Автоматизированная система управления технологическими процессами нефтедобычи Советский патент 1979 года по МПК E21B47/00 

(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, испольчуюш,ие методы статистического моделирования для управления технологическими процессами нефтедобычи 1.

Известна также автоматизированная система управления технологическими процессами нефтедобычи, содержаш,ая 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 соответствуюш,ими блоками информационного обеспечения, коммутатор направлений, приемно-передающие устройства, блок переключения, блок управления информационными потоками, блок согласования, блок долговременной памяти, вычислительный блок, оптимизатор, аналоговые модели, блок заданий и блок обслуживания заявок 2.

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

Целью изобретения является повьппение надежности управления технологическими процессами.

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

программ, при этом регистратор заявок соединен с блоком распределения ресурсов, а табло-график соединен с блоком заданий по входу и по выходу сприемно-передаюшим устройством, при этом оптимизатор соединен с аналоговой моделью и вычислительным блоком.

На чертеже приведена блок-схема предагаемой автоматизированной системы упавленкя технологическими процессами.

Система состоит из блоков 1 контроля и правления работой скважины, блоков 2 правления групповыми замерными установами, связанных с блоками управления друих объектов гидравлическим каналом 3 свяи, и регистраторов 4 времени, устанавливаеых на скважинах. Имеются блоки 5 инфор- ю мационного обеспечения, соединенные с районной инженерно-диспетчерской службой 6 елефонными и телемеханическими каналами связи, которая содержит коммутатор 7 направлений и приемно-передающее устройтво 8. Блоки 5 информационного обеспечения охвачены взаимными связями с блоками 9 управления сепарации нефти, блоками

10управлейия подготовкой нефти, блоками

11управления сдачей нефти, блоками . 12 правления транспортом газа, блоками 13 jo

управления закачкой воды и блоком 2 управления. Районная инженернр-диспетчерская служба 6 состоит из блока 14 диспетчера, блока 15 обслуживания заявок и блока 16 переключения.

На центральной инженерно-диспетчерской . службе 17 .система кроме коммутатора 7 направлений и прйемно-перёдающего уст- ройства 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-35 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- др менной памяти, модели 30 и оптимизаторы 31.

Система работает следующим образом.

Блоки 1 управления работой скважин обеспечивают на механизированных скважинах пуск и остановку привода и защит- s ные функции при различных аварийных ситуациях.

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

Сами скважины управляются групповой замерной установкой через блок 2 управле- 55 ния и гидравлический канал 3 связи.

Регистратор 4 времени фиксирует действительное время работы скважины.

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

Таким образом, измерение 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, подавщему заявку, приемно-передающее устройство 8, которое подает сигнал опроса на . соответствующую групповую и осуществляет прием аварийной и измерительной информации. Приемно-передающее устройство 8 регистрирует на перфоленту во втором международном коде следующие характеристики объекта: номер групповой № гр, номер скважины № СКВ, время измерения tnjM, дебит жидкости Q, дебит газа ЯгИ дебит нефти QH.

По окончании передачиинформации блок 5 информационного обеспечения подключает на замер очередную скважину при помощи блока 2, а на районной инженерно-диспетчерской службе 6 обслуживается очередная заяйки.

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 Qi ж т газа Q р дебит подаваемой в сырье горячей балластной воды Qr и де.бит сброщенной балластной воды Qct) 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

товарной кондиции и сдается потребителю. Регулирование технологическими процессами на установке товарной подготовки и товарно-сдаточными операциями на установке товарной сдачи осуществляется блоками 10 и II 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 станцию, 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 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 блоком 5 информационного обеспечения.

Информация 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

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 ин формация на центральной инженерно-диспетчерской службе 17 принимается через коммутатор 7 направлений своим приемно-передающим устройством 8. Принятая информация предварительно анализируется, систематизируется и распределяется по соответ5 ствующим блокам диспетчером через блок

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

0 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

J 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

0 месячной отчетности. Кроме этого блоком

19производится сравнение полученной информации с плановыми заданиями, занесенными в блок 20, и вырабатывается информация рассогласования, которая визуально воспроизводится для диспетчера. На основании

5 анализа информации рассогласования диспетчер принимает решения, о которых информирует районные инженерно-диспетчерские службы 6 через приемно-передающее устройство 8.

0 Информация по заявкам на обслуживание заносится диспетчером через блок 18 управления информационными потоками в регистратор 2Г заявок,который их фиксирует. По результатам, анализа заявок диспетчер производит распределение ресурсов,

записанных в блоке 22. ИнфОрйЩияоб удовлетворении заявок и рещении диспетчера передается через приемно-передающее устрой; ство 8 на базу 23 производственного обслуживания, где принимается своим приемно0 -передающим 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,17. Таким образом, имеется наглядная картина стратегии обслуживания заявок.

Вся контрольная и измерительная информация, кроме заявочной, поступает в службу 26 обртботки информации. Через блок 27 согласования информация поступает на вычислительный блок 28 или в блок 29 долговременной памяти. Здесь осуществляется обработка поступающей информации, решение требуемых производственны.х 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 блока 28. Результаты решения 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. Формула изобретения 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-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 повыщения 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 № 410393, кл. G 06 F 15/00, 1971.