Система оперативного управления процессами добычи нефти

Сфез Советскик Со 4 имистичеекик РепублинОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 05453 К АВТОРСКОМУ СВИ ЕПЛЬСТВУ. Кл.06 Г 15/206 В 19/1 Государственный кои нтет СССР яо юмам иаобретенкй к открытказ) р е Опубликовано 2512.79, Бюллетень ИУ 47 ата опубликования описания 281279(72) Авторв изобретенийА.Пахчин итвак зного научно-исс ого института к газовой промышл здовательскмплексной есоюорсой(7 ител нност ПРОЦЕССАМИ СИСТЕ% ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЦЕДОБЫЧИ НЕФТИ ся к области ия 1 ехнологибазе электроники и может ыче, сборе, ти и попутного Изобрет автоматиз ческими и но-вычисли использов подготовке газа ение относи ции управле оцессами на тельной тех ться при до и сдаче не О ктябрьский Филиал В и проектно-конструкавтоматизаций нефт Известна система управления производственными процессами, котораявыполняет Функции обработки информации и определения отклонений взависимости от возмущений 11). Этасистема содержит приемный ре"гистр, генератор импульсов, регистр 5адреса, блок Памяти, главное информационное .табло, блок сопряжения,накопитель на перфоленте, пультдиспетчера, дешифратор команд, блоканализа последовательности символов,преобразователь кода, дешиФратор символов,телеИп,мнемосхему рас-положения объектов, вспомогательноетабло, блок тревожной сигнализациии блок считывания с перфоленты. Такое схемное решение обеспечивает автоматическую регистрацию принятой информации, управление с пульта диспетчера и контрольную проверку работы устройства.ЭО Эта система не обеспечивает опти миэацию технологических режимов.Известна также система автоматического регулирования параметров производственного процесса, которая обеспечивает сбор и обработку информации от датчиков, причем программа обработки информации задается в зависимости от разности между Фактическим и желаемым значением леременных величин параметров производственной линии, для чего зада.ется требуемая последовательность и скорость опроса цепей обратной связи, сигнал регулирования в которых вырабатывается по величине сигнала ошибки 121. Система имеет ограричения по охвату обработкой информации рассредоточенных контролируемых пунктов и по выполняемым Функ циям.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система оперативного управления процессами добычи нефти, содержащая последоватеЛьно соединенные измерительное устройство, пульт управления, блок передачи данных, блок ввода-вывода, вычислительное устройство, первый блок регистрациии 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 программы, первый вход преобразователя кодов подключен к первому выходу второго блока регистрации, в второй вход - к выходу третьего блока регистрации, выход блока индикации подключен к первому входу блока ввода - вывода 3)Известные технические решения не позволяют совместно с обработкой текущей информации о производитель,ности скважин осуществлять оперативное управление объектами с учетом реальных возмущений и ресурсов с выбором соответствующих режимов на последующий календарный временной отрезок контроля.Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия системы, ОПоставленная цель достигается тем, что в систему введены задатчик производительности скважины, Формирователь пороговых сигналов, классиФикатор воздействий, формирователь 35 команд управления, оптимизатор команд и блок прогноза, первый вход которого подключен к четвертому выхо- ду "блока управления, второй вход - к пеРвому выходу первого блока регис- Дц трации, 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 входу блока сравнения, первый вход формироватеЛЯ пороговых сигналов подключен к 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 бО устройства, а выход - к первому входу Формирователя команд управления, второй вход которого подключен к седьмому выходу блока управления, а выход в .к первому входу оптимиэатора команд, второй вход и первыйвыход которого подключены соответ-.ственно к седьмому выходу и четвертому. входу вйчислительного устройства, а выход - к второму входублока индикации.Такая схемная реализация обеспечивает задание режима сбора и обработки информации с технологическихобъектов,выявление нережимныхобъектов и оценку на фактическомматериале воэможности выполненияустановленных заданий по производительности. При необходимости формируются измененные режимы и мероприятияпо поддержанию. режимов, что затемреализуется при оперативном управлении технологическими объектами,На чертеже приведена блок-схемасистемы.Система подключается к нефтяномуместорождению 1, включающему эксплуатационные скважины 2 с различнымиспособами эксплуатации, которые подключаются к автоматизированным групповым измерительным установкам 3,объекты 4 сброса (дожимные насосные станции), установку 5 первичнойподготовки нефти, установку 6 товарной сдачи, объекты 7 поддержания пластового давления и установку 8 подготовки газа, которые оснащены своими.,измерительное устройство 9 и пульты 10 управления на районной инженерно-технологической службе. Аппаратура пульта 10 управления содержитблок 11 передачи данных, дешиФратор12 аварийной сигнализации, Узел 13управления, блок 14 задания режимаизмерения и опроса, вычислительныйблок 15, терминал 16 и элемент 17регистрации,Пульты 10 подключаются каналамисвязи к аппаратуре центрального диспетчерского пункта (служба обработки информации). Аппаратура центрального диспетчерского пункта содержитблок 18 передачи данных, блок 19ввода - вывода, вычислительное устройство 20, блок 21 задания программы, блок 22 управления, первый блок23 регистрации, блок 24 сравнения,эадатчик 25 производительности-скважины, второй блок 26 регистрации,третий блок 27 регистрации, преобразователь 28 кодов, формирователь 29пороговых, сигналов, классификатор 30воздействий, формирователь 31 командуправления, оптимизатор 32 команд,блок 33 индикации и блок 34 прогнозаСистема работает следующим образом.Для каждой эксплуатационной скважины 2 устанавливается определеннаяпроизводительность (дебит) по жид,кости. Эта величина выбирается, исходя иэ возможностей пласта на основе.проекта разработки. На каждый текущий отрезок времени (например, месяц) величина дебита зависит от общего производственкого эаданйя наданный период, По определенной программе производится измерение производительности скважин 2 на автоматизированных групповых измерительныхустановках 3. Измерительная информация регистрируется устройствами 9и затем передается на аппаратуру 10пульта 10.Телемеханические сигналы принимаются блоком 11. Аварийные сигналыс блока 11 поступают на дешифратор12, Расшифровывается адрес направления, установки 3 и месторождения1 (скважины), где произошла аварийная ситуация. Этим обеспечиваетсяюповещение диспетчера о состоянииобъекта.При йеобходимости диспетчервоздействует на узел 13,запуская скважину в рабрту или останавливаяее до прибытия рЕмОйтной бригады дляустранения аварии. Аналогично обрабатываются аварийные сигналы с объектов и, установок 5-8 через устройство 9. Дешифратор 12 расшифровывает адрес аварийного объекта,На каждом из объектов технологического цикла реализуется процесстелеиэмерения по учету потоков и ресурсов. Режим измерения и опросаустройству 9 задается блоком 14,Обеспечивается самонастраивающаясяили Фиксированная, программа измерения характеристик объектов. Опрос 35устройства 9 осуществляется спорадически или циклически н зависимостиот программы измерения, Телеиэмерительная информация через блок 11поступает -в блок 15, алгоритм работы 4 Окоторого задет узел 13. Производитсяопределение среднесуточной производительности скважин и учет суммарныхрасходов потоков по остальным объектам. Обработанная информация по коман 45де узла 13 выводится на печатЬ элЕментом 17 или передается в центральный диспетчерский пункт,На пульте 10 могут Формироватьсядополнительные справочные сведенияпри помощи терминала 16, которыйсвязан с центральным диспетчерскимпунктом.Рассмотрим процесс оперативногоуцравлрния скважинами 2 и объектами4 сбора,; которые обеспечивают добычу нежити, попутного газа и воды,Одними из основных Функций системыявляются поддержание этих рассредо-.точенных объектов в рабочем состоянии и обеспечение обслуживающего6персонала информацией, Функции оперативного управления заключаются вконтроле за работой объектов, в выявлении объектов с отклоняющейсяот режима производительностью, вы работке соответствующих мероприятийпо устранению этих отклонений иназначения режимов работы на последующий временной отрезок.Информация об Измерениях проиэвОдительности объектов и их рабочемсостоянии поступает в центральныйдиспетчерскйй пункт, Здесь она привзимается блоком 18 и чеоез блок 19поступает в устройство 20. Обработка измерительной информации осуществляется по определенной программе,задаваемой блоком 21 по командеблока 22. Обработанная и отсортированная информация по каждой скважинезаноситсяв блок 23, В процессеобработки, когда отсутствует поступление данных измерения или другойинформации, илипоеле окончания обработки сведений выбранной скнажиныпо команде блока 22 производитсясравнение показателей производительности реальной и режимной. Сравнениереализуется блоком 24, куда поступают данные о производительности скважин по команде блока 22 с блока 23и задатчика 25. В том случае, еслиотклонение от режима отсутствуетили незначительно, сигнал рассогласования не формируется: системане выделяет такую скважину для выработки управляющего воздействия. Лриуменьшении величины производительности Формируется сигнал рассогласования блоком 24. Этот сигнал сонместно с адресной информацией поступает в устройство 20, где производится обработка сведений оскважине с отклоненным режимом, затемв блок 27. Согласно выбранному регламенту работы скважина может рассматриваться на выявление возможности проведения на ней упранляющего воз,действия сразу же или после накопле- . ния определенного количестнаобъектон;Первоначально осуществляется операция кодирбнания параметрон нережимного объекта, которая реализуется преобразователем 28. Кодируются значения параметров, характеризующих режим работы объекта (например, для скна" жин пластовое и забойное давление, коэффициЕнт продуктивности и обводкенность продукции). Кроме этого кодируется перечень. параметров скважин (до двадцати), определяющий выбор соответствующего управляющего воздействия, Устройство 20 формирует рекомендуемый перечень управляюих воздействий. Формирователь 29 формирует уровни сигналов тех управляющих воздействий которые могут проводиться на данный оперативный временной отрезок управления, Сигналы уставок поступают ка классификатор 30 воздействия, который Формирует сигнал выбора управляющего ноэдействия, Сигнал затем поступает наформирователь 31, который функционирует по принципу тестов, задаваемых блоком 22. В .зависимостиот величины общей установки сигнала выбирается код соответствующеговоздействия, который заносится воптимизатор 32, Производится Формирование рекомендуемой последовательности реализации управляющих воздействий в зависимости от количества и параметров скважинс учетомограничений по ресурсам, задаваемыхблоком 2.2 через устройство 20, Полученная последовательность управляющих воздействий выводится блоком33 и может быть передана на соответ 1 ствующий пульт 10, по которому производилась обработка, и на базупроизводственного обслуживания для"Реализации управляющего воздействия.Если управляющее воздействие обеспечивает отключение, переключение или,ограничение производительности, тоэти сигналы передаются непосредственно на объекты, Таким образом выяв 1 ляются объекты с изменившимся режимом и формиРуются, требуемые управляющие воздействия. Эти данные хранятся в оптимизаторе 32 до сбросаа хранение ведется с накоплением,В процессе Функционирования объектов производится регистрация их про-,изводительности, Затем данные фактических измерений заносятся в блок34, который запускается в работуйо команде блбка 22, Блок 34 экстраполирует значения.производительностикаждой скважины на последующий отрезок времени, и Формирует соответствующий уровень сигнала. Затем этисигналы поступают в задатчик 25. Формируется значение производительности.объекта на последующий отрезок времени оперативного управления с перечнем требуемых управляющих воздействий для достижения поставленнойцели, Сформированный режим передается на объекты и хранится в задатчике 25 для контроля реальной производительности объектов. Кроме этогоформируется общий свод по режимам,Результаты по режимам с мероприятиями передаются в кустовой информационно-вычислительный центр для пла-.нирования работы предприятия в целом,С других технологических объектовпоступает измерительная информацияо расходах по потокам, что позволя,ет оператинно подводить итоги о работе всех объектов в целом и следитьза выполнением плановых производственных заданий,Использование системы позволяетоперативно следить эа работой рассредоточенных и сосредоточенных объе"тон, своевременно выявлять нережимные объекты и вырабатывать управ.ляющие ноздействия по устранениюэтих отклонений. Также обеспечивается в реальном масштабе времени планирование режимов работы объектов и соответствующих мероприятий для их достижения с учетом текущего сос тояния эксплуатации, что позволяетсвоевременно учесть различные возмущения. Формула изобретения 10 Система оперативного.упранленияпроцессами добычи нефти, содержащая последовательно соединенныеизмерительное устройство, пультуправления, блок передачи данных,блок ввода;.вывода, вычислительноеустройство, первый блок регистрациии блок сравнения, выход которого подключен к первому входу вычислительного устройства, второй вход которогоподключен к первому выходу блокауправления, третий вход - к ныходублока задания программы, второйвыход - к входу второго блока регистрации, третий выход - к входутретьего блока регистрации, а четвертый выход - к первому входу блокаиндикации, второй выход блока управления подсоединен к второму входу ЗО первого блока регистрации, а третийвыход. - к входу блока задания программы, первый вход преобразователякодов подключен к первому выходувторого блока регистрации, а второй 35 вход - к выходу третьего блока регистрации, выход блока индикации подключен к первому входу блока вводавывода, о т л и ч а ю щ а я с я,тем, что, с целью повышения. надежнос ти и быстродействия системы, в неевведены эадатчик производительностискважины, ФормирОватель пороговыхсигналов, классификатор воздействий,формирователь команд управления, 45 оптимизатор команд и блок прогноза,первый вход которого подключен кчетвертому выходу блока управления,второй вход - к первому выходу первого блока регистрации, а выход - 5 О к первому входу эадатчика производительности скважины, второйвход которого подключен кпятому выходу блока управления,третий вход и первый выход - соответственно к первому выходу.и второмувходу блока ввода-вывода, а второй выход - к второму входу блокасравнения, первый вход формирователя пороговых сигналов подключенк второму выходу второго блокарегистрации, второй вход - к пятомувыходу вычислительного устройства,а выход - к первому входу классификатора воздействий, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя кодов, третий вход - к шес705453 10 ду блока индикации. Г ИИПИ Заказ 8032/52 1 ираж 78 писное4 ПППатент , г. Ужгород, ул. Йроектна фил ому выходу блока управления, четверый вход - к иестому выходу вычисли-:ельного устройства, а выход - кпервому входу формирователя командправления, второй вход которогоюдключен к седьмому выходу блокавыправления, а выход. - к первому входуоптимизатора команд, второй входя первый выход которого подключены"оответственно к седьмому выходу ичетвертому. входу вычислительногоустройства, а выход - к второму вхоИсточники информации,принятые во внимание при "экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 493783, кл. 0 06 Р 15/46, 1972. 2. Акцептованная заявка Великобритании 9 1471732, кл. 6 05 В .15/02, 1974. 3, Авторское свидетельство СССРР 410393, кл. С 06 Р 15/00, 1971