Система оперативного управления процессами добычи нефти Советский патент 1979 года по МПК G05B19/02 G05B19/418 G05B19/18 

(54) СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ДОБЫЧИ НЕФТИ и блок сравнения, выход которого подключен к первому входу вычислительного устройства, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, третий вход - к выходу блока задания программы, второй выход - к входу второго блока регистрации, третий выход - к входу тр.етьего блока регистрации, а четвертый выход - к перврму входу блока индикации, второй выход блока управления подсоединен к второму входу первого блока регистрации, а третий выход - к входу блока задания програм1 1ы, первый вход преобразователя кодов подключен к первому выходу второго блока регистрации, в второй вход - к выходу третьего блока регистрации, выход блока индикации ;п(:)дключен к первому входу блока ввода - вывода 3. Известные технические решения не позволяют совмес гно собработкой текущей информации о производитель ности скважин осуществлять оператив ное управление объектами с учетом реальных возмущений и ресурсов с вы бором соотйетствующих режимов на по ледующий календарный временной отрезок контроля, Цель изобретения - повышение над ности и быстродействия системы. Поставленная цель достигается тем, что в систему введены производительности скважины, формирователь пороговых сигналов, класси фикатор воздействий, формирователь команд управления, оптимизатор команд и блок прогноза, первый вход которого подключен к четвертому вых ду блока управления, второй вход - первому выходу первого блока регис трации, а выход - к первому входу задатчика производительности скважины, второй вход которого подключе к пятому выходу блока управления, третий вход и первый выход - соответственно к первому выходу и второ му входу блока ввода - вывода, а . второй выход - к второму входу блок сравнения, первый вход формировател пороговых сигналов подключенк второму выходу второго блока регистрации, второй вход - к пятому выходу вычислительного устройства, а выход к первому входу классификатора воздействий, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя кодов, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя кодов, третий вход - к шестому выходу блока управления, четвертый вход к шестому выходу вычислительного устройства, а выход - к первому вхо ду формирователя команд управления, второй вход которого подключен к седьмому выходу блока управления, а выход - к первому входу оптимизат ра команд, второй вход и первый выход которого подключены соответ-. ственно к седьмому выходу и четвертому, вхбду вычислительного устройства, а выход - к второму входу блока индикации.Такая схемная реализация обеспечивает задание режима сбора и обработки информации с технологических объектов, выявление нережимных объектов и оценку на фактическом материале возможности выполнения установленных заданий по производительнрсти. При необходимости-формируются измененные режимы и мероприятия по поддержанию.режимов, что затем реализуется при оперативном управлении технологическими объектами. На чертеже приведена блок-схема системы,, . Система подключается к нефтяному месторождению 1, включающему эксплуатационные скважины 2 с различными способами эксплуатации, которые подключаются к автоматизированным групповым измерительным установкам 3, объекты 4 сброса (дожимные насосные станции), установку 5 первичной подготовки нефти, установку б товарной сдачи,объекты 7 поддержания пластового давления и установку 8 подготовки газа,которые оснащены своими. .измерительными блоками, входящими в измерительное устройство 9 и пульты 10 управления на районной инженерно-технологической службе. Аппаратура пульта 10 управления содержит блок 11 передачи данных, дииифратор 12 аварийной сигнализации, уэел 13 управления, блок 14 задания режима измерения и опроса, вычислительный блок 15, терминал 16 и элемент 17 регистрации. Пульты 10 подключаются каналами связи к аппаратуре центрального диспетчерского пункта (служба обработки информации), Аппаратура центрального диспетчерского пункта содержит блок 18 передачи данных, блок 19 ввода - вывода, вычислительное устройство 20, блок 21 задания программы, блок 22 управления, первый блок 23 регистрации, блок 24 сравнения, задатчик 25 производительности скважины, второй блок 26 регистрации, третий блок 27 регистрации, преобразователь 28 кодов, формирователь 29 пороговых.сигналов, классификатор 30 воздействий, формирователь 31 команд управления, оптимизатор 32 команд, блок 33 индикации и блок 34 прогноза Система работает следующим образом. Для каждой эксплуатационной скважины 2 устанавливается определенная производительность (дебит) по жид.кости. Эта величина выбирается, йй ходя из возможностей пласта на основе проекта разработки. На каждый те щий отрезок времени (например, месяц) величина дебита зависит от общего производственного задания на данный период. По определенной прог рамме производится H3NrepeHHe производительности скважин 2 на автоматизированных групповых измерительны установках 3, Измерительная информа ция регистрируется устройствами 9 и затем передается на аппаратуру пульта 10. Телемеханические сигналы принимаются блоком 11. Аварийные сигналы с блока 11 поступают на дешифратор 12. Расшифровывается адрес направления, установки 3 и месторождения 1 (скважины) , где произсядла аварийная ситуация. Этим обеспечивается оповетенне ди спетчера о состоянии абъекта.При необходимости диспетчер воздействует на узел 13,запуская ск жину в рабрту.или останавливая ее до прибытия ремонтной дл устранения аварии. Аналогично обраб тываются аварийные сигналы с объектов и, установок 5-8 через устройство 9. Даиифратор 12 расшифровывает адрес аварийного объекта. На кеикдом из объектов технологического цикла реализуется процесс телеизмерения по учету потоков и ре сурсов. Режим измерения и опроса устройству 9 задается блоком 14. Обеспечивается самонастраивающаяся или фиксированная .программаизмерения характеристик объектов. Опрос устройства 9 осуществляется споради чески или циклически в зависимости от программы измерения. Телеизмерительная информация через блок 11 поступает,-в блок 15, алгоритм работ которого задет узел 13. Производитс определение среднесуточной производительности скважин и учет суммарны расходов потоков по остальным объек там. Обработанная информация по ком де узла 13 выводится на печать элементом 17 или передается в централь ный диспетчерский пункт. На пульте 10 могут формироваться дополнительные справочные сведения при помощи терминала 16, который связан с центральным диспетчерским пунктом. Рассмотрим процесс оперативного управления скважинами 2 и объектами 4 сбора/, которые обеспечива гот добычу нефти, попутного газа и воды, Одними из основных функций системы являются поддержание этих рассредоточенных объектов в рабочем состоянии и обеспечение обслуживающего персонала информацией. Функции оперативного управления заключаются в контроле за работой объектов, в выя лении объектов с отклоняющейся от режима производительностью, выработке соответствующих мероприятиП по устранению этих отклонений и назначения режимов работы на последующий временной отрезок, Информация,об измерениях производительности объектов и их рабочем состоянии поступает в центральный диспетчерский пуНкт. Здесь она принимается блоком 18 и чеоез блок 19поступает в устройство 20. Обработка измерительной информации осуществляется по определенной программе, задаваемой блоком 21 по команде блока 22. Обработанная и отсортированная информация по каждой скважине заноситсяв блок 23. В процессе обработки, когда отсутствует поступление данных измерения или другой информации, или ..после окончания обработки сведений выбранной скважины по команде блока 22 производится сравнение показателей производительности реальной, и режимной. Сравнение реализуется блоком 24, куда поступают данные о прбизводительности скяажин по команде блока 22 с блока 23 и задатчика 25. В том случае, если отклонение от режима отсутствует или незначительно, сигнал рассогласования Не формируется: система не выделяет такую скважину для выработки управляющего воздействия. При уменьшении величины производительности формируется сигнал рассогласования блоком 24. Этот сигнал совместно с адресной информацией поступает в устройство 20, где производится-обработка сведений о скважине с отклоненным режимом, затем в блок 27. Согласно выбранному регламенту работы скважина может рассматриваться на выявление возможности проведения на ней управляющего воздействия сразу же или после накогше-, ния определенного количестваЪбъектов;. Первоначально осуществляется операция кодирования параметров нережимного объекта, которая реализуется преобразователем 28. Кодируются значения параметров, характеризующих режим работы объекта (например, для скважин пластовое и забойное давление, коэффициент продуктивности и обводненность продукции). Кроме этого кодируется перечень, параметров скважин (до двадцати), определяющий выбор соответствующего управляющего воздействия. Устройство 20 формирует рекомендуемый перечень управляющих воздействий. Формирователь 29 ормирует уровни сигналов тех управяющих воздействий, которые могут проводиться на данный Оперативный вр.еменной отрезок управления,Сигналы уставок поступают на классификатор 30 воздействия, который формирует сигнал выбора управляющего воздействия. Сигнал затем поступает на формйрбватёль. 34, который функционирует по принципу тестов, эадаваеколх блоком 22. В .зависимости от величины общей установки сигнала выбирается код соответствуйщего воздействия, который заносится в оптимизатор 32. Производится формирование рекомендуемой последовательности реализации управляющих воздействий в зависимости от количества и параметров скважин., с учетом ограничений по ресурсам, задаваемых блоком 2.2 через устройство 20. Полученная последовательность управляюОцЯ воздействий выводится блоком 33 и может быть передана на соответ ;ствующий пульт 10, по которому производилаЬь обработка, и на базу производственного обслуживания для рёаМйзации управляющего воздействия Если управляющее воздействие обеспе чивает отключение, переключение или. ограничение производительности, то эти сигналы передаются непосредстве но на объекты. Таким образом выяв«ляются объекты с изменившимся режи;мом и формируются; уребуемые управляющие воздействия. Эти данные хранятёя в оптймиз,аторе 32 до сброса, а хранение ведется с накоплением. В процессе функционирования объе тов производится регистрация их про изводительности. Затем данньге факти :Чёских измерений заносятся в блок 34, который запускается в работу по команде блока 22, Влок 34 экстра полирует значенияпроизводительност kaждoй скважины на последующий отрезок времени, и формирует соответствующий уровень сигнала. Затем эти сигналы поступают в задатчик 25. Фо мируется значение производительност объекта на последующий отрезок времени: оперативного управления с перечнем требуеких управляющих воздей ствий для достижения поставленной цели. Сформированный режим передается на объекты и хранится в задатч ке 25 для контроля реальной произво дительности объектов. Кроме этого формируется сэбщий свод по режимам. Результаты по. режимам с-мероприятиями передаются в кустовой информа ционно-вычислительный центр для пла нирования работы предприятия в цело С других технологических объекто поступает измерительная информация о расходах по потокам, что позволя,ет оперативно подводить итоги о работе всех объектов в целом и следит за выполнением плановых производственных заданий. Использование системы позволяет оперативно следить за работой расСредоточенных и сосредоточенных объ тов, своевременно выявлять нережимные объекты и вырабатывать управ.пяю1цие воздействия по устранению этих откло.нений. Также обеспечивается в реальном масштабе времени планирование режимов работы объектов и соответствующих мероприятий для их достижения с учётом текущего состояния эксплуатации, что позволяет своевременно учесть различные возмущения. Формула изобретения Система оперативного.управления процессами добычи нефти, содержащая последовательно соединенные измерительное устройство, пульт .. управления, блок передачи данных, блок ввода.-гвывода, вычислительное устройство, первый блок регистрации и блок сравнения, выход которого подключен к первому входу вычислительного устройства, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, третий вход.- к выходу блока задания программы, второй выход - к входу второго блока регистрации, третий выход - к входу третьего блока регистрации, а четвертый выход - к первому входу блока индикации, второй выход блока управления подсоединен к второму входу первого блока регистрации, а третий выход..- к входу блока задания прог-. раммы, первый вход преобразователя кодов подключен к первому выходу второго блока регистрации, а второй вход - к выходу третьего блока регистрации, выход блока индикации подключен к первому входу блока вводавывода, о т ли ч а ю m а я с я. тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия системы, в нее введены задатчик производительности скважины, фррМйрОватель пороговых сигналов, классификатор воздействий, формирователь команд управления, оптимизатор команд и блок прогноза, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, второй вход - к первому выходу первого блока регистрации, а выход к первому, входу задатчика производительности скважины, второй вход которого подключен к , пятому выходу блока управления, третий вход и первый выход - соответственно к первому выходу и второму входу блока ввода-вывода, а второй выход - к второму 1входу блока сравнения, первый вход формирователя пороговых сигналов подключен к второму выходу в.торого блока регистрации, второй вход - к пятому выходу вычислительного устройства, а выход - к первому входу классификатора воздействий, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя кодов, третий вход - к шесому выходу блока управления, четвер ый вход - к шестому выходу вычисли- : ельного устройства, а выход - к tepBOMy входу формирователя команд Правления, второй вход которого юдключен к седьмому выходу блока

/правления, а выход - к первому входу оптимизатора команд, второй вход л первый выход которого подключены соответственно кседьмому выходу и четвертому, входу вычислительного

устройства, а выход - к второму входу блока индикации

Источники информации, принятые ВОВнимание при экспертиэё

1.Авторское свидетельство СССР №-:493783, кл. G Об F 15/46, 1972.

2.Акцептованная заявка Великобритании № 1471732, кл. G 05 В ,15/02, 1974.

3.Авторское свидетельс гво СССР № 410393, кл. G 06 F 15/00, 1971

.(прототип).