Главная
База знаний "Allbest"
Программирование, компьютеры и кибернетика
Система управления программным комплексом для автоматизации расчётов трубопроводных систем
Система управления программным комплексом для автоматизации расчётов трубопроводных систем
Автоматизация расчёта параметров сетей трубопроводов по годам на основе прогнозных показателей добычи и закачки с применением программного продукта Pipesim и технологии OpenLink, Microsoft Excel. Определение плановой себестоимости и эффективности.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.05.2012 |
| Размер файла | 4,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Определения, обозначения и сокращения
- Введение
- 1. Изучение проблемы и обоснование задачи
- 1.1 Метод многократного моделирования
- 1.2 Метод дублирования моделей
- 1.3 Требования к аналитическому инструменту
- 2. Выбор средства разработки
- 2.1 Программный комплекс PIPESIM
- 2.2 Структура программного комплекса PIPESIM
- 2.3 Технология OpenLink программного комплекса PIPESIM
- 3. Практическая реализация
- 3.1 Требования к системе
- 3.2 Алгоритмическое описание
- 3.3 Программная реализация
- 3.4 Руководство пользователя
- 3.4.1 Общие сведения
- 3.4.2 Интерфейс пользователя
- 3.4.3 Работа с программой
- 4. Анализ полученных результатов
- 5. Технико-экономическое обоснование выпускной квалификационной работы
- 5.1 Актуальность разработки
- 5.2 Характеристика научно-исследовательской работы (НИР)
- 5.3 Планирование ВКР
- 5.3.1 Планирование этапов и работ по выполнению ВКР
- 5.3.2 Определение трудоемкости выполнения НИОКР
- 5.3.3 Техническая готовность темы
- 5.3.4 Разработка календарного плана работ
- 5.4 Определение плановой себестоимости проведения ВКР
- 5.4.1 Затраты на материалы
- 5.4.2 Затраты на приобретение специального оборудования
- 5.4.3 Затраты на оплату труда работников
- 5.4.4 Страховые взносы
- 5.4.5 Прочие прямые расходы
- 5.4.6 Накладные расходы
- 5.5 Определение эффективности ВКР
- 5.5.1 Оценка экономического эффекта и эффективности ВКР
- 5.5.2 Оценка конкурентоспособности
- 6. Безопасность и экологичность проекта
- 6.1 Введение
- 6.2 Анализ опасных и вредных факторов
- 6.3 Производственная санитария
- 6.3.1 Микроклимат
- 6.3.2 Освещение
- 6.3.3 Производственный шум
- 6.3.4 Электромагнитное поле
- 6.3.5 Рабочее место
- 6.4 Пожарная безопасность
- 6.5 Охрана окружающей среды
- Заключение
- Список использованной литературы
- Приложения
Определения, обозначения и сокращения
НИПИ - научно-исследовательский и проектный институт
ГРР - геологоразведочные работы
IT - Information Technologies (информационные технологии)
VBA - Visual Basic for Application
НИР - научно-исследовательская работа
ПТД - проектно-технологическая документация
ПСД - проектно-сметная документация
ЭЦН - электроцентробежный насос
ОАО - открытое акционерное общество
ЭВМ - электронно-вычислительная машина
ПК - персональный компьютер
ГОСТ - государственный стандарт
ТЭО - технико-экономическое обоснование
НТП - научно-техническая продукция
ВКР - выпускная квалификационная работа
НТД - нормативно-технические документы
ОУ\ОП - огнетушитель углекислотный \ огнетушитель порошковый
КЕО - коэффициент естественно освещенности
Введение
Нефтегазосборные системы на промыслах нефтяных месторождений служат для сбора скважинной продукции (нефть, газ, вода,) в центры подготовки. Объемы углеводородов, прокачиваемых через трубопроводные сети в разные года, как правило, различны и зависят от множества факторов, среди которых разные показатели добычи и закачки по годам. В таких условиях необходимо проводить анализ пропускной способности трубопроводной сети при изменяющихся во времени условиях. Подразделения ОАО "ТомскНИПИнефть" выполняют задачи по проверке возможности использования существующей системы трубопроводов в изменяющихся условиях, а также составляют рекомендации по модернизации трубопроводных сетей в зависимости от их загруженности и пропускной способности. [3] При проведении подобного анализа, как правило, анализируются расчётные характеристики только для периодов с пиковыми значениями. Однако пиковые значения прогнозной динамики по отдельным участкам системы не совпадают. Для более эффективной работы и более точных выводов необходимо проводить анализ для каждого участка системы. Подобные расчёты выполняются, как в рамках ПТД, НИР, так и при подготовке ПСД и предпроектных проработках решений (приложение А).
Таким образом, цель работы была сформулирована следующим образом: повысить скорость и эффективность принятия технических решений при проектировании трубопроводных систем.
Достижение данной цели подразумевает решение следующей основной задачи: автоматизировать расчёт параметров сетей трубопроводов по годам на основе прогнозных показателей добычи и закачки с применением программного продукта Pipesim и технологии OpenLink, Excel.
Для выполнения основной задачи необходимо выполнить следующие работы:
программный продукт автоматизация
1. Посредством интерфейса Pipesim OpenLink реализовать автоматическую подстановку исходных данных в расчётный файл Pipesim, выполнить запуск расчёта параметров сети для заданного прогнозного года или набора показателей, считать и аккумулировать результаты расчёта из результирующих файлов для последующего комплексного анализа пользователем.
2. Разработать систему хранения и представления (управление отображением) результатов расчёта
3. Подготовить инструкцию для пользователя.
Исходными данными для аналитического продукта становятся следующие данные:
1. Свойства нефти в виде "Black Oil" (чёрная нефть) или в виде компонентного состава
2. Прогноз набор характеристик элемента "Sink" (сток) расчётной схемы Pipesim на каждый год расчётного периода
3. Система трубопроводов с заданными граничными условиями расчёта в формате программного комплекса Pipesim
Выходными данными в результате использования такого инструмента должны стать представленные для каждого расчётного цикла показатели: загрузки участка (объём перекачки), расчётные давления по участкам системы, скорость потока, температура потока, эрозионная скорость и другие.
1. Изучение проблемы и обоснование задачи
В настоящее время применяется два метода проведения динамического анализа на основе моделей PIPESIM: проведение многократных расчетов на основе одной модели с сохранением данных в стороннем файле и дублирование схемы трубопровода в модели с подстановками параметров разных лет. Опишем подробнее существующие методы и на основе анализа выделим требования к новой системе.
1.1 Метод многократного моделирования
Метод многократного моделирования заключается в использовании одной модели трубопровода в системе PIPESIM для многократного моделирования с показателями разных лет.
Приведем алгоритм данного метода:
1. Создание корректной модели трубопровода для интересующего участка.
2. Установка значений параметров первого года расчетного периода.
3. Проведение моделирования (расчетов).
4. Сохранение результатов в свободной форме в любом формате (. txt,. doc,. xlm,…)
5. Установка параметров следующего расчетного года.
6. Возврат на пункт 3.
Графическое представление работы алгоритма многократного моделирования изображены на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема работы метода многократного моделирования
Основными недостатками данного метода являются: необходимость постоянного присутствия пользователя во время работы, так как параметры на каждый год заносятся/вводятся в расчётную систему отдельно и вручную; не специфицированная форма хранения результатов моделирования; длительное время анализа (среднее время моделирования ?1мин.)
1.2 Метод дублирования моделей
Суть данного метода заключается в том, чтобы дублировать схему трубопровода в рамках одного файла модели PIPESIM. Алгоритм действий при данном методе выглядит следующим образом:
1. Создание схемы трубопровода интересующего нас участка в PIPESIM.
2. Дублирование созданной схемы либо по количеству лет для анализа, либо кратное ему.
3. Установка параметров трубопроводов для нескольких лет.
4. Проведение моделирования (расчет выходных параметров).
5. Разделение результатов для разных лет.
6. Сохранение результатов в свободной форме в любом формате (. txt,. doc,. xlm,…)
7. Установка параметров следующего расчетного периода.
8. Возврат на пункт 3.
Схема работы метода дублирования моделей изображена на рисунке 2 и так же, как и метод многоактного моделирования представляет собой цикл.
Рисунок 2. Схема работы метода дублирования моделей
У этого алгоритма есть преимущество. Оно является удобным средством для моделирования на небольшие периоды времени (до 7). Однако, данный метод сохранил недостатки метода многократного моделирования, добавив к ним еще проблему разделения полученных данных, а также увеличение времени моделировании (оно увеличивается кратно количеству периодов прогнозирования)
1.3 Требования к аналитическому инструменту
Изучив потребности, исходные данные и недостатки приведенных методов были выработаны требования к новому аналитическому инструменту.
1. Расчет параметров по периодам должен быть автоматизирован.
2. Возможность заполнения параметров для всех временных периодов сразу.
3. Отображение текущих параметров модели.
4. Корректировка и настройка сети.
5. Отсутствие постоянного обращения алгоритма к пользователю.
6. Сохранение всех промежуточных моделей в отдельных директориях.
7. Удобное и формализованное хранение результатов моделирования.
2. Выбор средства разработки
Компания Schlumberger является одной из лидирующих компаний в сфере разработки программного обеспечения для нефтегазовой промышленности, особенно в части разработанных ими программ моделирования (PIPESIM) и программ управления данными (ProdMan). Эти программы были успешно применены во многих случаях для моделирования и управления данными новых и существующих систем нефтегазовой добычи и распределения в ведущих нефтяных компаниях. [2]
2.1 Программный комплекс PIPESIM
PIPESIM был разработан компанией Baker Jardine. Компания Baker Jardine была образована в 1985 году для предоставления программного обеспечения и консультационных услуг для нефтегазового сектора. В апреле 2001 года, Baker Jardine была приобретена компанией Schlumberger.
Программный комплекс PIPESIM обеспечивает моделирование установившегося многофазного потока для нефтегазодобывающих систем. Отдельные модули PIPESIM используются для большого числа аналитических исследований, таких как: моделирование скважины, оптимизация механизированной добычи, моделирование трубопроводов и технологического оборудования, планирование разработки месторождения. [2]
PIPESIM - это набор модулей моделирования с применением передовых средств для разработки, проектирования и эксплуатации скважин, трубопроводов, промысловых объектов и сетей. Модули интегрированы таким образом, чтобы можно было построить полную модель системы добычи, начиная с месторождения и заканчивая центральным пунктом сбора, со специальными модулями по оптимизации работ в масштабе всего месторождения и по планированию разработки месторождения.
PIPESIM является частью решения по интегрированному моделированию месторождений Avocet Integrated Asset Modeler (Avocet JIAM), позволяющего интегрировать модели залежи, скважин и промыслового оборудования, систему сбора, подготовки, переработки и финансово-экономическую модель в единую систему управления добывающим активом.
Программный комплекс PIPESIM может применяться для решения задач моделирования добывающих и нагнетательных скважин, проектирования трубопроводов и систем подготовки продукции скважин, прогноза образования гидратов, прогноза появления гидратной пробки и определения ее размеров. [2]
2.2 Структура программного комплекса PIPESIM
Программный комплекс имеет в своем составе несколько многофункциональных блоков (рисунок 3). Каждый из них предназначен для разных видов работ и обладает ограниченным набором функций для моделирования и расчетов.
1. Анализ характеристик работы скважины
2. Трубопровод и оборудование
3. Модуль сетевого анализа
4. Оптимизация добычи (GOAL)
5. Многоствольные скважины (HoSim)
6. Сервисная программа разработки месторождения (FPT)
Преимущества программного комплекса PIPESIM:
§ Моделирование сетей сбора различных флюидов, систем нагнетания, магистральных трубопроводов.
§ Моделирование скважин и расчет потерь давления и температуры по скважине.
§ Моделирование и расчет различных видов смесей, в том числе вязкой и высоковязкой нефти.
§ Широкие возможности по автоматизации, используя технологию OpenLink. [2]
Рисунок 3. Структура программного комплекса PIPESIM
2.3 Технология OpenLink программного комплекса PIPESIM
Open Link может открыть доступ к функциям PIPESIM из сторонних программ. Программа, которая может автоматизировать моделирование в PIPESIM по стандартам компании Microsoft называется клиентом автоматизации. В свою очередь OpenLink называется сервером автоматизации. Типичным примером клиента автоматизации, использующего VBA (Visual Basic for Applications) являются макросы, которые написаны в таких программах, как Excel или Access на языках C++ или Visual Basic. Open Link обеспечивает открытую архитектуру, в которой вы можете контролировать и автоматизировать модели PIPESIM через пользовательские программы или макросы без использования ручного ввода данных и просмотра результатов посредством графического интерфейса. Для этого должен был применяться язык, адаптированный как к комплексу PIPESIM, так и к выбранной программе или языку программирования, на котором будет написан код автоматизации. В настоящее время рекомендуется использовать язык VBA. Для удобства пользователей и разработчиков в руководствах приведены примеры с использованием именно этого языка. OpenLink функционально разделен с ядром PIPESIM и включает в себя набор файлов - библиотек.
§ Основной файл Net32COM. dll, который обычно находится в директории программы и обеспечивает основу и базовые входы как для обоих типов сетей, так и для отдельных участков сети.net32COM. dll должен быть скопирован в директорию PIPESIM и зарегистрирован.
§ Другие файлы, которые поддерживает Net32COM. Например FluidModelCOM. dll и FlowCorrelationCOM, которые обеспечивают доступ к объявленным в моделях свойствам жидкостей и корреляции потока соответственно.
§ Каждый файл библиотеки в свою очередь содержит ряд интерфейсов, которые обеспечивают логически ограниченный набор функций. Каждый интерфейс включает в себя несколько методов в свободном доступе, таких как "set" и "get", которые устанавливают или только считывают значения. Например, в библиотеке FluidModelCOM определены два интерфейса: IBlackOil, для моделей черной нефти и ICompositional, для работы с моделями смеси. Свойства могут быть установлены (set) для объектов модели и последующего расчета или считаны (get) и скопированы в ячейки Excel. [1]
Структура модулей и интерфейсов приведена в таблице 1. [1]
Таблица 1 - Модули интерфейса OpenLink
|
Имя модуля |
Интерфейсы |
Комментарий |
|
|
Net32COM. dll |
INetModel |
Сетевые модели и операции |
|
|
ISingleBranchModel |
Модели и операции отдельной ветви трубопровода |
||
|
FlowlineObj |
Свойства и методы объектов трубопровода |
||
|
FluidModelCOM. dll |
IBlackOil |
Описание модели "черной нефти" |
|
|
ICompositional |
Описание модели флюида, заданного как композиция химических компонентов |
||
|
ViscosityData |
Характеристики вязкости |
||
|
FlowCorrelationCOM. dll |
CIFlowCorrelation |
Описание вертикальных и горизонтальных методик расчета |
|
|
PNSReaderCOM. dll |
Методы работы с результатами расчетов |
Таким образом, OpenLink является оптимальным инструментом для решения поставленных задач. Технология не требует отдельно установленных приложений, использует распространенный язык программирования (VBA). При помощи OpenLink можно управлять достаточным набором параметров для проведения аналитической работы. Более того, результаты сразу можно формировать в электронные таблицы, что очень удобно для дальнейшей интерпретации данных.
3. Практическая реализация
3.1 Требования к системе
Изучив потребности, исходные данные и недостатки приведенных методов были выработаны требования к новому аналитическому инструменту. Исходя из основных требований можно определить основные шаги нового алгоритма, а также логические блоки нового алгоритма. Расположим части нового алгоритма в порядке их использования для одного цикла расчетов.
1. Отображение текущих параметров модели.
2. Корректировка и настройка трубопроводной сети.
3. Заполнение параметров для всех временных периодов
4. Расчет параметров по периодам.
5. Выгрузка результатов моделирования в электронные таблицы.
6. Сохранение модели и результатов моделирования.
В таком алгоритме для пользователя нет повторяющихся шагов, все шаги выполняются линейно и однократно. Циклы расчета происходят автоматически на шаге "Моделирование". Необходимость контролировать процесс моделирования отсутствует, а значит освобождается рабочее время сотрудника на выполнение других работ. Для корректировки и настройки параметров трубопроводной сети следует ввести в программу тестовый запуск модели на расчет.
3.2 Алгоритмическое описание
Разработанный алгоритм получил название "Метод автоматизированного расчета параметров трубопроводных сетей". Схема работы данного метода изображена на рисунке 4. [4]
Наиболее длительными по времени в данном алгоритме являются шаги, связанные с расчетом моделей, так как для запуска расчетов на ядре PIPESIM требуется время. Среднее время расчета параметров сети составляет 1-2 мин, в зависимости от сложности и загруженности модели. Следовательно время, которое занимает работа программы кратна числу периодов, для который заданы значения.
Рисунок 4 Схема работы метода автоматизированного расчета параметров трубопроводов
Для того, чтобы понять схему взаимодействия ядра системы PIPESIM, интерфейса OpenLink и Excel приведем диаграмму последовательности для нового алгоритма (рисунок 5). Диаграмма опишет один (первый) цикл расчетов параметров модели. Далее операции повторяются, начиная с 7 для каждого временного периода. [5]
Рисунок 5 Диаграмма последовательности для метода автоматизированного расчета параметров трубопроводов
Опишем подробнее каждый из шагов разработанного алгоритма. Опишем требования к работе системы и представлению данных.
Создание модели трубопроводной сети. Модель трубопроводной сети создается графическими средствами PIPESIM либо используется построенная ранее модель в формате *. bpn (Приложение Б).
Выгрузка текущих параметров. Для того, чтобы понять корректно ли построена модель и от каких значений следует отталкиваться необходимо отобразить текущие настройки сети. Настройки должны быть разными для моделей черной нефти и моделей смеси. Текущие настройки отображаются как для источников и стоков, так и для всей модели в целом.
Тестовый запуск модели. Для настройки сети, корректировки значений отдельных параметров или единиц измерения следует провести тестовый запуск модели. Данный шаг должен выполняться без обращения пользователя к средствам программного комплекса PIPESIM. Тестовый запуск осуществляется в рабочей директории файла с текущими параметрами, выгруженными на предыдущем шаге. Результаты тестового моделирования доступны пользователю для анализа.
Установка параметров для всех периодов. Значения для новых периодов необходимо устанавливать для всех периодов сразу. В связи с этим требованием, необходимо представление пользователю формата для ввода новых значений. Самым удобным в было бы представление данных в формате электронных таблиц. Формат введения новых данных согласуется с формой представления данных о текущих настройках.
При установки значений следует учесть, что данные текущего периода являются значениями первого периода. Их можно изменять и изменения сохранятся в отдельную директорию, данные о начальных настройках не будут утеряны.
Расчет параметров трубопроводной сети. Расчет представляет собой повторяющуюся последовательность следующих шагов:
1. Применение установленных значений модели.
Новые значения считываются с установленных форматом ячеек и сохраняются в модели. Применение происходит отдельно для источников, стоков и для всей модели в целом.
2. Запуск модели на расчет.
Модель запускается на расчет столько раз, сколько периодов обозначено пользователем.
Следует обратить внимание на метод расчета периодов для моделирования. Пользователь может привести данные для разного количества периодов для разных элементов трубопроводной сети. В таком случае приложение определит минимальное число периодов для моделирования из 3 типов значений. Первое - количество периодов, для которых указаны общие значения модели. Второе - минимальное число периодов, для которых прописаны данные источников. Третье - минимальное число периодов, для которых прописаны данные стоков.
Таким образом, принцип вычисления периодов для расчета можно записать следующим образом:
Если
pj - число доступных периодов для j-ого источника,
pg - число доступных периодов для модели в целом,
pi - число доступных периодов для i-ого источника,
p - результирующее количество периодов, для которых будет проводиться анализ.
Тогда
p = min (pg, min (pj), min (pi)), (1)
при
j = число источников в модели,
i - число стоков модели.
3. Выгрузка результатов моделирования.
Результаты моделирования выводятся с группировкой по параметрам и по периодам расчетов для участков трубопровода.
Сохранение результатов моделирования. Для того, чтобы полученными данными модно было легко оперировать на любом из этапов работы программы необходимо предусмотреть создание рабочей директории для каждого из расчетных периодов, в которой будут располагаться необходимые файлы модели со значениями текущего периода. Результаты моделирования должны быть сгруппированы по периодам расчета или по параметрам.
3.3 Программная реализация
Для обеспечения работы алгоритма в системе используется 4 управляющие кнопки. Кнопка "1_Properties" обеспечивает выгрузку первоначальных входных данных, кнопка "2_Run" запускает тестовый расчет трубопроводной сети, кнопка "3_AfterRun" выгружает на страницы результаты пробного расчета, кнопка "4_FirstNew" обеспечивает расчет параметров трубопровода для установленных значений периодов. На рисунке 6 изображено соответствие между управляющими кнопками и шагами алгоритма программы.
Для программной реализации алгоритма было написано 20 процедур и 6 функций. Процедуры взаимосвязаны и являются решениями определенной подзадачи в алгоритме, некоторые из них используются многократно в процессе одного рабочего цикла. К каждой кнопке привязан макрос, являющийся процедурой-событием. Далее события вызывают другие процедуры и функции. Схема взаимодействия процедур и функций изображена на рисунке 7.
Рисунок 6. Схема соответствия алгоритма управляющим элементам
Опишем подробно каждую из написанных функций. Описание приведем последовательно вызову этих функций в ходе работы программы по следующему шаблону:
1. Название функции.
2. Задача, которую решает данная функция.
3. Входные параметры.
4. Возвращаемое значение.
Рисунок 7. Схема взаимодействия процедур и функций программы
Процедура Boundary_Click (). Данная процедура предназначена для определения типа модели (модель черной нефти или модель смеси), отображения текущих установленных значений параметров трубопроводной сети, а также для предварительной очистки всех страниц приложения. Код процедуры приведен в разделе "Процедура Boundary_Click ()" (Приложение В).
Процедура flowCor (n). Данная процедура определяет значения свойств панели "Корреляция потока" для всех типов моделей. Входной параметр - номер строки, на которой должна располагаться первая строчка таблицы с данными. Данный параметр необходим так как для двух типов моделей данная таблица имеет различное расположение на странице. Код процедуры приведен в разделе "flowCor (n)" (Приложение В).
Процедура SinkPage (). Данная процедура выгружает данные о стоках на страницу "Sinks". Код процедуры приведен в разделе "SinkPage ()" (Приложение В).
Процедура SourceComp (). Процедура выгружает данные об источниках моделей смеси на страницу "Sources". Для каждого источника считываются и отображаются данные компонентного состава, а также давление, температура и скорость движения газа. Код процедуры приведен в разделе "SourceComp ()" (Приложение В).
Процедура SourceBO (). Процедура обеспечивает выгрузку данных об источниках для моделей черной нефти на страницу "Sources". Список параметров четко фиксирован. Данные доступны для изменения, что отмечено цветом на странице. Код процедуры приведен в разделе "SourceBO ()" (Приложение В).
Процедура Prop (). Процедура обеспечивает выгрузку параметров модели в целом для моделей черной нефти и смесей. Данная функция вызывает функции BOProp () и CProp () для выгрузки параметров для каждого из типов сетей. Код процедуры приведен в разделе "Prop ()" (Приложение В).
Процедура BOProp (). Процедура является частью процедуры Prop (). Ее основной задачей является выгрузка параметров трубопроводной сети для моделей черной нефти. Код процедуры приведен в разделе "BOProp ()" (Приложение В).
Процедура CProp (). Процедура предназначена для выгрузки компонентного состава для модели смеси в целом. Код процедуры приведен в разделе "CProp ()" (Приложение В).
Процедура Run_Button (). Данная процедура просто вызывает функцию Run_Click (filename). Введение процедуры в программу было вызвано тем, что на процедуру с входящей переменной нельзя назначать как событие для кнопки. Код процедуры приведен в разделе "Процедуры запуска моделеи" (Приложение В).
Процедура Run_Click (filename). Процедура обеспечивает запуск модели на расчет. Входящим параметром для процедуры является имя файла модели с расширением *. bpn. Код процедуры приведен в разделе "Процедуры запуска модели" (Приложение В).
Процедура AfterRun_Click (). Процедура обеспечивает выгрузку результатов моделирования на листы "Branch_Out", "Source_Out", "ProfilePlot". Код процедуры приведен в разделе "AfterRun_Click ()" (Приложение В).
Процедура Output (period). Процедура вызывается событием AfterRun_Click (). Даная процедура обеспечивает вывод результатов расчета для источников на страницу "Source_Out". Входным параметром для процедуры является период, для которого ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "Output (period)" (Приложение В).
Процедура Branch_Out (filename, period). Процедура вызывается событием AfterRun_Click (). Даная процедура обеспечивает вывод результатов расчета для участков трубопровода в сводные таблицы на страницу "ProfilePlot". Входным параметром для процедуры является полное имя файла, а также период, для которого производится расчет. Код процедуры приведен в разделе "Branch_Out (filename, period)" (Приложение В).
Функция Result (filename, period). Функция вызывается событием AfterRun_Click (). Даная функция обеспечивает вывод результатов расчета для участков трубопровода для четко установленного списка параметров таблицы на страницу "Branch_Out". Входными переменными для функции является имя файла, а также период, для которого ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "Result (filename, period)" (Приложение В).
Процедура firstNew (). Данный метод обеспечивает расчет и применение параметров сети трубопровода для периодов. Данная процедура вызывает множество других функций, обеспечивающих выполнение той или иной задачи. Код процедуры приведен в разделе "firstNew ()" (Приложение В).
Процедура SetSinks (filename, period). Процедура обеспечивает применение установленных значений для всех стоков сети. Входными параметрами является файл модели, которой будет применяться значения, а также текущий период. Код процедуры приведен в разделе "SetSinks (filename, period)" (Приложение В).
Процедура SetCO (filename, n, m, period). Процедура обеспечивает применение и сохранение новых значений для модели смеси. Входными параметрами является полное имя файла модели, номер строка и столбец для нового набора значений, а также период, для которого ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "Процедуры установки значений для моделей смеси" (Приложение В).
Процедура SetBO (filename, n, m, period). Процедура обеспечивает применение и сохранение новых значений для черной нефти. Входными параметрами является полное имя файла модели, номер строки и столбца для нового набора значений, а также период, для которого ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "Процедуры установки значений для модели черной нефти" (Приложение В).
Процедура SetSCO (filename, n, m, period). Процедура обеспечивает применение и сохранение новых значений для источников модели смеси. Входными параметрами является полное имя файла модели, номер строки и столбца, в котором прописано имя источника, а также период, для которого ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "Процедуры установки значений для моделей смеси" (Приложение В).
Процедура SetSBO (filename, n, m, period). Процедура обеспечивает применение и сохранение новых значений для источников модели черной нефти. Входными параметрами является полное имя файла модели, номер строки и столбца, в котором прописано имя источника, а также период, для которого ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "Процедуры установки значений для модели черной нефти" (Приложение В).
Процедура Group (period). Процедура предназначена для группировки выгруженных значений на странице "ProfilesPlot". Входным параметром для процедуры является общее количество периодов, для которых ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "Group (period)" (Приложение В).
Функция newFile (filename, period). Функция обеспечивает создание отдельной директории и копирование туда файла модели в расширением *. bpn для каждого расчетного периода. Входными данными для функции является полное имя исходного файла модели, а также период, для которого ведется расчет. Код процедуры приведен в разделе "newFile (filename, period)" (Приложение В).
Функция periodi (). Функция обеспечивает расчет количество периодов модели черной нефти, согласно минимальному значению, как было описано в алгоритме. Код процедуры приведен в разделе "Функции работы с периодами" (Приложение В).
Функция PeriodiBO (row, column, sheets). Функция определяет количество периодов для источников модели черной нефти. Код процедуры приведен в разделе "Функции работы с периодами" (Приложение В).
Функция PeriodiCO (row, column, sheets). Функция определяет количество периодов для источников модели смеси. Код процедуры приведен в разделе "Функции работы с периодами" (Приложение В).
Функция Per (). Функция обеспечивает расчет количество периодов модели смеси, согласно минимальному значению, как было описано в алгоритме. Код процедуры приведен в разделе "Функции работы с периодами" (Приложение В).
3.4 Руководство пользователя
3.4.1 Общие сведения
Данное приложение предназначено для расчета параметров трубопроводных сетей по годам. Более того, приложение позволяет производить настройку трубопроводов, не открывая программный комплекс PIPESIM.
Для работы программы необходим установленный на рабочем компьютере PIPESIM версии, не более 2008.
Данная система не требует установки. Для работы с ней необходимо скопировать на жесткий диск файл "Расчет параметров трубопроводных сетей. xlsm".
3.4.2 Интерфейс пользователя
Программа представляет собой книгу Excel, состоящую из 7 рабочих листов:
1. Main (Основной)
2. Sources (Скважины)
3. Sinks (Стоки)
4. Branch_Out (Данные расчетов для труб)
5. Source_Out (Данные расчетов для скважин)
6. Units (Единицы измерения)
7. Profiles Plot (Профиль трубопровода)
Опишем подробнее распределение информации по листам. А также опишем списки параметров, доступных на каждом из них.
Main (Основной). На данном листе располагается основная информация о модели в целом, управляющие кнопки и справочная информация для пользователя. На рисунке 8 отмечены 3 основные части рабочего листа.
Первая из них является управляющей. В верхнем левом углу, в ячейке "А1" указывается полное имя файла. Рабочие кнопки расположены и пронумерованы согласно порядку их использования. Тут же размещены подсказки для пользователя, в виде справки и счетчиков рассчитанных периодов.
Вторая рабочая часть листа содержит общие параметры модели. Для моделей черной нефти это данные о вязкости (Viscosity Data) и корреляции потока (Flow Correlations). Для моделей смеси это только данные о потоке. Представленные в этих таблицах данные доступны только для чтения.
Рисунок 8. Станица "Main" для моделей черной нефти
Для моделей смеси рабочие области расположены так, как показано на рисунке 9. Иной внешний вид обусловлен тем, что для моделей смеси набор свойств меньше, чем для моделей черной нефти. Более того, данные имеют другую структуру и изменению во времени полежит компонентный состав смеси.
Третья рабочая область содержит данные для редактирования. Заполненные данные можно заменить для пересчета, а в свободные области следует вводить данные для новых периодов. Область для ввода и корректировки данных выделена голубым цветом (обозначение для ячеек описано в первой рабочей части листа).
Рисунок 9. Станица "Main" для моделей смеси
Sources (Скважины). Второй лист содержит параметры, которые установлены для источников (скважин). Список этих параметров является ограниченным. В него входят давление, температура и скорость для разного типа потоков. Далее списки различаются для разных видов моделей (рисунок 10).
Для моделей смеси (на рисунке справа) второй лист заполняется компонентным составом смеси на источниках с указанием массовой доли того или иного компонента в смеси. Для моделей черной нефти (на рисунке слева):
§ обводненность (watercut),
§ плотность дегазированной нефти (DOD),
§ удельная плотность воды (Water SG),
§ удельная плотность попутного газа (Gas SG),
§ расход газа в виде газового фактора (GOR - gas-oil ratio, GLR - gas-liquid ratio).
Рисунок 10. Станица "Sources"
Sinks (Стоки). Третий лист (рисунок 11) содержит данные о стоках (нефте - и газосборниках). Данные на листе изменяемы, возможна установка новых значений для периодов. Среди параметров указывается температура, давление и скорость потока.
Рисунок 11 Станица "Sinks".
Branch_Out (Данные расчетов для труб). Четвертый лист (рисунок 12) содержит результаты моделирования для участков трубопровода. Данные сгруппированы по характеристикам и представлены для все расчетных периодов.
Рисунок 12. Станица "Branch_out"
Список параметров строго фиксирован и содержит следующие характеристики после моделирования:
§ давление,
§ температура,
§ скорость движения жидкости,
§ скорость движения газа,
§ обводненность.
Source_Out (Данные расчетов для скважин). Пятый лист (рисунок 13) содержит результаты моделирования для источников (скважин) трубопровода. Данные доступны только для чтения и разделены по характеристикам в таблицах на все расчетные периоды. Список параметров идентичен списку со страницы "Branch_Out".
Рисунок 13. Станица "Source_out"
Units (Единицы измерения). Шестая страница (рисунок 14) является вспомогательной и содержит данные для перевода единиц измерения в программе. Такая возможность предусмотрена для всех показателей.
Рисунок 14. Станица "Units"
Данные отображаются следующим образом. Сначала описан показатель, для которого применяется та или иная единица измерения. Далее указывается единица измерения, в которой система забирает данные из PIPESIM, коэффициент перевода и обозначение новой единицы измерения.
ProfilesPlot (Профиль трубопровода). На последнем листе (рисунок 15) представлены выходные данные для участков трубопровода. Данные отображаются для всех показателей и сгруппированы по периодам.
Рисунок 15. Станица "ProfilesPlot"
Лист содержит данные для всех участков трубопровода, для всех периодов для фиксированного списка параметров:
· скорость жидкости (liquid velocity),
· простой жидкости (liquid holdup),
· скорость движения газа (gas velocity),
· средняя скорость флюида (fluid mean velocity),
· высота гидростатического давления (hydrostatic head),
· массовая скорость потока (mass flowrate),
· объемный расход жидкости (flowing liquid volume flowrate),
· расход газа (flowing gas flowrate),
· объемный расход газа (flowing gas volume flowrate),
· объемный расход нефти (flowing oil volume flowrate),
· обводненность (flowing watercut),
· средний объём пробки (mean slug volume),
· средняя длина пробки (mean slug length),
· средняя частота пробки (mean slug frequency),
· вклад трения в градиент давления (contribution of the friction to the pressure gradient),
· эрозионная скорость (errosional velocity).
3.4.3 Работа с программой
До начала работы.
Работа с программным средством начинается с создания модели трубопроводов для черной нефти или смесей. Данная модель создается графическими средствами PIPESIM. Также можно использовать готовые модели трубопроводов.
Для работы приложения не обязательно оставлять открытым как используемые модели, так и саму систему PIPESIM в целом. Приложение работает в асинхронном режиме и никаких более операций пользователя с моделями не требует. Исключением являются только случаи обнаружения ошибок. Программный продукт позволяет оперировать только с ограниченным списком параметров. Если аналитиком обнаружена ошибка в модели или тех данных, которые не управляются приложением, необходимо корректировка средствами PIPESIM.
Файл модели с расширением *. bpn необходимо разместить в отдельную папку, так как при моделировании PIPESIM создает рабочие файлы и папки в директории модели.
В ячейке "А1" первого листа необходимо указать полный путь к файлу модели. Программный комплекс распознает только латинские буквы в директории файла. Например, можно использовать директорию "С: \\Temp\. "
Первые три кнопки приложения предназначены для первоначально настройки и проверки корректности модели. Последняя кнопка запускает расчет параметров по периодам.
Просмотр установленных параметров трубопровода.
Для просмотра текущих параметров трубопровода необходимо нажать кнопку "1_Properties". Нажатие данной кнопки инициирует считывание текущих настроек трубопроводной сети и распределяет их по первым трем листам.
Первый лист ("Main") заполняется общими показателями. Второй ("Sources") - показателями источников. Третий лист ("Sinks") - показатели стоков.
Перед считыванием текущих параметров производится очистка всех листов приложения. Поэтому при повторном использовании данной кнопки после расчетов данные на страницах результатов будут удалены.
В случае, когда для компонент сети установлены частные составы или отдельные параметры, система возвращает пользователю их значения. Запись характеристик происходит следующим образом. Сначала записываются общие показатели, установленные для системы. Если для источников или стоков установлен частный состав, то все параметры переписываются из локального профиля. Если некоторые параметры переназначены для указанных элементов, то они переписываются и в таблицах результатов.
Настройка единиц измерения.
После выгрузки текущих установок трубопроводной системы необходимо настроить единицы измерения для последующей работы с программой. Эта возможность доступна на странице "Units".
В третьем и четвертом столбцах листа указаны единицы измерения, в которых была произведена выгрузка текущих параметров и будут производиться дальнейшие расчеты. Для изменения необходимо ввести новое наименование единицы измерения в четвертом столбце и соответствующий коэффициент для перевода из предустановленных единиц измерения, в которых работает PIPESIM (они указаны в первом столбце), в пользовательские в третьем столбце.
Для того, чтобы применить внесенные изменения потребуется снова воспользоваться кнопкой "1_Properties". После чего текущие показатели перепишутся в новых единицах измерения.
Запуск модели на расчет.
Чтобы запустить расчет показателей трубопроводной сети необходимо использовать кнопку "2_Run". Нажатие этой кнопки запускает расчет выходных параметров трубопроводной сети.
При работоспособной модели и корректной работе приложения в ячейке "F3" появится запись "Simulating…", откроется рабочее окно PIPESIM. Его не требуется контролировать и просматривать. О его наличии можно судить по панели задач (рисунок 16).
При завершении расчета в ячейке "F3" появится "Finished". Данная запись свидетельствует о завершении процесса расчета и готовности к выгрузке результатов моделирования.
В случае возникновения ошибок при запуске модели появится сообщения об ошибках программного комплекса PIPESIM. Моделирование будет прервано, файлы результатов не будут созданы. В случае, если моделирование не произошло, а сообщения об ошибке не было, следует искать неточности в установленных данных. Например, значения некоторых параметров могут иметь допустимые границы и т.д. Отсутствие файла результатов может быть выявлено на следующем шаге.
Просмотр результатов моделирования.
Для выгрузки результатов пробного моделирования необходимос воспользоваться кнопкой "3_After_Run". Результаты моделирования заполнят следующие листы: "Branch_Out", "Source_Out", "ProfilesPlot". На указанных листах появятся результаты расчетов для одного (текущего) периода. Формат введенных значений и иллюстрации описаны в пункте 2. настоящей главы.
В случае, если моделирование прошло с ошибками или по причине некорректности установленных данных файлы результатов не были созданы появится сообщение об ошибке, как показано на рисунке 17.
Рисунок 16. Индикаторы запуска модели
Рисунок 17. Сообщение об ошибке
В данной ситуации следует проверить корректность введенных данных или произвести запуск модели средствами PIPESIM, для отладки модели трубопроводной сети.
Установка значений для периодов.
Процедура установки значений для периодов для двух типов моделей разная. Опишем подробно указанную процедуру для каждой из них.
Для моделей черной нефти (Black Oil Model). На рисунке 18 отмечены ячейки для вода значений для последующих периодов. Для моделей черной нефти возможно установка значений параметров по периодам для модели в целом (на рисунке справа), частные характеристики для источников (на рисунке внизу слева) и стоков (на рисунке вверху слева).
Рисунок 18. Установка значений периодов для моделей черной нефти
Следует обратить внимание, что число заполненных столбцов (периодов, для которых введены значения) должны совпадать для всех трех случаев. Более того, значения должны быть установлены для каждого источника или стока. В обратном случае программа вычислит значения для минимума установленных для всех пунктов периодов. Если какая-то из рабочих ячеек, предназначенных для установки новых значений, окажется пустой, то указанному параметру ничего не будет присвоено. Это может вызвать появление ошибок или некорректные результаты расчетов.
Для моделей смеси (Compositional Model). Для моделей смеси значения также могут быть установлены для всего трубопровода в целом, для каждого из источников и стоков. Не рисунке 19 изображены области для введения новых данных для периодов для каждого из случаев.
В случае модели смеси также должны быть обязательно заполнены все ячейки для каждого из периодов. Однако, если в модели указан только общий состав, без указания частных компонентных составов для источников, или наоборот, то указывать значения для периодов нужно только для тех элементов, для которых компонентный состав был определен. Значения для стоков должны быть указаны обязательно.
Рисунок 19. Установка значений периодов для моделей смеси (вверху слева - для модели в целом, внизу слева - для стоков, справа - для источников)
Количество периодов, для которых будет производиться расчет также будет определен по минимальному из установленных значений, не учитывая нулевые значения для объектов без указания состава.
В случае, если параметры для источников и стоков не были определены в частном порядке, для них выводятся общие для трубопроводной сети значения. Однако в случае внесения изменений они будут записаны в локальный профиль элемента.
Расчет параметров трубопровода по годам.
Для запуска расчета параметров трубопровода по годам необходимо воспользоваться кнопкой "4_FirstNew". Данная кнопка запускает расчет параметров трубопроводной сети погодам и выдает результаты на листы "Branch_Out", "Source_Out", "ProfilesPlot". Расчет происходит начиная с первого (текущего) периода в единицах измерения, установленных на листе "Units". Формат представления результатов описан в пункте 2 текущей главы.
Расчет производится автоматически и не требует участия пользователя. Для контроля текущего состояния расчетов на основном (первом) листе приложения расположен счетчик рассчитанных периодов (рисунок 20), что позволяет контролировать завершенность процесса.
Рисунок 20 Счетчик рассчитанных периодов
Рисунок 21 Рабочая директория после моделирования (пример для 3-ех периодов)
По окончании моделирования число рассчитанных периодов будет равно числу установленных. Листы заполнятся необходимыми данными, а в рабочей директории файла будут созданы пронумерованные папки (рисунок 21).
Номер папки будет соответствовать номеру расчетного периода. В ней будет размещена копия начальной модели с установленными параметрами для этого периода и рабочими файлам расчета. Тем самым существует возможность просматривать модель для каждого из периодов.
Подобные документы
Описание разработанной подсистемы автоматизации, алгоритм ее работы. Структуры базы данных и составных частей подсистемы. Затраты на разработку программного продукта и эффект от внедрения подсистемы. Руководство по работе с программным комплексом.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 02.02.2009Разработка модуля автоматизации продажи автозапчастей. Проектирование информационной системы на основе базы данных в среде Microsoft SQL Server 2008. Структуры диалога и программного обеспечения. Описание запросов и отчетов к БД. Создание средств защиты.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.12.2014Основные возможности программного пакета Microsoft Excel, его популярность среди бухгалтеров и экономистов. Использование математических, статистических и логических функций. Определение частоты наступления событий. Особенности ранжирования данных.
презентация [1,1 M], добавлен 22.10.2015Исследование возможности автоматизации забора и анализа статистических данных из различных систем. Разработка удобного и масштабируемого программного продукта для автоматизации построения маркетинговых отчетов. Защита внутрикорпоративной информации.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 28.01.2014Проблемы автоматизации менеджмента в турфирмах для повышения эффективности систем управления и безопасности, расширения числа клиентов, решения маркетинговых задач. Внедрение компьютерных систем бронирования на примере Fidelio Hotel Management System.
курсовая работа [268,3 K], добавлен 07.01.2015Характеристика программного продукта Microsoft Outlook 2000. Принципы работы с редактором электронных таблиц Microsoft Excel и текстового редактора Microsoft Word. Методические указания при работе с СУБД Access. Анализ системы управления базами данных.
контрольная работа [116,3 K], добавлен 13.11.2010Технология формирования исходной матрицы числовой экономико-математической модели на основе заданной информации. Алгоритм решения задачи программным комплексом на примере использования Excel. Процедура возврата результатов решения в электронную таблицу.
методичка [38,4 K], добавлен 05.07.2010Порядок контроля и приемки программного продукта, предназначенного для автоматизации процесса анализа эффективности инвестиций и капитальных вложений. Состав входной и выходной информации. Описание функций программного комплекса. Руководство пользователя.
курсовая работа [436,8 K], добавлен 28.05.2013Определение параметров линейной зависимости из графика. Метод парных точек. Метод наименьших квадратов. Блок-схема программного комплекса в Microsoft Visual Studio и Microsoft Excel. Инструкция пользователя, скриншоты. Общий вид программного кода.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 29.11.2014Понятие и специфика автоматизированных систем. Описание методики разработки программы для автоматизации. Ее тестирование и отладка. Внедрение АС в работу предприятия. Расчет экономического эффекта от разработки и реализации программного продукта.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 23.06.2015
