Проаналізовано стан аеродинамічних параметрів деформованих порід міжпластя та ендогенної пожежної небезпеки світи зближених крутих пластів. Експериментально доведено, що структура вугленосних масивів, закономірності зрушення підроблених і нароблених масивів порід, утворення та поширення зони тріщин, утворення зони водо- і газопровідних тріщин, закономірності газовиділення та повітропроникнення мають фрактальний характер. Досліджено аеротермодинамічні процеси у вироблених просторах під час відробки світи зближених крутих пластів унаслідок утворення аеродинамічних зв'язків через деформовані породи міжпластя. На підставі виконаних досліджень обгрунтовано: технологію відпрацьовування вугільних пластів; вибір технічних засобів і вентиляційних режимів; групування пластів і черговість їх відпрацьовування, що забезпечує пожежобезпечне відпрацьовування світи зближених крутих пластів.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена розробленню методів підвищення ефективності та керування газопотоками систем збору газу виснажених родовищ, на прикладі системи видобування газу найбільшої газовидобувної компанії України.Створено математичні моделі газозбірної системи в розрізі «пласт – магістральний газопровід», на основі яких аналітично досліджено вплив гідравлічної ефективності елементів системи збору і міжпромислового транспортування газу на продуктивність виснаженого родовища. Встановлено вплив кожного з елементів системи на дебіт свердловин, зокрема, показано, що найбільший вплив має ефективність насосно-компресорних труб. Проведено дослідження динаміки коефіцієнта гідравлічної ефективності системи на протязі року. Оцінено вплив зміни температури навколишнього середовища на коефіцієнт гідравлічної ефективності. Розроблено нові конструкції очисних пристроїв та проведено їх апробацію. Встановлено характер руху очисних пристроїв в насосно-компресорних трубах свердловини та промислових газопроводах на базі створеної математичної моделі. Запропоновано методику прогнозування параметрів режиму їх роботи для досягнення якісного очищення від рідких та твердих відкладень в трубопроводі.^UThe thesis is devoted to the development of methods for increasing the gas streams' efficiency and management of gas collection systems at depleted fields, on the example of the gas extraction system belonging to the largest gas extraction company in Ukraine.Mathematical models of the gas gathering system were set in terms of “deposit - main gas pipeline”, on the basis of which the hydraulic efficiency influence of the elements for gas collection system and inter-industrial gas transportation on the productivity of the depleted deposit was analyzed. The influence of each of the elements of the system on the wells flow rate was established, in particular, it was shown that the efficiency of tubing pipes has the greatest influence. The study of the annual coefficient dynamics of hydraulic efficiency of the system was performed. The effect of changes in ambient temperature on the coefficient of hydraulic efficiency was estimated.New designs of purification devices were developed and tested. The nature of purification devices movement in well tubing and industrial gas pipelines was established on the basis of the set mathematical model. A method for predicting the parameters for their mode of operation to achieve high-quality cleaning from liquid and solid deposits in the pipeline was proposed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.24.01 – Геодезія, фотограмметрія і картографія. – Київський національний університет будівництва і архітектури, МОН України, Київ, 2021.У дисертації викладено авторській підхід до розв'язання науково-прикладної задачі з удосконалення методів визначення точності геодезичних робіт під час експлуатації магістральних газопроводів. Розроблено концептуальний підхід до визначення точності геодезичних робіт при експлуатації магістральних газопроводів шляхом моделювання напружено-деформованого стану конструкцій. Виконано оцінювання ділянок підвищеної небезпеки на магістральному газопроводі. Запропоновано розрахункові моделі, які дають змогу визначати допустимі переміщення трубопроводу в ґрунтовій основі. На підставі аналізу запропонованих розрахункових моделей розміщення газопроводу в ґрунтовій основі розроблено методику визначення точності геодезичних робіт у вертикальній і горизонтальній площинах. Запропоновано методику визначення періодів спостережень за переміщенням ґрунтової основи магістрального газопроводу.Рекомендовано до застосування методику визначення напружено-деформованого стану газопроводу й алгоритм визначення точності геодезичних робіт, що була апробована під час геодезичного моніторингу на газопроводі «Уренгой – Помари – Ужгород».Ключові слова: ризик, газопровід, напружено-деформований стан, магістральний газопровід, геодезичні роботи, геодезична точність, інженерно-геодезична техніка.^UThe dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical sciences on a specialty 05.24.01 - Geodesy, photogrammetry, and cartography. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2021The dissertation presents the author's approach to solving the scientific and applied problem of improving the methods of determining the accuracy of geodetic works in the operation of main gas pipelines. A conceptual approach to determine the accuracy of geodetic works in the operation of main gas pipelines by modeling the stress-strain state of structures. The assessment of high-risk areas on the main gas pipeline has been performed. The joint work of the pipeline with the soil base is modeled, and the basic methods and theoretical bases of modeling the stress-strain state of the soil bases are determined, as well as the theory of the development of the soil base and pipeline movement in time. The results of the calculations made it possible to clearly trace the regularity of the gas pipeline displacement with the change of the layer and soil properties. Maximum deformations occur in areas where stress and deflection increase. Also, the control of the stress-strain state of the gas pipeline section at certain stages of construction showed that the partial removal of soil does not provide complete unloading of the pipeline in the soil mass.The assessment of high-risk areas on the main gas pipeline has been performed - which is the main preparatory step to the calculation of environmental risk indicators and determination of the parameters of the stress-strain state of the main gas pipeline. This makes it possible to identify potentially dangerous sections of the main gas pipeline for technical and organizational measures to ensure accidents during the operation of the main gas pipeline.A method for a comprehensive assessment of geological risk factors has been developed, which is the basis for determining the stress-strain state of the pipeline, which requires a differentiated approach to establishing the accuracy of geodetic works for each section of the pipeline and allows to approximation the probability of geological hazards on the pipeline.A computational and mathematical model was developed, which made it possible to develop an effective method for solving a system of complex differential equations of any kind by boundary conditions to obtain the results of calculations of the characteristics of the stress-strain state of the pipeline. The developed method has advantages over other methods of determining the stress-strain state of gas pipelines in terms of simplicity and efficiency of application and allows to solve traditional issues of detecting violations on pipeline routes.The technique is based on the transition from the stress-strain state to the accuracy of geodetic observations. The calculation of the periodicity of geodetic observations of gas pipeline deformations has been improved. The distance that should be between the marks is substantiated so that the results of geodetic observations could be used to analyze the static condition of the pipeline with appropriate accuracy, and the frequency of geodetic works.This approach allows to identify, refute or confirm the nature of the influence of geological factors on the results of numerical modeling, which is used to calculate the accuracy of geodetic works, in relation to the detection and prevention of deformations of gas pipelines. This takes into account the stress-strain state of the studied system, namely the system "pipeline - soil base", which allows you to reasonably identify and refine models of the system.In the event of an emergency, the system allows you to predict the consequences, make management decisions, thereby reducing response time and reduce damage from possible emergencies. The structural scheme of the system of geodetic monitoring of gas pipeline sections with the development of landslide processes is developed.The modern practice of engineering and geodetic observations of deformation processes requires the detection of minimal absolute displacements, which increases the requirements for accuracy of measurements, and the practical implementation of accurate regime observations using the latest automated engineering and geodetic equipment (satellite navigation systems, unmanned aerial vehicles, and unmanned aerial vehicles). and computer technologies for operational processing of measurement results, geodetic monitoring, preparation of information, and engineering solutions. It is these issues related to the study and implementation of advanced technologies, became the subject of the dissertation.Keywords: risk, gas pipeline, stress-strain state, main gas pipeline, geodetic works, geodetic accuracy, engineering-geodetic equipment.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 «Прилади і методи контролю та визначення складу речовин» (152 – Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка). – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2021. Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-прикладної проблеми в галузі методів та приладів контролю експлуатаційних параметрів газопровідних систем, що досягається шляхом розроблення новітніх засобів контролю експлуатаційних параметрів газопровідних систем та дослідженням нових інформативних параметрів контролю як технічного стану так і режиму роботи газопровідних систем.Подано результати аналізу сучасного стану та тенденцій розвитку методів, засобів та технологій неруйнівного контролю експлуатаційних параметрів трубопровідних систем з метою пошуку шляхів їх удосконалення з використанням нових інформативних параметрів, в тому числі за критеріями енергоефективності. Наведено характер залежності впливу дефектів трубопровідних систем, зокрема таких як негерметичність та порушення геометрії, на режими експлуатації та енергоефективність роботи трубопровідних системи.Встановлено характер впливу не технологічних скупчень в порожнині трубопроводу на експлуатаційні показники та енергоефективність його роботи, удосконалено метод виявлення таких скупчень та подано результати його експериментального дослідження та промислових випробувань. Розкрито вид зв'язку впливу властивостей природного газу, що транспортуються в трубопроводі, на експлуатаційні показники та енергоефективність роботи газопровідних систем. Подано результати аналізу існуючих методів, методик та технічних засобів контролю витоків з трубопровідних систем та обладнання, наведено методики вибору обладнання для контролю наявності та величини витоків вуглеводнів. Удосконалено технології та технічні засоби контролю властивостей природного газу, подано результати їх апробації та дослідження впливу фізико-хімічних властивостей природного газу на технічний стан, режими експлуатації та енергоефективність роботи трубопровідних систем та обладнання.Ключові слова: технічна діагностика, контроль технічного стану, енергоефективність, методика, фізико-хімічні характеристики, дефекти, теплота згоряння природного газу, нормативний документ.^UThe dissertation on reception of a scientific degree of the Doctor of Technical Sciences in the specialty 05.11.13 “Instruments and methods of control and composition of material determination” (152 - Metrology and information-measuring equipment). – Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, IvanoFrankivsk, 2021.The dissertation is devoted to the solution of an important scientific and applied problem in the field of methods and devices of control of operational parameters of gas pipeline systems, which is achieved by developing new means of control of operational parameters of gas pipeline systems and research of new informative parameters of control.The results of the analysis of the current state and trends in the development of methods, tools and technologies of non-destructive testing of operational parameters of gas pipeline systems and equipment are presented. It is shown that determination of technical condition and diagnostics of pipeline systems is carried out mainly on separate informative parameters without their complex account, thus the conclusion on possibility of the further operation of the equipment is accepted on the basis only of results of control of a technical condition of material of pipelines.The results of the developed theoretical bases and the received mathematical dependence of influence of the small size of through defects of walls of pipelines on process of gas transportation are resulted. It is proved that the presence of such defects not only creates dangerous emergencies with pipeline destruction and environmental damage, but also affects the efficiency of pipeline systems and equipment, creating local flow resistance and reducing the capacity and energy efficiency of pipeline systems. Mathematical models of the influence of changes in the geometry of the cross section of the pipeline, non-technological accumulations in the pipeline cavity and physicochemical parameters of natural gas on the capacity of pipeline systems are obtained. Mathematical dependences make it possible to assess the impact of these changes on the energy efficiency of gas pipelines and equipment. The economic effect of the implementation of the measure taking into account the physics and chemical parameters of natural gas in the operation of gas distribution equipment is estimated.The results of theoretical and experimental researches of advanced methods are presented: control of heat of combustion of natural gas, which consists in expansion of possibility, in particular increase of a range of easurements and increase of accuracy of measurements. Improvements have been made by using a number of circuit solutions that reduce the effect of half-wave loss error in ultrasonic measurements and the developed algorithm for finding the reference point of the acoustic signal, as well as the ability to measure not only lower but also higher heat of combustion of natural gas. from the content of carbon dioxide, the speed of propagation of ultrasonic vibrations in the sample of natural gas and the value of the lower heat of combustion; measurement of the level of accumulations in the cavity of the pipeline, which allowed to measure the level of various liquids separately in the operating mode s of gas transportation by gas pipelines. The results of experimental researches of a new method of control of presence and measurement of volume of leaks of natural gas on crane knots and the equipment of the main pipelines are resulted. The method has pa ssed successful industrial tests and has shown its effectiveness in detecting both micro and very large, pre-emergency leaks.Experimental studies of a new informative parameter, namely the value of the integrated image density of acoustic structural noise , which are obtained using an ultrasonic flaw detector working with piezoelectric transducers with phased arrays, which allowed to develop a new method to prevent defects in steel pipelines at the stage of their nuclei microstructural level and determination of the yield strength of the metal of the pipeline. New technical means have been developed and implemented (device for measuring higher heat of natural gas combustion, installation for measuring liquid levels in the gas pipeline cavity, installation for easuring natural gas leakage levels from gas pipelines and equipment) and technologies their industrial tests were carried out. A number of normative documents of various categories (measurement methods, methodological upport for determining the volume of natural gas leaks, technical conditions for the manufacture of developed systems) and a standard regulating the measurement of heat of combustion of natural gas by correlation have been developed.Keywords: technical diagnostics, control of technical condition, energy efficiency, technique, physical and chemical characteristics, defects, heat of combustion of natural gas, normative document.