Реферат 8
Определения, сокращения, обозначения 15
Введение 16
1 Синтез и разрушение эмульсий 17
1.1 Нефтяные эмульсии 17
1.2 Методы синтеза эмульсий 18
1.2.1 Синтез эмульсий на промысле 19
1.3 Методы разрушения эмульсий 20
1.3.1 Разрушение эмульсий с помощью ультразвука 20
2 Выбор метода исследования дисперсного состава эмульсий и обзор аналогов 30
2.1 Ультразвуковая спектроскопия 30
2.2 Электрохимическая импедансная спектроскопия 32
2.3 Лазерная дифракция 33
2.4 Оптическая микроскопия 34
2.5 Анализ методов измерения распределения глобул дисперсной фазы по
размерам 36
2.6 Аналоги разрабатываемого устройства 37
3 Разработка стенда физического подобия 42
3.1 Аппаратное обеспечение 42
3.1.1 Разработка устройства для подготовки эмульсии 42
3.1.2 Разработка информационно-измерительной системы 45
3.2.1 Алгоритмическое обеспечение 47
4 Выбор алгоритма сегментации для обработки микрофотографий 50
4.1 Детектор границ Кэнни 51
4.2 Оператор Собеля 51
4.3 Оператор Превитта 52
4.4 Перекрестный оператор Робертса 53
4.5 Преобразование Хафа 54
4.6 Сравнение алгоритмов 55
5 Экспериментальная часть 57
5.1 Проведение экспериментов с целью выявления оптимального режима
работы устройства для подготовки эмульсии 57
5.2 Проведение экспериментов с целью получения статистической
характеристики распределения глобул эмульсии по размерам 59
6 Концепция стартап-проекта 63
6.1 Описание продукта 63
6.2 Интеллектуальная собственность 65
6.3 Объем и емкость рынка 65
6.4 Анализ современного состояния и перспектив развития отрасли 67
6.5 Планируемая стоимость продукта 69
6.6 Конкурентные преимущества и сравнение технико-экономических
показателей с аналогами 73
6.7 Целевые сегменты потребителей создаваемого продукта 74
6.8 Бизнес-модель проекта 75
6.8.1 Производственный план 75
6.8.2 Организационная структура и оплата труда 77
6.8.3 План продаж 78
6.9 Стратегия продвижения 80
7 Социальная ответственность 81
7.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 82
7.2 Производственная безопасность 84
7.2.1 Производственные факторы, связанные с электрическим током,
вызываемым разницей электрических потенциалов, под действие которого попадает работающий; 86
7.2.2 Производственные факторы, связанные с аномальными
микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождении работающего: температурой и относительной
влажностью воздуха 87
7.2.3 Производственные факторы, связанные с акустическими
колебаниями в производственной среде 88
7.2.4 Производственные факторы, связанные с отсутствием или
недостатком необходимого искусственного освещения 90
7.2.5 Производственные факторы, связанные с электромагнитными полями, неионизирующими ткани тела человека переменного характера, связанного с наличием электромагнитных полей промышленных частот 92
7.3 Экологическая безопасность 93
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 94
7.5 Вывод по разделу социальная ответственность 96
Заключение 98
Список публикаций студента 99
Список использованных источников 100
Приложение A (обязательное) Choice of approach for measuring droplet size distribution and review device analogue 108
Приложение Б (обязательное) Структурная схема 121
Приложение В (обязательное) Материальные затраты 122
Приложение Г (обязательное) Заработная плата и начисления з 123
Приложение Д (обязательное) Бизнес-модель по А.Остервальдер 125
Повышение эффективности и рентабельности процессов подготовки товарной нефти является одной из приоритетных задач нефтегазового сектора отечественной экономики, однако научные достижения, имеющиеся в данной области, требуют дальнейшего развития. В частности, не решены вопросы недостатка данных для разработки достоверных математических моделей процессов разрушения нефтяной эмульсии, а также входных сигналов для регулирования процессов управления аппаратами для подготовки нефти.
Нефть, добываемая на месторождениях, представляет из себя водомасляную эмульсию, то есть дисперсную систему, состоящую из двух и более несмешивающихся жидкостей, одна из которых распределена в другой в виде шаровых капель. Анализ дисперсного состава - это процесс получения статистических данных о размерах дисперсной фазы эмульсии. На сегодняшний день на промысле его производят порядка двух раз в месяц и вручную, тем временем распределение капель по размерам несет информацию о свойствах эмульсии в таких аспектах, как скорость деградации, долговременная стабильность, вязкость и другие [1]. Зная распределение капель по размерам конкретной нефтяной эмульсии, можно подобрать наиболее рациональные способы её разрушения и тем самым увеличить эффективность процессов подготовки нефти.
Объектом исследования являются водомасляные эмульсии и нефть, в частности. Объектом проектирования является стенд физического подобия, предназначенный для анализа дисперсного состава водомасляных эмульсий.
Таким образом, целью диссертационной является разработка стенда физического подобия «Исследование дисперсного состава водомасляных эмульсий».
Результатом выполнения выпускной квалификационной стал спроектированный стенд физического подобия «Исследование дисперсного состава водомасляных эмульсий».
В рамках выполнения работы были осуществлены проектирование и сборка аппаратной части, а также разработка алгоритмического обеспечения системы: были разработаны алгоритмы динамического и статического режима работы стенда. Также были исследованы методы создания эмульсий и определен наиболее подходящий - использование механической энергии, а именно мембранного насоса.
В ходе обзора методов измерения распределения размеров глобул эмульсии по размерам было выявлено, что наиболее подходящим методом для решения поставленных задач, является оптическая микроскопия. Предлагаемое решение для уменьшения времени анализа и увеличения эффективности оптического метода - использование информационноизмерительной системы на основе системы машинного зрения и наличие динамического режима работы системы.
Кроме того, были рассмотрены алгоритмы сегментации для обработки микрофотографий и выявлен наиболее эффективный для решаемой задачи распознавания глобул на изображении алгоритм - преобразование Хафа.
В ходе выполнения работы были определены параметры оптимального режима работы устройства для подготовки эмульсии, а также проведен анализ дисперсного состава эмульсии в статических и динамических образцах, в ходе которого были получены статистические характеристики распределения капель дисперсной фазы по размерам.
