.edu.ua (Рачкевич Руслан Володимирович (Ruslan Rachkevych)) Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 OJS 3.1.2.4 http://blogs.law.harvard.edu/tech/rss 60 КОМПЛЕКСНІ ГЕОФІЗИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕРИТОРІЇ ІВАНО-ФРАНКІВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ НАФТИ І ГАЗУ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/488 <p><em>Представлено результати високоточних комплексних геофізичних досліджень території Івано-Франківського національного університету методами електророзвідки та гравімагніторозвідки. За результатами геодезичних вимірів та польових геофізичних спостережень побудовано карти висот території, регіональних складових та детальні карти локальних аномалій гравітаційного і магнітного полів. За даними вертикального електричного зондування уздовж інтерпретаційних профілів побудовано геоелектричні розрізи з урахуванням відомостей про геолого-тектонічну будову розрізу до глибин у перші сотні метрів та геофізичних матеріалів, отриманих у попередні роки по території міста Івано-Франківськ. Подано аналіз загальної поведінки регіональних складових гравімагнітних полів, морфології геофізичних аномалій та надано геологічне тлумачення виявлених окремих локальних гравітаційних і магнітних аномалій. Регіональне поле сили тяжіння має тенденцію до зростання у напрямку збільшення висоти на території досліджень, а регіональне магнітне поле має хоч і слабку, але обернену залежність. Виявлено низку додатних невеликої інтенсивності локальних аномалій поля сили тяжіння, зумовлену, ймовірно, наявністю ущільнених порід косівської і тираської світ (наприклад, ущільненими карбонатами або ангідритами). Локальні магнітні аномалії&nbsp; відносно невеликої інтенсивності (у межах від -100 нТл до 500 нТл) зумовлені переважно університетськими спорудами та комунікаціями. За </em><em>результатами аналіз</em><em>у інтенсивності геофізичних полів надано загальну прогнозну оцінку екологічного стану території досліджень. Одержані значення інтенсивності полів набагато нижчі санітарних норм.</em></p> М. В. Штогрин, С. Г. Анікеєв, О. О. Синицька Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/488 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 ОЦІНКА КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ ОРІЄНТОВАНИХ КОМПОНОВОК ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЇХ ПРОХОДЖЕННЯ В СТОВБУРІ СКЕРОВАНОЇ СВЕРДЛОВИНИ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/477 <p><em>Запропоновано новий метод оцінки впливу техніко-технологічних параметрів орієнтованих компоновок низу бурильної колони безопорної та одноопорних конструкцій на їх проходження в стовбурі похило-скерованої свердловини. Проведено аналіз можливих випадків контактування елементів орієнтованих компоновок зі стінками свердловини. За результатами даного аналізу&nbsp; розроблено ряд математичних моделей орієнтованих компоновок низу бурильної колони для розрахунку силових параметрів взаємодії їх елементів зі стінками свердловини під час спуску в свердловину з довільним зенітним кутом. З використанням розроблених математичних моделей проведено дослідження впливу конструктивних параметрів орієнтованих компоновок за їх осьового проходження у стовбурі свердловини із запобіганням їх заклинюванню.</em></p> <p><em>В основу розрахункових математичних моделей компоновок покладено метод диференційних рівнянь другого порядку. Дослідження зосереджені на отриманні величини умовного діаметра компоновки з врахуванням її деформації від дії поперечної складової ваги. На прикладі кількох конструкцій безопорної та одноопорної орієнтованих компоновок низу бурильної колони на базі вибійного двигуна проведено розрахунок величини умовного діаметра компоновок та діаметра опорно-центрувального елемента за умови дотримання оптимального діаметра компоновки.</em></p> <p><em>За результатами аналітичних досліджень на прикладі безопорної, а також одноопорних конструкцій з</em><em> використанням розробленого підходу встановлено: умови вільного їх проходження в стовбурі свердловини в усьому діапазоні зміни зенітного кута; необхідність контролю за проходженням і осьовим переміщенням орієнтованої компоновки при виконанні спуско-підіймальних операцій; залежність величини «умовного» діаметра орієнтованої безопорної компоновки від положення кута перекосу відхилювача відносно осі свердловини. Зокрема, у верхньому положенні кута перекосу відхилювача, умовний діаметр компоновки є меншим, ніж в нижньому положенні, а збільшення величини зенітного кута стовбура свердловини призводить до зменшення умовного діаметра орієнтованої компоновки за рахунок її виположування під дією поперечної складової ваги.</em></p> І. І. Чудик, А. М. Лівінський, А. Аль Танакчі, А. М. Пастух, Е. Нурузаде Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/477 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 ПРИЧИНИ НЕЯКІСНОГО КРІПЛЕННЯ ПОХИЛО-СКЕРОВАНИХ СВЕРДЛОВИН БУ «УКРБУРГАЗ» ТА ШЛЯХИ З ЇХ ПОПЕРЕДЖЕННЯ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/487 <p><em>Проведено аналіз сучасних досліджень та промислового матеріалу з проблем кріплення похило-скерованих свердловин, які мали місце на бурових підприємствах БУ «Укрбургаз». Зокрема, розглянуто ускладнення з обсадними колонами, які мали місце за останні роки під час кріплення похило-скерованих свердловин на цих підприємствах, дані про недопуск обсадних колон до проектної глибини, короткий опис робіт з відновлення якості кріплення свердловин. Визначено головні причини ускладнень, пошкоджень і аварій при кріпленні свердловин. Встановлено, що пошкодження колон мали місце, як правило, в місцях інтенсивного викривлення ствола свердловини.</em> <em>Систематизовано причини неякісного кріплення похило-скерованих свердловин з урахуванням результатів нових теоретичних, експериментальних і промислових досліджень. Запропоновано випадки неякісного кріплення свердловин колонами поділити на дві основні групи: 1) пошкодження колон, 2) недопуск обсадних колон та неякісне стикування секцій. До кожної із цих груп віднесені відповідні види неякісного кріплення. Головною причиною неякісного кріплення похило-скерованих свердловин слід вважати пошкодження, що обумовлені невірними розрахунками колон на міцність, зношуванням обсадних колон, порушеннями технологій кріплення свердловин і гірничо-геологічними причинами. Недопуски обсадних колон до проектної глибини та неякісне стикування секцій є вторинними, які виникають через низьку прохідність ствола, неточне визначення глибини свердловини, гірничо-геологічні умови та ін. Розроблені заходи для запобігання виникнення ускладнень, пошкоджень, аварій при кріпленні свердловин: роботи із формування необхідного профілю ствола свердловини, дотримання проектних параметрів бурової промивальної рідини, дотримання вимог стандартів бурових підприємств під час проведення підготовчих робіт, спуску, цементуванні та заключних робіт із кріплення свердловини.</em></p> І. М. Ковбасюк, О. Б. Марцинків, Б. O. Марцинків Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/487 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 ОПТИМІЗАЦІЯ РЕЖИМІВ КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ ЗА УМОВИ ЇХ НЕПОВНОГО ЗАВАНТАЖЕННЯ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/476 <p><em>Запропоновано принцип побудови стохастичних і детермінованих математичних моделей для прогнозування режимів роботи газоперекачувальних агрегатів на компресорних станціях магістральних газопроводів і їх оптимізації в умовах неповного завантаження газотранспортної системи. Розрахунки параметрів технологічного режиму роботи газоперекачувальних агрегатів компресорної станції базуються на використанні зведених характеристик відцентрових нагнітачів, обробка яких методами математичної статистики дозволила отримати аналітичні вирази для моделей характеристик. Методика розрахунку може бути реалізована для прогнозування режимів роботи компресорної станції в умовах як одноступінчастого, так і багатоступінчастого стиснення газу. Вихідною інформацією для розрахунку слугують тиск і температура газу на вході і виході станції, обсяг перекачування та фізичні властивості газу.&nbsp; Для прогнозування режимів роботи багатоцехових компресорних станцій оптимальний розподіл навантаження між цехами, обладнаними різнотиповими газоперекачувальними&nbsp; агрегатами, здійснюється за умови мінімізації енерговитрат на компримування заданого обсягу газу за відомих граничних умов. Показано принцип побудови критерію оптимальності для умов неповного завантаження газотранспортної системи.</em></p> <p><em>Щоб проілюструвати запропонований метод оптимізації режимів роботи компресорних станцій в умовах неповного завантаження, наведено приклад&nbsp; розрахунку оптимальних режимів роботи гіпотетичної двоцехової компресорної станції з різнотипними агрегатами. Розрахунок базується на побудові аналітичних математичних моделей&nbsp; їх характеристик за критерієм мінімуму потужності на компримування газу при заданій продуктивності та тисками на вході і виході станції.</em></p> Є. І. Крижанівський, В. Я. Грудз, В. Я. Грудз (мол.), Р. В. Терещенко, Р. М. Говдяк Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/476 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 ДОСЛІДЖЕННЯ ГАЗОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ТРУБОПРОВІДНИХ КОМУНІКАЦІЯХ ПІД ЧАС ЇХ БЕЗТРАНШЕЙНОЇ РЕКОНСТРУКЦІЇ ТЕХНОЛОГІЄЮ “ТЯГОВИЙ ПОРШЕНЬ” http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/467 <p><em>Описано технологію безтраншейної реконструкції трубопровідних комунікацій “Тяговий поршень</em><em><sup>$</sup>”, яка полягає в протягуванні нового поліетиленового трубопроводу в зношений сталевий поршнем. При цьому, щоб в запоршневому просторі підтримувався необхідний тиск, простір між новим поліетиленовим трубопроводом та зношеним сталевим герметизується.</em></p> <p><em>Здійснено 3D моделювання міжтрубного та запоршневого простору, де відбувається складний турбулентний рух потоку повітря. Виконано </em><em>CFD моделювання газодинамічних процесів у міжтрубному та запоршневому просторі під час протягування поршнем поліетиленового трубопроводу зношеним сталевим трубопроводом в програмному комплексі ANSYS Fluent. Математична модель базується на розв’язанні рівнянь Нав’є-Стокса і нерозривності потоку, замкнених двопараметричною моделлю турбулентності Лаундера-Шарма з застосуванням пристінної функції, з відповідними початковими і граничними умовами. Для моделювання руху поршня та протягуваного ним поліетиленового трубопроводу було застосовано модель динамічної сітки. Було вибрано тип перебудови параметрів динамічної сітки під час протягування поршнем нового поліетиленового трубопроводу в дефектний сталевий – Layering.</em></p> <p><em>Результати моделювання були візуалізовані в постпроцесорі програмного комплексу побудовою ліній течії, векторів швидкості, полів тиску на контурах і в повздовжньому перерізі міжтрубного та запоршневого простору. Визначались точні значення швидкості, тиску в різних точках міжтрубного та запоршневого простору. Досліджено структуру потоку повітря у запоршневому та міжтрубному просторі. Виявлено місця сповільнення та пришвидшення потоку повітря, падіння та зростання тиску. Визначено втрати тиску в міжтрубному просторі.</em></p> К. А. Поляруш Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/467 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАФТОВИХ НАСОСІВ З УРАХУВАННЯМ В’ЯЗКОСТІ ТРАНСПОРТОВАНОЇ НАФТИ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/479 <p><em>Для вирішення низки завдань проектування та експлуатації магістральних нафтопроводів необхідно мати адекватні математичні моделі графічних характеристик відцентрових насосів, які є основним обладнанням нафтоперекачувальних станцій. Відомі&nbsp; на сьогодні аналітичні залежності описують тільки робочу зону насосів,&nbsp; і тому не можуть бути застосовані за малих подач, якими характеризується експлуатація нафтотранспортних систем України. Крім того, зазначені математичні моделі не враховують вплив в’язкості транспортованої нафти на напірні&nbsp; та енергетичні характеристики нафтових насосів. У роботі удосконалено метод математичного моделювання гідродинамічних характеристик відцентрових насосів магістральних нафтопроводів для повного діапазону робочих подач з урахуванням впливу в’язкості транспортованої нафти. Розглянуто математичні моделі характеристик нафтових насосів, коефіцієнти яких знаходять за координатами двох або трьох точок відповідних графіків, та поліноміальні моделі, коефіцієнти яких визначають методом найменших квадратів за множиною паспортних чи дослідних даних. Запропоновано адекватні математичні моделі для характеристик напору та коефіцієнта корисної дії нафтових насосів, які придатні для створення обчислювальних алгоритмів визначення пропускної здатності та енергоефективності експлуатації магістральних нафтопроводів. Доведено, що для нафтових насосів, які експлуатують за різних схем спільної роботи зі значним недовантаженням, перевагу слід віддавати математичним моделям характеристик, які одержані методом найменших квадратів. При цьому необхідну точність обчислень забезпечують поліноміальні моделі третього степеня.</em>&nbsp; <em>Запропоновано метод введення блоку контролю впливу в’язкості транспортованої нафти на характеристики насосів&nbsp; при&nbsp; визначення пропускної здатності та енергоефективності експлуатації магістральних нафтопроводів. </em></p> М. Д. Середюк Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/479 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 ПРОПУСКНА ЗДАТНІСТЬ МАГІСТРАЛЬНИХ НАФТОПРОВОДІВ ІЗ ЗАДАНИМ РОЗМІЩЕННЯМ НАФТОПЕРЕКАЧУВАЛЬНИХ СТАНЦІЙ ЗА ПЕРІОДИЧНИХ СКИДАНЬ ЧАСТИНИ НАФТИ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/485 <p><em>Транспортування нафти магістральними трубопроводами досить часто передбачає необхідність реалізації постійного або періодичного скидання частини потоку з метою подальшого відвантаження сировини на нафтопереробні заводи або наливні пункти. Застосування такої технології призводить до зміни експлуатаційних режимів нафтоперекачувальних станцій і нафтотранспортної системи загалом. У разі виникнення аварійної ситуації аналогом скидання є витік нафти з трубопроводу у випадку порушення його цілісності. Скидання частини потоку супроводжується зміною витрати рідини до і після місця скидання, що неодмінно призводить до перерозподілу тисків на вході і виході проміжних нафтоперекачувальних станцій. Збільшення тисків на виході станцій може призвести до порушення міцності трубопроводу, зменшення підпорів на вході</em><em> - до кавітаційних режимів роботи обладнання. Отже, дослідження впливу скидань на параметри роботи нафтотранспортних систем з метою забезпечення їх надійної, безпечної та економічно доцільної експлуатації є актуальним питанням галузі. З цією метою авторами на основі запропонованих розроблених розрахункових алгоритмів, реалізованих у програмному забезпеченні, проведено дослідження впливу періодичних скидань частини нафти на перерозподіл гідравлічних потоків, втрат енергії на перегонах, тисків на вході і виході нафтоперекачувальних станцій, а також на величину пропускної здатності магістральних нафтопроводів. Апробація запропонованої розробки здійснена шляхом визначення режимних параметрів експлуатації діючої нафтотранспортної системи «Дружба» на ділянці Мозир-Тухольський перевал, траса якої проходить територією України. На основі аналізу отриманих результатів встановлено, що залежно від обсягу скидання місце розташування лімітуючої ділянки, яка обмежує пропускну здатність магістрального нафтопроводу загалом, може змінюватись. При цьому не завжди перегін, перед яким здійснюється скидання частини нафти, є лімітуючим. Збільшення величини скидання призводить до зростання продуктивності трубопроводу на ділянці до пункту скидання у тому випадку, коли лімітуючий перегін трубопроводу знаходиться після пункту скидання. Якщо такий перегін виявиться на ділянці трубопроводу до пункту скидання, то збільшення витрати скидання не впливає на продуктивність на початковій ділянці трубопроводу.</em></p> Й. В. Якимів, О. М. Бортняк Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/485 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 АНАЛІЗ ПРИЧИН РАПТОВИХ РУЙНУВАНЬ ШАРОШОК ТРИШАРОШКОВИХ БУРОВИХ ДОЛІТ ЗІ ВСТАВНИМ ПОРОДОРУЙНІВНИМ ОСНАЩЕННЯМ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/478 <p><em>Тришарошкові бурові долота зі вставним породоруйнівним оснащенням призначені для спорудження свердловин у міцних гірських породах. До експлуатаційних показників доліт висувають комплекс жорстких вимог щодо зносостійкості та тріщиностійкості долотних сталей, конструкційної міцності деталей <br>доліт, особливо шарошок. Наукова робота передбачає комплексний аналіз причин раптового виходу з ладу породоруйнівного інструменту, проведення досліджень усіх факторів, що впливають на роботоздатність та довговічність; та запропоновано варіанти вибору матеріалів та прокату для виготовлення шарошок доліт. Здійснено загальний аналіз руйнувань шарошок відпрацьованих тришарошкових бурових доліт, а також металографічні дослідження плавки сталі шарошок. Досліджувалися матеріали, з яких виготовляються долота, на вміст хімічних елементів та визначення фізико-механічних властивостей цих сталей. Встановлено, що причинами раптових відмов доліт через крихке руйнування шарошок є невідповідність плавки сталі вимогам щодо показників міцності, пластичності та технологічних – прогартовуванню. Виявлено, що середнє значення процентного вмісту хімічних елементів у тілі досліджуваної шарошки не виходить за границі допустимого відхилення. Аналізом фізико-механічних та технологічних показників досліджуваної плавки сталі встановлено підвищені значення міцності та прогартовування, понижені показники пластичності, ударної в’язкості. Аналізом хімічного складу плавки сталі не виявлено значного розсіювання процентного вмісту хімічних елементів. Ліквації та подібних ефектів не виявлено. Встановлено, що такі технічні умови допускають занадто широке розсіювання та факультативні значення неметалевих включень, а також не регламентують обмеження щодо наявності шкідливих домішок, які різко підвищують прогартовування, твердість та інші показники, що погіршують експлуатаційні показники шарошок. Запропоновано відмовитися від використання наявного прокату, а також розробити та впровадити більш обґрунтований нормативний документ, за яким має постачатися прокат зі сталі для виготовлення деталей тришарошкових бурових доліт.</em></p> Р. С. Яким, Д. Ю. Петрина Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/478 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300 АНАЛІЗ РОБОТИ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ НА БІОГАЗІ З ВІДХОДІВ СМІТТЄЗВАЛИЩ http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/486 <p><em>Актуальність проблеми ефективного використання традиційних джерел енергії і пошук альтернативних ресурсів не викликає сумніву. На сьогодні в Україні майже не використовується потенціал низькокалорійних газів, зокрема біогазу, що у значній кількості утворюються на сміттєзвалищах з твердих побутових відходів. Кількість існуючих вітчизняних установок з утилізації цього газу є незначною. На сьогодні цей цінний ресурс в кількості до 1 млрд. м<sup>3</sup> на рік викидається в атмосферу і забруднює її, або спалюється у факельних установках. Малорозвиненим напрямком використання біогазу є використання його в автомобільних двигунах внутрішнього згоряння. Однак заміна бензину на біогаз призводить до зменшення потужності двигунів та до збільшення витрати палива. Знаючи компонентний склад біогазу, можна розрахувати теплоту згоряння його та теплоту згоряння газоповітряних сумішей. </em></p> <p><em>За результатами аналітичних досліджень побудовано графічні залежності зміни ефективної потужності, крутного моменту і ефективної питомої витрати біогазу від обертів двигуна та здійснено порівняння цих величин з аналогічними при роботі двигуна на бензині. Залежності показують, що використання біогазу в якості палива для ДВЗ призводить до значного зменшення наведених вище параметрів: зокрема ефективна потужність зменшується до 20 %, крутний момент до 22 %, а питома ефективна витрата пального зростає на 170 %. Однак через низьку вартість даного виду автомобільного палива та значну ресурсну базу для його отримання в Україні можна зробити висновок – використання біогазу з сміттєзвалищ варто розширювати, оскільки воно є перспективним, з точки зору енергонезалежності, як окремих суб’єктів господарювання, так і держави загалом.</em></p> <p>&nbsp;</p> Τ. Β. Дикун, Л. І. Гаєва, Ф. В. Козак, Я. М. Дем'янчук Авторське право (c) 2019 “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал http://nge.nung.edu.ua/index.php/nge/article/view/486 Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0300