Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Оптимизация технологического режима работы компрессорной станции по методологии «Шесть сигм»

Шесть сигм (англ. Six sigma) – один из методов управления бизнес-процессами, основанный на проведении статистической оценки фактов, данных процесса, систематическом поиске и разработке мероприятий по повышению уровня выхода годной продукции, их последовательному внедрению и последующему анализу безошибочности процессов.

В статье рассматриваются аспекты управления производственными процессами с применением концепции «Шесть сигм» на объекте сбора, подготовки и транспортировки попутного нефтяного газа (ПНГ), приводится пример применения инструментов методологии «Шесть сигм» для оптимизации технологического режима одного из объектов ООО «РН-Юганскнефтегаз».

16.07.2017 Инженерная практика №04/2017
Сорочайкин Евгений Яковлевич Начальник смены ООО «РН-Юганскнефтегаз»

Название концепции «Шесть сигм» происходит от греческой буквы «сигма», σ, обозначающей в статистическом анализе понятие среднеквадратического отклонения. В рамках данного метода уровень безошибочности производственного процесса определяется по числу σ, соответствующему удельному весу бездефектной продукции в процентах на выходе процесса. Процесс с качеством «6σ» на выходе характеризует 99,99966% вероятность отсутствия дефектов (не более 3,4 дефектов на 1 млн операций) [1].

Совершенствование бизнес-процессов может осуществляться путем применения к ним наборов различных инструментов, в том числе и статистических: диаграмма Паретто, метод контрольных карт Шухарта,диаграмма Исикавы, корреляционный и регрессионный анализ и др. (рис. 1).

Отражение принципа действия Шесть сигм на улучшении процессов
Рис. 1. Отражение принципа действия «Шесть сигм» на улучшении процессов

Технология «Шесть сигм» универсальна и способна решать поставленные задачи в любой области, включая процессы добычи, подготовки и транспортировки нефти и газа.

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

В число важнейших направлений деятельности современных нефтегазовых предприятий входит сокращение объемов сжигания ПНГ на факельных установках. Поэтому объектом применения инструментов «Шесть сигм» была выбрана компрессорная станция (КС).

На объекте эксплуатируются три газоперекачивающих агрегата (ГПА). Планируется строительство второго пускового комплекса, включающего в себя четвертый резервный агрегат.

Рис. 2. Причины сжигания попутного нефтяного газа на компрессорной станции
Рис. 2. Причины сжигания попутного нефтяного газа на компрессорной станции

На момент подготовки настоящей статьи из-за отсутствия резервного ГПА во время проведения технического обслуживания и ремонта при работе двух агрегатов в режиме «магистраль» на «факел» направлялось порядка 77% общего объема ПНГ, сжигаемого на факельной установке компрессорной станции (КС) (рис. 2).

Сложившуюся проблему предлагается решить с использованием концепции «Шесть сигм», улучшение процессов по которой осуществляется за пять последовательных шагов: Определение, Измерение, Анализ, Совершенствование и Контроль [2].

ЭТАП «ОПРЕДЕЛЕНИЕ»

Результатом этапа «Определение» становится паспорт проекта, в котором перечислено все, что необходимо улучшить. Паспорт проекта содержит описание проблемы и включает данные о масштабах проблемы и ее финансовом влиянии на прибыль организации. Область применения проекта и цели, которые должны быть реализованы к концу проекта, должны быть четко определены как в отношении производства (включая при необходимости вопросы безопасности), так и в отношении финансов [3].

В рассматриваемом случае на этапе «Определение» была поставлена цель – снизить объемы сжигаемого газа при технологическом обслуживании и ремонте (ТОиР) газоперекачивающих агрегатов. Были определены команда и границы проекта, а также с учетом результатов исследования – остановки на техническое обслуживание ГПА-1 в 2014 и 2015 годах. Было запланировано проведение испытания технологического режима компрессорной станции при параметрах, полученных в результате анализа работы объекта с помощью инструментов концепции «Шесть сигм».

ЭТАП «ИЗМЕРЕНИЯ»

На этапе измерений должны быть собраны все данные о факторах (переменных), оказывающих влияние на проблему. В рамках проекта на стадии «Измерение» был осуществлен сбор, сортировка и изучение всей необходимой информации для проведения дальнейшего анализа: режимные листы, технологические карты объектов подготовки нефти и компрессорной станции.

ЭТАП «АНАЛИЗ»

Цель этапа «Анализ» состоит в выявлении основных причин проблемы и источников их возникновения (проявления), определение и ранжирование возможностей улучшения. Данные, полученные на этапе измерений, должны быть детально исследованы с использованием статистических методов в зависимости от ситуации для идентификации, проверки и верификации важных входных параметров процесса.

  1. На стадии «Анализ» для выявления потенциальных факторов, влияющих на производительность ГПА, была построена матрица причинно-следственных связей (рис. 3). Работа с диаграммой проводится в несколько шагов:Выявление и сбор всех факторов и причин, какимлибо образом влияющих на исследуемый результат.
  2. Группировка факторов по смысловым и причинно-следственным блокам.
  3. Ранжирование этих факторов внутри каждого блока.
  4. Анализ полученной картины.
  5. Отсеивание факторов, на которые невозможно влиять.
  6. Игнорирование малозначимых и непринципиальных факторов.
Рис. 3. Диаграмма Исикавы рыбий скелет
Рис. 3. Диаграмма Исикавы «рыбий скелет»

В результате были отобраны пять параметров, которые легли в основу дальнейшего анализа: давление газа на первую ступень компримирования, давление и температура топливного газа ГТУ, скорости вращения свободной турбины (СТ) ГПА-2 и ГПА-3.

Коэффициенты корреляции
Таблица 1. Коэффициенты корреляции

Для определения математической взаимосвязи между расходом газа через ГПА и выбранными параметрами был проведен корреляционный анализ, в результате которого удалось выявить коррелируемый параметр – давление топливного газа, что технически можно объяснить регулированием давления топливного газа на входе в ГТУ дозатором газа (табл. 1).

По результатам регрессионного анализа были установлены значения коэффициентов R2 и β (R2 – коэффициент детерминации, универсальная мера зависимости одной случайной величины от множества других, β – коэффициент, численно характеризующий чувствительность одной переменной к другой).

Значения коэффициентов R2 и β
Таблица 2. Значения коэффициентов R2 и β

По значениям коэффициентов было установлено, что все рассмотренные параметры оказывают значительное общее влияние на расход газа через ГПА, при этом наибольшее влияние на данный показатель оказывают давление газа на входе в первую ступень сжатия и скорость вращения СТ (табл. 2).

В результате были определены значения параметров работы агрегатов, которые решено было поддерживать при проведении опытного пробега.

ЭТАП «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ»

Цель стадии «Совершенствование» заключается в достижении устойчивого улучшения процесса.

В начале опытного пробега было достигнуто повышение производительности ГПА-2,3 от 147 тыс. до 157 тыс. м3/ч при поддержании параметров, указанных в таблице. Дальнейшее повышение давления или оборотов СТ приводило к выходу режима работы ГТУ за контур ограничения: возникали избыточные нагрузки, при которых турбина может автоматически разгрузиться.

С целью расширения контура ограничения было принято решение повысить температуру подаваемого на ГТУ топливного газа и провести дополнительный анализ влияния температуры топливного газа на производительность газотурбинной установки.

Проведенные мероприятия позволили несколько сместить контур ограничения и нагрузить ГТУ дополнительно.

ЭТАП «КОНТРОЛЬ»

На стадии «Контроль» суммировались результаты проведения ТО ГПА-1 в 2015 и 2016 годах. Было установлено, что расход газа на факел был сокращен в среднем вдвое и соответственно увеличены объемы поставки ПНГ на газоперерабатывающий завод (ГПЗ) и перекачки стабильного газового конденсата с КС на объект подготовки нефти (рис. 4).

Рис. 4. Тренды расходов газа
Рис. 4. Тренды расходов газа

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате применения на исследуемом объекте инструментов концепции «Шесть сигм» объемы сжигания газа на факеле в 2016 году по сравнению с 2015 годом снизились на 1% за сутки проведения технического обслуживания газоперекачивающих агрегатов по системе 2-1 (второй ГПА в режиме «магистраль», первый – в режиме «ТОиР»).

Посредством использования некоторых инструментов концепции «Шесть сигм» были определены параметры, влияющие на производительность ГПА, а также их степень влияния.

Благодаря проделанной работе сделан очередной шаг к решению проблемы сверхнормативного сжигания газа методом, прежде не применявшимся в ООО «РН-Юганскнефтегаз». При этом не потребовались финансовые затраты, и экономический эффект был достигнут за счет сокращения объемов сжигаемого газа на факельных установках и увеличения поставок газа на газоперерабатывающий завод.

ЛИТЕРАТУРА

1. «Бережливое производство + шесть сигм» в сфере услуг: Как скорость бережливого производства и качество шести сигм помогают совершенствованию бизнеса / Майкл Л. Джордж [пер. с англ.] – М.: Альпина Бизнес Букс, 2005. – 402 с.

2. ГОСТ Р ИСО 13053-1-2013. Статистические методы. Методология улучшения процессов «Шесть сигм». Часть 1. Методология DMAIC.

3. ГОСТ Р ИСО 13053-2-2013. Статистические методы. Методология улучшения процессов «Шесть сигм». Часть 2. Методы и приемы.

Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Опыт применения ингибиторной защиты ГНО добывающих скважин на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»
Новый подход к интерпретации ГДИ горизонтальных скважин в подгазовых зонах
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №08/2017

Инженерная практика

Выпуск №08/2017

Строительство и ремонт скважин. Механизированная добыча. ППД и трубопроводы. Энергообеспечение
Изоляция продуктивных горизонтов и ликвидация проницаемых зон при буренииСистемы очистки бурового раствора и ВЗД с новым профилемЭксплуатация скважин с боковыми стволами и осложненного фондаОчистка сточных вод и скважинное оборудование для ППДЗащита промысловых трубопроводов от внутренней коррозииКоммерческий учет электроэнергии и газаТехнологии выработки тепловой и электроэнергии
Ближайшее совещание
Подготовка нефти и газа, Утилизация ПНГ
Подготовка — 2017
Производственно-техническая конференция

Сбор, подготовка и транспорт продукции скважин Утилизация попутного нефтяного газа ‘2017

10-12 октября 2017 г., г. Казань
Обмен опытом и анализ внедрения новых подходов, технологий, оборудования и химреагентов в области эксплуатации систем сбора, подготовки и транспорта нефти, газа и воды, а также в области утилизации попутного нефтяного газа. Особое внимание будет уделено таким вопросам, как снижение содержания серы в нефти; повышение качества подготовки подтоварной воды перед закачкой в пласт, новые технологии разрушения стойких водонефтяных эмульсий, подготовка и транспорт нефти с высоким содержанием АСПВ.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — ноябрь 2017
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

20-24 ноября 2017 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми (отель «Урал») в рамках авторского курса С.Балянова.