Устройство для автоматического управления процессом предварительного обезвоживания нефти Советский патент 1987 года по МПК C10G33/00 G05D27/00 

л- 10

11293201

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом предварительного обезвоживания нефти в узле предварительного сброса (УПС) и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Цель изобретения - уменьшение се-- бестоимости подготовки нефти за счет уменьшения среднего расхода дорого стоящего химического реагента и повы шения скорости расслаивания водонеф- тяной эмульсии на нефть и воду в отстойнике при переходных процессах.

На чертеже представлена блок-схема j устройства для автоматического управления процессом предварительного обезвоживания нефти.

Устройство содержит трубопровод 1 ,

отстойник 2 с гидрофильным жидкостным yQ

фильтром, регулирующий клапан 3 подачи химреагента, регулятор 4 расхода химреагента, анализатор 5 качества дренажной воды, задатчик 6 остаточного содержания воды в нефти на выходе 25 трубопровода, первый 7 и второй 8 блоки умножения на постоянный коэффициент, соединенные своими входами с выходами задатчика 6 и анализатора 5 качества, а выходами - с первым и вторым входами блока 9 суммирования, третий вход блока 9 суммирования соединен с выходом вычислительного блока 10, к первому входу которого под W KoC ,M

гл -Gp)

где uW - остаточное содержание воды и нефти;

GP - расход химреагента, определяемый измерителем 12 расхода;

расход эмульсии, определяемый измерителем 11;

К - весовой коэффициент устанавливаемый задатчиком 13 для различных составов нефти;

К| К Д

К.

3

m

коэффициенты, полученные эмпирическим путем; t - время движения эмульсии в трубопроводе, которое определяется по соотношению

LS

г эм

таточному содержанию нефти в дренажной воде (uZ), измеряемому анализатором 5 качества дренажной воды и умноженному в блоке 8 умножения на весогде L - длина трубопровода;

S - площадь поперечного сечения

трубопровода; Сдд, - расход эмульсии. Сигнал, пропорциональный остаточ- 30 ному содержанию воды в нефти (на выходе трубопровода) (uW), с выхода вычислительного блока 10 поступает на третий вход блока 9 суммирования, на второй .вход которого поступает сигнал

информационный выход измерите- коррекции (uW), пропорциональный ос- ля 11 тзасхода эмульсии, а второй вход связан с информационным входом измерителя 12 расхода химреагента. Третий вход вычислительного блока 10 подключен к выходу задатчика 13 вели- Q вой коэффициент,

чины весового коэффициента. ВыходuW.KuZ.(2)

На первый вход блока 9 суммирования поступает умноженный на свой весовой коэффициент в блоке 7 умножения 45 сигнал от задатчика 6 (uW,). Сигнал ошибки рассогласования, равный

F AW-AW,+KuZ (3) с выхода блока 9 суммирования поступает на вход регулятора, который п воздействует на клапан 3 подачи хим- реактора.

Изменение расхода химреагента в сторону уменьшения приводит к увеличению как остаточного содержания воды в котором 55 нефти (bW), так и остаточного содержания нефти в дренажной воде (AZ). Изменение расхода химреагента в сторону увеличения снизит значения д W

блока 9 суммирования подключен к входу регулятора 4, выход которого связан с регулирующим клапаном 3 подачи химреагента.

Устройство работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия подается через измеритель 11 расхода в трубопровод 1, в который через регулирующий клапан 3 и измеритель 12 расхода поступает химреагент. Сигналы измерителей 11 и 12 и задатчика 13 величины весового коэффициента поступают на вычислительный блок 10, производится вычисление остаточного содержания воды и нефти на выходе трубопровода 1 по математическому соотношению

и Ь Z. но при этом произойдет потеря

,M

гл -Gp)

10

j где uW - остаточное содержание воды и нефти;

GP - расход химреагента, определяемый измерителем 12 расхода;

расход эмульсии, определяемый измерителем 11;

К - весовой коэффициент устанавливаемый задатчиком 13 для различных составов нефти;

коэффициенты, полученные эмпирическим путем; время движения эмульсии в трубопроводе, которое определяется по соотношению

LS

г эм

таточному содержанию нефти в дренажной воде (uZ), измеряемому анализатором 5 качества дренажной воды и умноженному в блоке 8 умножения на весокоррекции (uW), пропорциональный ос- вой коэффициент,

и Ь Z. но при этом произойдет потеря

химреагента. Таким образом, &W и д7 зависят от степени разделения эмульсии на нефть и воду. Экспериментальн установлена функциональная связь

+ a, uW+a(AW)2 , (4) где а,а,а,1 - постоянные коэффициенты.

При возрастании остаточного содержания воды в нефти (AW), например, в

результате изменения качества эмуль сии, в соответствии с выражением (4) увеличится содержание нефти в дренажной воде. Тогда сигналы uW, uW останутся неизменными (при неизменных текущих значениях расходов эмульсии и химреагента), а сигнал uW| в соответствии с выражением (2) увеличится что приводит к увеличению сигнала рассогласования (3) на выходе блока 9 суммирования. При этом регулятор 4 через клапан 3 увеличивает расход химреагента в трубопровод. В результате уменьшается остаточное содержание воды и нефти на выходе трубопровода, повьшается степень разделения эмульсии в отстойном аппарате и уменьшается содержание нефти в дренажной воде. При уменьшении остаточного содержания воды в нефти на выходе трубопровода (fiW) уменьшается содержание нефти в дренажной воде, что приводит к уменьшению расход дорогостоящего химреагента.

Если значение AW, определяемое в вычислительном блоке 10 по выражению (1), больше истинного значения остаточного содержания воды на выходе трубопровода, (вследствие воздействи возмущений, не учитываемых в выражении (1), то ошибка рассогласования, согласно выражению (3), возрастает, что вызывает увеличение расхода хим- реагента Gp, которое приводит к уменьшению истинного остаточного содержания воды и уменьшению bW. Тогда согласно выражения (4), остаточное содержание нефти в дренажной воде UZ уменьшается, а значит и уменьшается

UW,

Вследствие этого ошибка рассогРедактор И.Сегляник

Заказ 346/27Тираж 464

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ласования (3) уменьшится, что вызывает уменьшение расхода химреагента. Таким образом, устройство обеспечивает инвариантность управляемых параметров к изменению параметров зависимости (1), рассчитываемой в вычислительном блоке 10.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

Устройство для автоматического управления процессом предварительного обезвоживания нефти, содержащее измерители расхода эмульсии и расхода 5 химреагента на входе трубопровода, регулятор расхода химреагента, связанный своим выходом с клапаном подачи химреагента, анализатор качества дренажной воды, поступающей из отстойника с гидрофильным жидкостным фильтром, отличающееся тем, что, с целью уменьшения себестоимости подготовки нефти за счет уменьшения среднего расхода дорогостоящего химреагента и повышения скорости

расслаивания водонефтяной эмульсии на нефть и воду в отстойнике при переходных процессах, оно дополнительно содержит вычислительный блок, за- датчик остаточного содержания воды и нефти на выходе трубопровода, два блока умножения на постоянный коэффициент, блок суммирования и задатчик величины весового коэффициента, при этом первый и второй блоки умножения на постоянный коэффициент соединены своими входами соответственно с выхо- |Дами задатчика остаточного содержания воды на выходе трубопровода и анализатора качества дренажной воды, а выходами - с первым и вторым входами блока суммирования, вычислительный блок своими входами соединен соответственно с измерителями расходов эмульсии, химреагента и выходом задатчика величины весового коэффициента, а выход - с третьим входом блока суммирования, выход которого соединен с входом регулятора расхода химреагента.

Составитель Б.Долотин

Техред Л. Сердюкова Корректор М.Пожо

Подписное

Изобретение относится к устройству для а,втоматического управления .процессом предварительного обезвоживания нефти, может быть использовано в нефтедобывающей промышленности и позволяет уменьшить себестоимость подготовки нефти за счет уменьшения среднего расхода дорогостоящего химического реагента и повьппения скорости расслаивания водонефтяной эмульсии на нефть и воду в отстойнике при переходных процессах. Устройство содержит измеритель 11 расхода эмульсии, подаваемый в отстойник 2, и связанный с вычислительным блоком 10, к которому подключены измеритель 12 расхода реагента и задатчик 13 величины весового коэффициента. Выход вычислитель- .ного блока 10 связан с одним из входов блока 9, другой вход которого соединен с последовательно связанными первым блоком 8 умножения и анализатором 5 качества дренажной воды, а третий вход - с последовательно связанными вторым блоком 7 умножения и задатчиком. Выход блока 9 через регулятор 4 расхода химреагента подключен к клапану 3 подачи химреагента. 1 ил. о (Л Змимс А/убдгл