Модернизация систем автоматизации дожимной насосной станции нефтепровода
ВВЕДЕНИЕ
Нефтедобыча или добыча нефтегазового сырья – сложный технологический процесс, начинающийся с геологоразведки, бурения, строительства скважин, и заканчивающийся подготовкой скважинной продукции к товарному виду. Одним из важнейших процессов добычи и транспортировки нефти и газа является дожимная насосная станция. Основной задачей дожимной насосной станции (ДНС) является сбор добытой со скважин скважинной продукции, произведение первичного сепарирования, обезвоживания, учета суточного дебета каждой из скважин и транспортировки нефти с усиленным давлением с нефтяной линии в последующие пункты подготовки нефти для переработки к товарному виду.
Нефтегазовая промышленность в настоящее время занимает одно из ведущих мест в развитии нашей страны. Основной задачей промысла добычи нефтегазового сырья является бесперебойное и надежное снабжение ресурсами производства и других объектов бытового значения.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….….6
1. РОЛЬ АВТОМАТИЗАЦИИ В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ….…..7
1.1. Обзор основных направлений автоматизации насосных снанций в нефтяной промышленности……………………………………….…………….9
1.2. Анализ применяемого оборудования в системе автоматизации ДНС нефтепровода……………………………………………………………...……..18
2. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СРЕДСТВАМ АВТОМАТИЗАЦИИ БЛОКА МУЛЬТИФАЗНЫХ НАСОСОВ ДНС И ВЫБОР СПОСОБОВ ЕГО УПРАВЛЕНИЯ……………………………………….………………………….21
2.1. Способы регулирования выходных параметров СА блока мультифазного насоса ДНС……………………………………………..………………………...26
2.2. Разработка математической модели поддержания давления на выходе блока мультифазного насоса в заданных пределах……………………………30
3. РАЗРАБОТКА АСУ ТП ДНС. ПОДБОР И ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ БЛОКА МУЛЬТИФАЗНЫХ НАСОСОВ ДНС…………………………………………….……………………..…………..41
3.1. Разработка функционально-структурной схемы СА блока мультифазного насоса ДНС нефтепровода………………………………….…………………...49
3.2. Выбор измерительных средств, контроллеров и исполнительных механизмов блока мультифазного насоса ДНС……………….……………...51
3.3. Разработка алгоритмов управления технологическим процессом блока мультифазных насосов ДНС................................................................................69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….... 74
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………...……......75
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Учебно-методическое пособие по выпускной квалификационной работе бакалавра “АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ” (В.Н. Суриков, Н.П. Серебряков, В.Б. Попов., Санкт-Петербург 2017 г.)
«АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» (С.М. Горев)
«ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ» (В.Н. Суриков. 2020 г.)
Дожимная насосная станция [Электронный ресурс] URL: http://petrolibrary.ru/ustanovka-predvaritelnogo-sbrosa-vodyi-upsv-dozhimnaya-nasosnaya-stancziya-dns
Датчики компании «WIKA» [Электронный ресурс] URL: https://www.emerson.ru/ru-ru/catalog/automation-solutions-ru-ru/metran-280-ru-ru
Датчики компании «Rosemount» [Электронный ресурс] URL: https://www.emerson.ru/ru-ru/automation/rosemount
Электропривод «РэмТЭК-02» [Электронный ресурс] URL: http://www.npptec.ru
ПТК «SIMATIC PCS 7» [Электронный ресурс] URL: https://new.siemens.com/ru/ru/produkty/avtomatizacia/raspredelennye-sistemy-upravleniya/simatic-pcs-7.html
ПЛК «Siemens S7-300» [Электронный ресурс] URL: https://www.siemens-pro.ru/components/s7-300.htm
Зубчатые колеса редуктора (4), находящиеся в последовательном зацеплении, снижают количество оборотов на выходе из редуктора (4) и увеличивают крутящий момент. Через переходной вал, находящийся в подшипниковом узле, угловая скорость редуктора(4) передается на карданный вал, который в свою очередь через шарнирное соединение приводит в движение ротор одновинтового насоса(7).
Основным рбочим органом одновинтового насоса является героторная пара – или иначе пара ротор-статор(винт-обойма). При вращении ротора в статоре газонефтяная эмульсия движется по спиралеобразному каналу статора. Шаг статора равен двойному шагу ротора. Таким образом происходит перекачка газонефтяной эмульсии. Далее нефтегазовая эмульсия из насоса под заданным давлением из выходного патрубка(9) поступает на нефтяную линию.
Технические характеристики объекта управления (ОУ):
Основной техической особенностью мультифазного насоса является перекачка многофазных сред.