張樹文油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化-第二章 1油氣田自動(dòng)化ppt課件

1、第二章 油氣田自動(dòng)化 概述第一節(jié) 計(jì)量站自動(dòng)化第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化第三節(jié) 結(jié)合站自動(dòng)化第二章 油氣田自動(dòng)化概述1、油氣田自動(dòng)化的主要對(duì)象 油氣田消費(fèi)過程涉及的設(shè)備及工藝結(jié)合站操作演示程序 -力控油氣集輸油氣田從井口-計(jì)量間-結(jié)合站-原油庫油氣田消費(fèi)過程2、油氣集輸消費(fèi)過程特點(diǎn)1油井產(chǎn)物復(fù)雜2油田地理環(huán)境惡劣3消費(fèi)單元分布廣-點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)4消費(fèi)過程相對(duì)粗放-可靠性高 皮實(shí)耐用3、油氣田自動(dòng)化的主要內(nèi)容自動(dòng)計(jì)量自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警與維護(hù)自動(dòng)調(diào)理與控制數(shù)據(jù)采集、傳輸、報(bào)表、匯總4、油氣田自動(dòng)化的構(gòu)造框架管控一體化的體系(1)過程控制層(2)采油廠控制層(3)采油廠管理層(4)運(yùn)營(yíng)決策層構(gòu)成系統(tǒng)PLCPC

2、DCSFCSSCADA 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制設(shè)備5、油氣田自動(dòng)化的意義(1)科學(xué)決策支持(2)平安消費(fèi)保證(3)節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)(4)勞動(dòng)效率提高 第一節(jié) 計(jì)量站自動(dòng)化1 計(jì)量站的義務(wù)是什么？對(duì)各個(gè)油氣井進(jìn)展集油；單獨(dú)選井，檢測(cè)油、氣、水的各自產(chǎn)量；對(duì)于注水開采，需求檢測(cè)注水壓力及流量； 一 計(jì)量站自動(dòng)化2 計(jì)量站的計(jì)量方法主要分為哪兩類？傳統(tǒng)的分別法進(jìn)展計(jì)量；計(jì)量速度慢；精度較高、置信度高、可靠性好；復(fù)雜、宏大、笨重、通用性差；新型的多相流混合計(jì)量；計(jì)量速度快；體積小、分量輕；精度較低、價(jià)錢偏高； 3 采用分別法的計(jì)量方案一A. 加熱密閉流程表示圖 3 采用分別法的計(jì)量方案一B. 計(jì)量站流程計(jì)量站

3、流程 3 采用分別法的計(jì)量方案一 3 采用分別法的計(jì)量方案一 立式分別器 3 采用分別法的計(jì)量方案一3.1.計(jì)量方案一是如何實(shí)現(xiàn)的？選井控制：采用電動(dòng)三通球閥計(jì)量分別：采用立式兩相分別器氣體計(jì)量：采用漩渦氣體流量計(jì)液體計(jì)量：設(shè)定某一容積V(m3)，然后丈量液體充溢這個(gè)容積的時(shí)間秒數(shù)T(s)，那么單日產(chǎn)液量為：Q=V*(24*3600/T) (m3/day)含水率f(%)：采用含水分析儀檢測(cè)單日產(chǎn)水量：Qw = Q * f (m3)單日產(chǎn)油量：Qo = Q - Q * f (m3)溫度壓力補(bǔ)償 3 采用分別法的計(jì)量方案一3.2.原油含水的在線分析方法主要有哪些？電容法：根據(jù)油和水對(duì)電容數(shù)值的影響

4、不同來丈量含水率，僅適用于中低含水率情況；射頻法：根據(jù)射頻阻抗的不同來丈量含水率；微波法：根據(jù)微波傳輸衰減的不同來丈量含水率；放射性含水分析儀：根據(jù)油和水對(duì)放射線的影響不同來丈量含水率；電容法：根據(jù)油和水對(duì)電容數(shù)值的影響不同來丈量含水率，僅適用于中低含水率情況；原油 和 水的介電常數(shù)不同2.22.4 80-84 3 采用分別法的計(jì)量方案一3.2.原油含水的在線分析方法主要有哪些？射頻法 電磁波譜： 3 采用分別法的計(jì)量方案一3.3.計(jì)量方案一需求留意哪些問題？根據(jù)各井的產(chǎn)液量，合理選擇計(jì)量容積；容積過小，那么液面動(dòng)搖猛烈，丈量時(shí)間很短容積過大，那么時(shí)間過長(zhǎng)，丈量次數(shù)少根據(jù)各井的產(chǎn)油規(guī)律，建立合

5、理的計(jì)量制度；合理選擇與運(yùn)用計(jì)量?jī)x表；各儀表的量程范圍現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)出水的礦化度 4、 多相流混合計(jì)量法a.兩相流的直接丈量是怎樣實(shí)現(xiàn)的？理想情況下：各相在管道橫截面中瞬時(shí)占據(jù)的面積各相經(jīng)過管道橫截面時(shí)的瞬時(shí)軸向速度現(xiàn)有條件下：各相在管道橫截面中占據(jù)面積的平均值各相經(jīng)過管道橫截面時(shí)軸向速度的平均值截面相分率：管道橫截面中，各相占據(jù)面積的百分比體積相分率：流體單位體積中，各相占據(jù)面積的百分比 5、 多相流混合計(jì)量法b.兩相計(jì)量的有關(guān)技術(shù)有哪些？總量檢測(cè)流速檢測(cè)容積式儀表、超聲波、渦輪、節(jié)流安裝電阻、電容等電信號(hào)的相互關(guān)等相分率檢測(cè)示蹤劑法、伽瑪射線、電阻抗電容、電導(dǎo)微波傳感器、核磁共振、脈沖中子活化分析

6、等5 多相流混合計(jì)量法I.三相流計(jì)量類型之一：完全分別型精度高、置信度高、可靠性好復(fù)雜、宏大、笨重、通用性很差氣氣油油水水截面面積流動(dòng)速度 5 多相流混合計(jì)量法J.三相流計(jì)量類型之二：部分分別型精度、置信度較高，價(jià)錢適中體積分量偏大、濕氣計(jì)量沒有有效手段截面面積流動(dòng)速度 5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法K.三相流計(jì)量類型之三：混合均速型體積小、分量輕壓力損失大，精度缺乏、高含氣率時(shí)失效截面面積流動(dòng)速度5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法L.三相流計(jì)量類型之四：混合非均速型體積小、分量輕、模型

7、更合理精度仍缺乏、高含氣率時(shí)效果仍不理想截面面積流動(dòng)速度5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法 5 多相流混合計(jì)量法 第一節(jié) 計(jì)量站自動(dòng)化6 計(jì)量站為什么要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化？降低勞動(dòng)強(qiáng)度，添加檢測(cè)次數(shù)；提高計(jì)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性；確保輔助設(shè)備的平安、高效運(yùn)轉(zhuǎn)；便于向上匯報(bào)本站有關(guān)參數(shù)；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化A.接轉(zhuǎn)站的作用是什么？油井分散且產(chǎn)量較低的情況下，可降低投資；聚集各計(jì)量站來的油氣并進(jìn)展初步氣液分別；氣、液分別枯燥、加熱處置后送往結(jié)合站；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化表示流程圖第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化B.接轉(zhuǎn)站內(nèi)那些操作需求自動(dòng)化？參數(shù)監(jiān)控：來油進(jìn)站壓力、溫度；外輸出站壓力、溫度；電機(jī)供電電壓、電流；

8、緩沖罐、事故儲(chǔ)油罐液位；氣液計(jì)量：緩沖罐液位控制、加熱爐功率控制；通訊聯(lián)絡(luò)：匯報(bào)參數(shù)、接納及執(zhí)行命令；輔助設(shè)備：如摻活性水工藝等；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化C.緩沖罐液位控制的必要性：控制液位的目的是什么？保證密閉保送，減少油氣損耗；導(dǎo)致液位動(dòng)搖的主要要素是什么？上游的來油流量在動(dòng)搖，導(dǎo)致罐內(nèi)液位動(dòng)搖；上游的來油帶有溶解氣，導(dǎo)致氣液界面模糊；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化D.節(jié)流法液位調(diào)理系統(tǒng)是如何任務(wù)的？節(jié)流法液位調(diào)理系統(tǒng)表示圖如下：經(jīng)過改動(dòng)節(jié)流的程度來調(diào)理流量，從而調(diào)理液位氣動(dòng)閥的選擇：保證平安第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化E.節(jié)流法的主要缺陷是什么？如何抑制？節(jié)流導(dǎo)致離心泵效率低下，呵斥電能浪費(fèi)； 改良方法：取消

9、節(jié)流，用變頻調(diào)速安裝VFD來調(diào)理離心泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)理流量；節(jié)電效果：據(jù)報(bào)道大致能節(jié)電20-40%；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化F.電機(jī)有哪兩類？各有什么特點(diǎn)？直流電機(jī)與交流電機(jī)；與直流電機(jī)相比，交流電機(jī)的特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、慣量小、維護(hù)方便；可以在惡劣環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)；容易實(shí)現(xiàn)大容量化，高壓化、高速化；價(jià)錢比較低廉； 高效率的調(diào)速難于實(shí)現(xiàn)；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化G.直流電機(jī)的調(diào)速方法主要有哪些？調(diào)理電樞供電電壓；電樞中串聯(lián)電阻；激磁回路串聯(lián)電阻；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化H.交流電機(jī)的調(diào)速方法主要有哪些？改動(dòng)極對(duì)數(shù)調(diào)速；效率高，線路簡(jiǎn)單，易維修，價(jià)錢低；只能實(shí)現(xiàn)23種極對(duì)數(shù)的有級(jí)調(diào)速 ，范圍有限；定子調(diào)壓調(diào)速

10、：線路簡(jiǎn)單，安裝體積小，易維修，價(jià)錢低；效率較低，調(diào)速范圍較小，不適宜大容量電機(jī)；變頻調(diào)速；第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化I.什么是變頻調(diào)速安裝VFD？一種新興的交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)；經(jīng)過變頻器改動(dòng)電動(dòng)機(jī)定子的供電頻率來調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍寬、精度高、效率高啟動(dòng)能耗低：有利于起停頻繁，長(zhǎng)期低負(fù)荷的運(yùn)用動(dòng)態(tài)呼應(yīng)快：有利于過程控制運(yùn)用缺陷：技術(shù)復(fù)雜：價(jià)錢較高、維護(hù)要求高對(duì)電網(wǎng)有干擾第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化運(yùn)用VFD調(diào)理液位方案表示圖：第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化I.節(jié)流法液位調(diào)理系統(tǒng)是如何任務(wù)的？節(jié)流法液位調(diào)理系統(tǒng)表示圖如下：經(jīng)過改動(dòng)節(jié)流的程度來調(diào)理流量，從而調(diào)理液位氣動(dòng)閥的選擇：保證平安第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化L.系統(tǒng)與外界相

11、互影響的渠道分哪幾類？外界影響系統(tǒng)的主要渠道-輸入系統(tǒng)發(fā)生變化的主要緣由影響作用明顯、繼續(xù)存在、是當(dāng)前的研討重點(diǎn)外界影響系統(tǒng)的次要渠道-干擾系統(tǒng)發(fā)生變化的次要緣由影響作用較弱、不一定繼續(xù)、不是當(dāng)前的研討重點(diǎn)外界受系統(tǒng)影響的各種渠道-輸出系統(tǒng)變化所呵斥的結(jié)果、是當(dāng)前的研討重點(diǎn)第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化M.什么是反響？是一種機(jī)制，它導(dǎo)致系統(tǒng)輸出的某種變化前往來并且影響系統(tǒng)輸入，進(jìn)而加強(qiáng)或者消弱系統(tǒng)輸出的該種變化負(fù)反響：可以消弱系統(tǒng)輸出變化的反響以眼睛為例：輸入為控制瞳孔開度的神經(jīng)信號(hào)，輸出為視網(wǎng)膜上的光線強(qiáng)度第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化M.什么是反響？正反響：可以加強(qiáng)系統(tǒng)輸出變化的反響以倒立的圓錐體為例：輸入為

12、重力所產(chǎn)生的力矩M，輸出為圓錐體偏離垂直位置的角度x, M = G * H * Sin( x ) - 隨著 x 的增大而增大HGx第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化N.什么是開環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)？根據(jù)系統(tǒng)能否存在反響而劃分通常開環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，但可靠性、精度缺乏閉環(huán)系統(tǒng)可靠、準(zhǔn)確但穩(wěn)定性有能夠下降O.什么是前饋？為了得到希望的系統(tǒng)輸出結(jié)果，根據(jù)擾動(dòng)的變化來提早確定系統(tǒng)的輸入量第二節(jié) 接轉(zhuǎn)站自動(dòng)化P.采用前饋控制的系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？通常系統(tǒng)的干擾幅值大，影響猛烈；控制造用及時(shí)、有效；屬于“開環(huán)系統(tǒng)；一種前饋只能抑制一種可以丈量的干擾；前饋控制器本身與控制對(duì)象特性有關(guān)；第三節(jié) 結(jié)合站自動(dòng)化結(jié)合站的義務(wù)集油、計(jì)量、油氣水分別、脫水穩(wěn)定、儲(chǔ)存、外輸、污水處置等主要設(shè)備：三相分別器、電脫水器、加熱爐原油穩(wěn)定安裝、天然氣處置系統(tǒng)、污水處置系統(tǒng)一、