Ученые РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина и ИПУ РАН разработали технологию экспресс-анализа качества природного газа с помощью нейросети. Это позволяет определять показатели качества пробы за несколько секунд вместо 20‑40 минут с помощью газовой хроматографии. Новая разработка улучшит мониторинг качества газа и повысит оперативность реагирования на нештатные ситуации.
«Учитывая значение газотранспортной системы для экономики, инновации, повышающие безопасность и надежность снабжения, сегодня очень важны», – подчеркнул один из разработчиков нейросетевой модели доцент кафедры автоматизации технологических процессов Губкинского университета Иван Брокарев.
Новая технология успешно протестирована на реальных производственных объектах. Испытания показали, что точность измерений соответствует нормативам для коммерческого учета. Результаты исследования опубликованы в журнале «Вестник Томского государственного университета».
Ученые разработали нейросеть, обученную на данных о более миллиона газовых смесей, и модель псевдогаза для математического описания их многообразия. Эти инструменты сократили количество измеряемых параметров до скорости звука, теплопроводности и концентрации углекислого газа, которые нейросеть определяет самостоятельно. Традиционный анализ с газовым хроматографом оценивает десятки компонентов за 40 минут.
На втором этапе проекта разработана методика многоэтапной оценки точности анализа газа с помощью нейросети для повышения достоверности результатов. Исследован компактный измерительный модуль для снятия показателей и передачи их на вычислительный блок, который можно устанавливать на узлах учета и других объектах газотранспортной системы.
Сегодня около 99% анализов качества природного газа выполняются с помощью газовой хроматографии, которая дорога, громоздка и требует регулярного обслуживания. Новый метод позволяет анализировать качество газа в реальном времени с помощью доступных приборов стоимостью до сотен тысяч рублей.
Доля альтернативных методов анализа газа менее 1%. Нейросетевой подход может изменить это, сделав контроль качества быстрым и доступным. Технология адаптируется под разные задачи: анализ природного и биогаза, СПГ, мониторинг после гидроразрыва пласта.
Газотранспортная система России – самая протяженная в мире (более 180 тыс. км), входит в Единую систему газоснабжения (ЕСГ), охватывающую добычу, переработку, транспортировку, хранение и распределение газа в европейской части и Западной Сибири.
Качество природного газа важно для его транспортировки и использования. Состав газа варьирует между месторождениями и внутри трубопроводов, что усложняет учет, определение стоимости и работу оборудования. Традиционные методы контроля газа не справляются с современными вызовами, такими как рост доли трудноизвлекаемых ресурсов, использование нетрадиционных источников (СПГ, биогаз) и требования к оперативности и точности учета. Ученые и инженеры Губкинского университета и ИПУ РАН разрабатывают инновационные решения для цифровизации и интеллектуализации нефтегазовой отрасли.
Источник: naked-science.ru
распечатать статью