Автоматизированная система управления технологическими процессами нефтедобычи

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (662697 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.07.71 (21) 1686220/22-03 (51) M. Кл.

Е 21 В 43/00

G 06 F 15/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гесудерстеенню немнтет

СССР не делам нзебретеннй н открытий

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79 (53) УДК621.398.. (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Кучернюк, В. Е. Щербина, В. Т. Дробах, Н. С. Маринин, А. И. Бурма, А. Г. Ахметшин и Л. А. Пелевин

Октябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НЕФТЕДОБЫЧИ

Изобретение .относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для построения автоматизированных систем управления нефтегазодобываюшим предприятием.

Известны системы, использующие методы статистического моделирования для управления технологическими процессами нефтедобычи (1) .

Известна также автоматизированная система управления технологическими процессами нефтедобычи, содержащая блок контроля и управления работой скважины, регистраторы времени, блок управления групповыми замерными установками, блоки управления сепарацией нефти, подготовкой нефти, сдачей нефти, транспортом газа и закачкой воды, соединенные с соответствующими блоками информационного обеспечения, коммутатор направлений, приемно-передаюшие устройства, блок переключения, блок управления информационными потоками, блок согласования, блок долговременной памяти, вычислительный блок, оптимизатор, аналоговые модели, блок заданий и блок обслуживания заявок (21.

Недостатком известных систем является то, что они не обеспечивают централизованного управления всем производственным циклом с применением информационно-вычислительных средств, позволяющего вести технологические процессы в оптимальны < режимах.

Целью изобретения является повышение надежности управления технологическими п роцесс а м и.

Цель достигается тем, что предлагаемая система снабжена блоком производственных программ, блоком контроля выполнения плана, регистратором заявок, блоком распределения ресурсов и табло-графиком, причем блок управления информационными потоками соединен с блоком производственных программ, блоком контроля выполнения плана, регистратором заявок и блоком распределения ресурсов, а блок контроля выполнения плана соединен с блоком производственных

1 программ, при этом регистратор заявок соединен с блоком распределения ресурсов, а табло-график соединен с блоком заданий по входу и по выходу с приемно-передающим устройством, при этом оптимизатор соеди662697

Сами скважины управляются групповой замерной установкой через блок 2 управления и гидравлический канал 3 связи.

Регистратор 4 времени фиксирует действительное время работы скважины.

$5 нен с аналоговой моделью и вычислительным блоком.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой автоматизированной системы управления технологическими процессами.

Система состоит из блоков 1 контроля и управления работой скважины, блоков 2 управления групповыми замерными установками, связанных с блоками управления других объектов гидравлическим каналом 3 связи, и регистраторов 4 времени, устанавливаемых на скважинах. Имеются блоки 5 инфор- 1о мационного обеспечения, соединенные с районной инженерно-диспетчерской службой 6 телефонными и телемеханическими каналами связи, которая содержит коммутатор 7 направлений и приемно-передающее устрой1S ство 8. Блоки 5 информационного обеспечения охвачены взаимными связями с блоками 9 управления сепараций нефти, блоками

1О управления подготовкой нефти, блоками

11 управления сдачей нефти, блоками 12 управления транспортом газа, блоками 13 рр управления закачкой воды и блоком 2 управления. Районная инженерно-диспетчерская служба 6 состоит из блока !4 диспетчера, блока 15 обслуживания заявок и блока 16 переключения.

На центральной инженерно-диспетчерской . службе 17 .система кроме коммутатора 7 направлений и приемно-передающего устройства 8 содержит блок 18 управления информационными потоками, блок 19 контроля выполнения плана, блок 20 производствен- зо ных программ, регистратор 21 заявок и блок

22 распределения ресурсов, имеющие световую и цифровую индикацию для блока

14 диспетчера.

В систему включена и база 23 производственного обслуживания, содержащая прием-з но-передающее устройство 8, блок 24 заданий и табло-график 25.

Имеется служба 26 обработки информации, где установлены блок 27 согласования, вычислительный блок 28, блок 29 долговре- 40 менной памяти, модели 30 и оптимизаторы

31.

Система работает следующим образом.

Блоки I управления работой скважин обеспечивают иа механизированных скважинах пуск и остановку привода и защит- 4> ные функции при различных аварийных ситуациях.

На фонтанных скважинах осуществляется автоматическая блокировка коллектора при превышении давления выше заданного и при порыве коллектора с автоматической разблокировкой прй восстановлении рабочего давления в выкидном коллекторе.

По техническому циклу продукция скважин поступает на групповую замерную установку, где производится процесс измере- ния и регистрации параметров каждой из подключенных скважин. Блок 2 по команде блока 5 информационного обеспечения подключает очередную скважину на замер. Программа измерения задается временным диапазоном по максимальному и минимальному дебитам скважин, подключенных к групповой.

Таким образом, измерейие каждой скважины осуществляется по индивидуальной самонастраивающейся программе в зависимости от ее параметров. После окончания цикла измерения блок 5 информационного обеспечения формирует сигнал заявки и передает его в районную инженерно-диспетчерскую службу 6, которая осуществляет сбор информации с групповых замерных установок по методу массового обслуживания заявок от объектов, работающих по стохастической программе. Коммутатор 7 направлений подключает к направлению, подавшему заявку, приемно-передающее уст.ройство 8, которое подает сигнал опроса на соответствующую групповую и осуществляет прием аварийной и измерительной информации. Приемно-передающее устройство 8 регистрирует иа перфоленту во втором международном коде следующие характеристики объекта: номер групповой Ме гр, номер скважины Мо скв, время измерения t, дебит жидкости Qù, дебит газа Я„и дебит нефти QH.

По окончании передачи информации блок

5 информационного обеспечения подключает на замер очередную скважину при помощи блока 2, а на районной инженерно-диспетчерской службе 6 обслуживается очередная заявки.

Газожидкостная смесь поступает на сепарационные установки с предварительным сбросом балластных вод. Здесь осуществляется сепарация нефти от газа и балластных вод. Управление всеми технологическими процессами на сепарационных установках осуществляется блоком 9 управления сепарацией нефти. Промежуточная регистрация параметров сепарационной установки (суммарный дебит жидкости с участка сбора

Я, дебит газа Q „, дебит подаваемой в сырье горячей балластной воды Я„ и дебит сброшенной балластной воды Я ) и дальнейшая их передача на районную инженерно-диспетчерскую службу 6 осуществляются своим блоком 5 информационного обеспечения. Сбор информации с сепарационных установок осуществляется по спорадической программе.

Отсепарированная от газа и частично от балластной воды нефть поступает на установку товарной подготовки. Здесь нефть обессоливается и обезвоживается, доводится до

662697

1$ цию, режимы которой регулируются блоком

12 управления транспорта газа. Информация (количество газа и фракционный состав) передается спорадически блоком 5 информационного обеспечения.

Балластная вода подготавливается для закачки в пласт на очистных сооружениях и закачивается в пласт цехом поддержания пластового давления, который кроме этого закачивает и пресную воду. Регулирование процессами осуществляется блоком 13 управ з$ ления закачкой воды. Информация (количество закаченной пресной и соленой воды, расход коагулянта и расхода по кустовым насосным станциям) передается на районную инженерно-диспетчерскую службу 6 блоЗо ком 5 информационного обеспечения.

$$

5 товарной кондиции и сдается потребителю.

Регулирование технологическими процессами на установке товарной подготовки и товарно-сдаточными операциями на установке товарной сдачи осуществляется блоками 10 и 1! управления подготовкой нефти и сдачей нефти. Информация с блока 10 управления подготовкой (количество подготовленной нефти, количество затраченного реагента и тепла и количество сданного нестабильного бензина) и блока 11 управления сдачей (количество сданной нефти и ее качество) передается на районную инженерно-диспетчерскую службу 6 блоками 5 информационного обеспечения по спорадической программе.

Отсепарированный газ с сепарационных установок подается на компрессорную станИнформация о времени работы скважин от регистратора 4 времени передается на районную инженерно-диспетчерскую службу 6 через оператора. Информация с групповых замерных установок передается по стохастической программе, а со всех остальных объектов по спорадической программе.

Характер работы аппаратуры районной инженерно-диспетчерской службы задается диспетчером через блок 15 обслуживания заявок, который воздействует на коммутатор 7 направлений и приемно-передающее устройство 8 через блок 16 переключения.

На районной инженерно-диспетчерской службе 6 регистрируется аварийное состояние групповых замер-установок и объектов

ППД. При этом обеспечивается расшировка адреса объекта, подавшего аварийный сигнал. Кроме вышеизложенного диспетчер осуществляет передачу через приемно-передающее устройство измерительной, контрольной и производственно-технологической информации, а также заявок на транспорт и ремонт на центральную инженерно-диспетчерскую службу 17. В этом режиме блок 16 переключения блокирует коммутатор 7 направлений, и объекты ожидают конца передачи. Обеспечивается также расшифровка адреса и отключение от направления групповой замерной установки, на которой з$

4$ б произошло аварийное отключение электроэнергии. На районной инженерно-диспетчерской службе 6 обработку информации не производят.

В роли центрального регулирующего объекта по данной схеме используется сепарационная установка, которая передает управляющие воздействия на другие объекты сбора и подготовки по гидравлическим каналам

3 связи.

Вся производственно-технологическая информация на центральн и инженерно-диспетчерской службе 17 принимается через коммутатор 7 направлений своим приемно-передающим устройством 8. Принятая информация предварительно анализируется, систематизируется и распределяется по соответствующим блокам диспетчером через блок

18 управления информационными потоками.

Информация может и непосредственно поступать с приемно-передающего устройства 8 на блок 18 управления информационными потока ми.

Контрольная и измерительная информация от объектов добычи, подготовки и сдачи нефти и газа поступает в блок 19 контроля выполнения плана. В зависимости от поступившей информации блок 19 контроля выполнения плана производит регистрацию с визуальным воспроизведением календарного времени и хода выполнения суточных плановых заданий для целей оперативного управления и учета, а также суммирует ежесуточные показатели для организации месячной отчетности. Кроме этого блоком

19 производится сравнение полученной информации с плановыми заданиями, занесенными в блок 20, и вырабатывается информация рассогласования, которая визуально воспроизводится для диспетчера. На основании анализа информации рассогласования диспетчер принимает решения, о которых информирует районные инженерно-диспетчерские службы 6 через приемно-передающее устройство 8.

Информация по заявкам на обслуживание заносится диспетчером через блок 18 управления информационными потоками в регистратор 21 заявок, который их фиксирует. По результатам анализа заявок диспетчер производит распределение ресурсов, записанных в блоке 22. Информация об удовлетворении заявок и решении диспетчера передается через приемно-передающее устройство 8 на базу 23 производственного обслуживания, где принимается своим приемнопередающим устройством 8 и поступает на блок 24 заданий и на табло-график 25, где фиксируется сама заявка и ответ на нее.

Ответная информация об удовлетворении заявки поступает и на центральную инженерно-диспетчерскую службу 7. Таким образом, имеется наглядная картина стратегии обслуживания заявок.

Вся контрольная и измерительная информация, кроме заявочной, поступает в

662697

Формула изобретения

ЦHИИПИ Заказ 266737

Тираж 656 Подписное

Филиал П П П «Патент», горой, ул. Проектная, 4 службу 26 обработки информа!сии. Через блок 27 согласования информация поступает на вычислительный блок 28 или в блок

29 долговременной памяти. Здесь -осуществляется обработка поступающей информации, решение требуемых производственных задач с использованием моделей 30 и оптимизаторов 31 и выработка рекомендаций по оптимизации производственных процессов.

Часть обработанной информации заносится в блок 29 долговременной памяти с вычислительного 6лока 28. Результаты решения ð задач передаются на центральную инженерно-диспетчерскую службу 17, где разносятся блоком 18 управления информационными потоками в блок 20 производственных программ и блок 22 распределения ресурсов, а также доводятся до сведения соответствующих районных инженерно-диспетчерских и других служб.

Автоматизированная система управления технологическими процессами нефтедобычи, содержащая блок контроля и управления работой скважины, регистраторы времени, блок управления групповыми замерными ус- 25 тановками, блоки управления сепарацией нефти, подготовкой нефти, сдачей нефти, транспортом газа и закачкой воды, соединенные с соответствующими блоками информационного обеспечения, коммутатор направлений, приемно-передающие устройства, блок переключения, блок управления информационными потоками, блок согласования, блок долговременной памяти, вычислительный блок, аналоговые модели, оптимизатор, блок заданий и блок обслуживания заявок, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности управления технологическими процессами, она снабжена блоком производственных программ, блоком контроля выполнения плана, регистратором заявок, блоком распределения ресурсов и табло-графиком, причем блок управления информационными потоками соединен с блоком производственных программ, блоком контроля выполнения плана, регистратором заявок и блоком распределения ресурсов, а блок контроля выполнения плана соединен с блоком производственных программ, при этом регистратор заявок соединен с блоком распределения ресурсов, а табло-график соединен с блоком заданий по входу и по выходу с приемно-передающим устройством, при этом оптимизатор соединен с аналоговой моделью и вычислительным блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бусленко Н. П. «Моделирование сложных систем», М., «Наука», 1968., с. 317.

2. Авторское свидетельство Ме 410393, кл. G 06 F 15)00, 1971.