Автоматизированная система управления технологическими процессами нефтедобычи

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалисткческихРеспублик(22) Заявлено 26.07.71 (21) 1686220/22-0 51) М. Кл г 21 В 43/О 06 Г 15/О рисоединением заявки-аннтет Государственный н СССР оо делам изобре н открытий(53) УДК 621,3 . (088.8) юллетень18ния 25.05.79 публиковано 15.05.7 та опублик ния оп учернюк, В. Е. Щербина, В. Т, Дробах, Н. С. Маринин А. И. Бурма, А, Г, Ахметшин и Л. А. Пелевин 72) Авторы изобретеии Октябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательскогои проектно-конструкторского института комплексной автоматизаци нефтяной и газовой промышленности(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НЕФТЕДОБЫЧИ нефтяной происпользовано ванных систем юшим предприя ьзующие метоования для упроцессами нефзированная сисескими процесая блок контроажины, региствления группо- и, блоки управдготовкой нефм газа и закачтветствующими еспечения, комно-передаюшие ия, блок управотоками, блок менной памяти, изатор, аналои блок обслуИзобретение относится кмышленности и может бытдля построения автоматизироуправления нефтегазодобыватием.Известны системы, исполды статистического моделирравления технологическими птедобычи 1.Известна также автоматитема управления технологичсами нефтедобычи, содержащля и управления работой сквраторы времени, блок управыми замерными установкамления сепарацией нефти, поти, сдачей нефти, транспортокой воды, соединенные с сооблоками информационного обмутатор направлений, приемустройства, блок переключенления информационными псогласования, блок долговревычислительный блок, оптимговые модели, блок заданийживания заявок 2. Недостатком известных систем являетсято, что они не обеспечивают централизованного управления всем производственным циклом с применением информационно-вычислительных средств, позволяющего вести технологические процессь 1 в оптимальных режимах,Целью изобретения является повышениенадежности управления технологическимипроцессами.1 о Цель достигается тем, что предлагаемаясистема снабжена блоком производственныхпрограмм, блоком контроля выполнения плана, регистратором заявок, блоком распределения ресурсов и табло-графиком, причемблок управления информационными потоками соединен с блоком производственных программ, блоком контроля выполнения плана,регистратором заявок и блоком распределения ресурсов, а блок контроля выполненияплана соединен с блоком производственныхпрограмм, при этом регистратор заявок соединен с блоком распределения ресурсов, атабло-график соединен с блоком заданий повходу и по выходу с приемно-передающимустройством, при этом оптимизатор соединен 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 о мационного обеспечения, соединенные с районной инженерно-диспетчерской службой 6 телефонными и телемеханическими каналами связи, которая содержит коммутатор 7 направлений и приемно-передающее устройо ство 8. Блоки 5 информационного обеспечения охвачены взаимными связями с блоками 9 управления сепараций нефти, блоками 1 О управлепия подготовкой нефти, блоками 11 управления сдачей нефти, блоками 12управления транспортом газа, блоками 13 о 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 блока14 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 менной памяти, модели 30 и оптимизаторы 31.Система работает следующим образом.Блоки 1 управления работой скважин обеспечивают иа механизированных скважинах пуск и остановку привода и защит 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. Сами скважины управляются групповой замерной установкой через блок 2 управления и гидравлический канал 3 связи.Регистратор 4 времени фиксирует действительное время работы скважины.. 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 групповойгр, номер скважиныскв, время измерения 1 зм, дебит жидкости Ощ, дебит газа Я и дебит нефти 1).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 заявки. Газожидкостная смесь поступает на сепарационные установки с предварительным сбросом балластных вод. Здесь осуществляется сепарация нефти от газа и балластныхвод. 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 Я , 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 доИнформация о времени работы скважин от регистратора 4 времени передается на районную инженерно-диспетчерскую службу 6 через оператора. Информация с групповых за мерных 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-передаюшее устройство измерительной, контрольнойи 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 зз 40 45 5 о 5товарной кондиции и сдается потребителю. Регулирование технологическими процессами на установке товарной подготовки и товарно-сдаточными операциями на установке товарной сдачи осушествляется блока-. ми 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 сепарационныхустановок подается на компрессорную станцию, режимы которой регулируются блоком12 управления транспорта газа, Информация (количество газа и фракционный состав) передается спорадически блоком 5 информационного обеспечения,Балластная вода подготавливается длязакачки в пласт на очистных сооруженияхи закачивается в пласт цехом поддержанияпластового давления, который кроме этогозакачивает и пресную воду. Регулированиепроцессами осушествляется блоком 13 управ иления закачкой воды. Информация (количество закаченной пресной и соленой воды,расход коагулянта и расхода по кустовымнасосным станциям) передается на районную инженерно-диспетчерскую службу 6 блозоком 5 информационного обеспечения. бпроизошло аварийное отключение электроэнергии. На районной инженерно-диспетчерской службе 6 обработку информации непроизводят.В роли центрального регулирующего объекта по данной схеме используется сепарационная установка, которая передает управляющие воздействия на другие объекты сбора и подготовки по гидравлическим каналам3 связи.Вся производственно-технологическая информация на центральн. й 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 потоками.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. ИнформаОия об удовлетворении заявок и решении диспетчера передается через приемно-передающее устройство 8 на базу 23 производственного обслуживания, где принимается своим приемно- 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 службу7. Таким образом, имеется наглядная картина стратегии обслуживания заявок.Вся контрольная и измерительная информация, кроме заявочной, поступает в662697 формула изобретения ЦИ И И П И Заказ 2667/37 Тираж 656 Подписное Филиал П П П Патент, город, ул. Проектная, 4 службу 26 обработки информа 11 ии. 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 блока 28. Результаты решения 16 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 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 экспертизе1. Бусленко Н. П, Моделирование сложных систем, М., Наука, 1968., с. 317.2. Авторское свидетельство410393, кл. 6 06 г 15/00, 1971.