CN116813158B - 一种化学药剂智能加注方法及系统 - Google Patents

一种化学药剂智能加注方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电数字处理技术领域，尤其涉及一种化学药剂智能加注方法及系统，包括如下步骤：实时采集来液流量及含油率数据并传输给现场数据储存传输模块；现场数据储存传输模块将数据传输给数据处理器；数据处理器将来液流量、含油率数据分别划分多个区间，根据区间确定推理化学药剂注入量，然后根据输入量在相应区间的位置确定输入量的区间隶属度，再根据输入量的区间隶属度及推理化学药剂注入量计算出实际所需化学药剂注入量；控制药剂泵调节药剂量，系统包括化学药剂罐、药剂泵、流量计、含油分析仪、现场数据储存传输模块及数据处理器。本发明提供的方法及系统实时调整化学药剂的用量，降低生产成本，保证水处理效果。

Description

一种化学药剂智能加注方法及系统
技术领域
本发明涉及电数字处理技术领域，尤其涉及一种化学药剂智能加注方法及系统。
背景技术
海上油气生产时，基于降本增效的生产背景，需要对现场生产数据进行实时监测并及时调整化学药剂投入量，优化生产成本。目前现场生产水处理工艺中为保证生产指标合格，常常过量添加化学药剂，化学药剂的添加量由处理来液流量以及含油率决定，来液流量越多、含油率越高需要的化学药剂越多，反之需要的化学药剂变少。但是在实际生产过程中，化学药剂量的添加都是根据来液流量及含油率的变化情况通过人工进行调整化学药剂注入量，导致加注的化学药剂量由于来液流量及含油率的变化而导致过多或过少，造成生产成本提高或者是影响水处理效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种化学药剂智能加注方法及系统，能够根据输入量的隶属度精确计算出所需相应化学药剂的注入量，再根据计算结果调整生产水处理工艺流程中化学药剂的用量，从而降低生产成本保证水处理效果。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种化学药剂智能加注方法，其包括如下步骤：
S1：数据采集设备实时采集来液流量及含油率数据并将来液流量及含油率数据传输给现场数据储存传输模块；
S2：现场数据储存传输模块将来液流量及含油率数据传输给数据处理器；
S3：数据处理器将来液流量、含油率数据作为输入量，并根据输入量的上限及下限将来液流量、含油率数据分别划分多个区间，根据来液流量的区间、含油率的区间确定推理化学药剂注入量，然后根据输入量在相应区间的位置确定输入量在每个区间的区间隶属度，再根据输入量在每个区间的区间隶属度及推理化学药剂注入量计算出实际所需化学药剂注入量；
S4：数据处理器控制药剂泵动作按照步骤S3计算出的实际所需化学药剂注入量对药剂量进行调节，使化学药剂注入量按照步骤S3计算出的实际所需化学药剂注入量注入。
优化的，步骤S3中输入量隶属区间包括四种情形：I、来液流量只隶属于一个区间，含油率数据只隶属于一个区间；II、来液流量隶属于两个区间，含油率数据只属于一个区间；III、来液流量只隶属于一个区间，含油率数据隶属于两个区间；IV、来液流量隶属于两个区间，含油率数据隶属于两个区间。
进一步，数据处理器将输入量只隶属一个区间的区间隶属度记为1，并根据下式分别计算出输入量隶属于两个区间的区间隶属度：
；
其中：为计算区间的区间隶属度，/>为计算区间端部对应的输入量的值，/>为计算区间的区间隶属度由1开始递减时对应的输入量的值，/>为现场数据储存传输模块传输给数据处理器的输入量的值。
进一步，按照如下方法计算四种情形下所需化学药剂注入量：
来液流量只隶属于一个区间，含油率数据只隶属于一个区间时，，其中/>为实际所需化学药剂注入量，/>为推理化学药剂注入量；
来液流量隶属于两个区间，含油率数据只属于一个区间时，，其中：/>表示来液流量隶属前一个区间的隶属度，/>表示来液流量隶属后一个区间的隶属度，/>表示来液流量隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间时推理化学药剂注入量；
来液流量只隶属于一个区间，含油率数据隶属于两个区间时，则，其中：/>表示含油率数据隶属前一个区间的隶属度，/>表示含油率数据隶属后一个区间的隶属度，/>表示含油率数据隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量；
来液流量隶属于两个区间，含油率数据也隶属于两个区间时，则
；
其中：表示来液流量隶属前一个区间且含油率数据也隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属前一个区间而含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间而含油率数据隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间且含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量。
一种化学药剂智能加注系统，用以执行上述任一项所述的一种化学药剂智能加注方法，其包括化学药剂罐、药剂泵、流量计、含油分析仪、现场数据储存传输模块及数据处理器，化学药剂罐内的药液通过药剂泵将药液输送给水处理设备，所述流量计安装在水处理设备之前的水处理输送管道上并与现场数据储存传输模块连通，所述含油分析仪安装在水处理设备之后的水处理输送管道上并与现场数据储存传输模块连通，所述现场数据储存传输模块与数据处理器连通，所述数据处理器与药剂泵连通。
优化的，水处理设备包括依次连接的缓冲罐、旋流器及气浮选罐。
发明的有益效果：
本发明提供的一种化学药剂智能加注方法及系统，通过实时监测处理来液流量与含油分析仪所指示的含油率，根据来液流量及含油率的输入量的上限及下限将来液流量、含油率数据分别划分多个区间，根据来液流量、含油率的区间确定推理化学药剂注入量，然后根据输入量在相应区间的位置确定输入量在每个区间的区间隶属度，再根据输入量在每个区间的区间隶属度及推理化学药剂注入量计算出实际所需化学药剂注入量，从而实时调整生产水处理工艺流程中实际化学药剂的用量，可以降低生产成本并且能够保证水处理效果。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
图2本发明系统结构示意图。
图中：1.化学药剂罐，2.药剂泵，3.流量计，4.缓冲罐，5.旋流器，6.气浮选罐，7.含油分析仪，8.现场数据储存传输模块，9.数据处理器。
具体实施方式
本发明的化学药剂智能加注方法具体流程图如图1所示，系统图如图2所示，化学药剂智能加注方法包括如下步骤：
S1：数据采集设备实时采集来液流量及含油率数据并将来液流量及含油率数据传输给现场数据储存传输模块8；这里的数据采集设备包括流量计3及含油分析仪7，流量计用来采集水处理设备的来液流量，水处理设备可以包括缓冲罐4、旋流器5及气浮选罐6等，用来对来液进行处理，含油分析仪用来采集经水处理设备处理后的来液含油率。
S2：现场数据储存传输模块将来液流量及含油率数据传输给数据处理器9；
S3：数据处理器将来液流量、含油率数据作为输入量，并根据输入量的上限及下限将来液流量、含油率数据分别划分多个区间，根据来液流量的区间、含油率的区间确定推理化学药剂注入量，然后根据输入量在相应区间的位置确定输入量在每个区间的区间隶属度，再根据输入量在每个区间的区间隶属度及推理化学药剂注入量计算出实际所需化学药剂注入量；
S4：数据处理器控制药剂泵2动作按照步骤S3计算出的实际所需化学药剂注入量对药剂量进行调节，使化学药剂注入量按照步骤S3计算出的实际所需化学药剂注入量注入到处理设备内。药剂泵与化学药剂罐1连通，通过调整药剂泵的转速可以调节化学药剂罐中的化学药剂输出量及输出速度等。
优化的，步骤S3中输入量隶属区间包括四种情形：I、来液流量只隶属于一个区间，含油率数据只隶属于一个区间；II、来液流量隶属于两个区间，含油率数据只属于一个区间；III、来液流量只隶属于一个区间，含油率数据隶属于两个区间；IV、来液流量隶属于两个区间，含油率数据隶属于两个区间。
进一步，数据处理器将输入量只隶属一个区间的区间隶属度记为1，并根据下式分别计算出输入量隶属于两个区间的区间隶属度：
；
其中：为计算区间的区间隶属度，/>为计算区间端部对应的输入量的值，当计算前一个区间的隶属度时，/>为计算区间末端对应的输入量的值，当计算后一个区间的隶属度时，/>为计算区间首端对应的输入量的值，/>为计算区间的区间隶属度由1开始递减时对应的输入量的值，/>为现场数据储存传输模块传输给数据处理器的输入量的值。
进一步，按照如下方法计算四种情形下所需化学药剂注入量：
来液流量只隶属于一个区间，含油率数据只隶属于一个区间时，则，其中为所需化学药剂注入量，/>为推理化学药剂注入量；
来液流量隶属于两个区间，含油率数据只属于一个区间时，则，其中：/>表示来液流量隶属前一个区间的隶属度，/>表示来液流量隶属后一个区间的隶属度，/>表示来液流量隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间时推理化学药剂注入量；
来液流量只隶属于一个区间，含油率数据隶属于两个区间时，则，其中：/>表示含油率数据隶属前一个区间的隶属度，/>表示含油率数据隶属后一个区间的隶属度，/>表示含油率数据隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量；
来液流量隶属于两个区间，含油率数据也隶属于两个区间时，则
；
其中：表示来液流量隶属前一个区间且含油率数据也隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属前一个区间而含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间而含油率数据隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间且含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量。
本发明提供的化学药剂智能加注方法及系统，通过实时监测处理来液流量与含油分析仪所指示的含油率，根据来液流量及含油率的输入量的上限及下限将来液流量、含油率数据分别划分多个区间，根据来液流量、含油率的区间确定推理化学药剂注入量，然后根据输入量在相应区间的位置确定输入量在每个区间的区间隶属度，再根据输入量在每个区间的区间隶属度及推理化学药剂注入量计算出实际所需化学药剂注入量，然后实时调整生产水处理工艺流程中实际化学药剂的用量，可以降低生产成本并且能够保证水处理效果。
具体的：来液流量的区间划分表如表一所示，若数据采集设备采集的来液流量数据为50，则其隶属的区间只有一个区间NB，若数据采集设备采集的来液流量数据为125/>，则其隶属的区间为两个，一个区间NB，一个区间NS，则其隶属区间NB的隶属度为
，
其隶属区间NS的隶属度为
；
含油率的区间划分表如表二所示，其隶属度的计算方法与来液流量相同。
组合流量即来液流量、含油率及推理化学药剂注入量的区间对应关系推理表如表三所示，推理化学药剂注入量的区间与推理化学药剂注入量的关系如表四所示，可以预先将表格输入至数据处理器，数据处理器按照上述几个表格可以确定推理化学药剂注入量。
表一
表二
表三
表四
确定推理化学药剂注入量时，先根据来液流量、含油率的区间通过表三确定推理化学药剂注入量的区间，然后再根据推理化学药剂注入量的区间通过表四确定推理化学药剂注入量的数值。假设来液流量为区间NB，含油率区间为VL，则根据表三就可以确定推理化学药剂注入量的区间为MS,再通过表四就可以确定推理化学药剂注入量为5。
一种化学药剂智能加注系统，用以执行上述任一项所述的一种化学药剂智能加注方法，其包括化学药剂罐1、药剂泵2、流量计3、含油分析仪7、现场数据储存传输模块8及数据处理器9，化学药剂罐内的药液通过药剂泵将药液输送给水处理设备，所述流量计安装在水处理设备之前的水处理输送管道上并与现场数据储存传输模块连通，所述含油分析仪安装在水处理设备之后的水处理输送管道上并与现场数据储存传输模块连通，所述现场数据储存传输模块与数据处理器连通，所述数据处理器与药剂泵连通。
优化的，水处理设备包括依次连接的缓冲罐4、旋流器5及气浮选罐6，可以对污水进行处理。
综上所述，本发明提出的一种化学药剂智能加注方法及系统，通过实时监测处理来液流量与含油分析仪所指示的含油率，根据来液流量及含油率的输入量的上限及下限将来液流量、含油率数据分别划分多个区间，并根据输入量在相应区间的位置确定每个区间的隶属度，然后根据输入量的隶属度精确计算出所需相应化学药剂的注入量，再根据计算结果调整生产水处理工艺流程中化学药剂的用量，可以降低生产成本并且能够保证水处理效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种化学药剂智能加注方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：数据采集设备实时采集来液流量及含油率数据并将来液流量及含油率数据传输给现场数据储存传输模块；
S2：现场数据储存传输模块将来液流量及含油率数据传输给数据处理器；
S3：数据处理器将来液流量、含油率数据作为输入量，并根据输入量的上限及下限将来液流量、含油率数据分别划分多个区间，根据来液流量的区间、含油率的区间确定推理化学药剂注入量，然后根据输入量在相应区间的位置确定输入量在每个区间的区间隶属度，再根据输入量在每个区间的区间隶属度及推理化学药剂注入量计算出实际所需化学药剂注入量；
输入量隶属区间包括四种情形：I、来液流量只隶属于一个区间，含油率数据只隶属于一个区间；II、来液流量隶属于两个区间，含油率数据只属于一个区间；III、来液流量只隶属于一个区间，含油率数据隶属于两个区间；IV、来液流量隶属于两个区间，含油率数据隶属于两个区间；
数据处理器将输入量只隶属一个区间的区间隶属度记为1，并根据下式分别计算输入量隶属于两个区间的区间隶属度：
；
其中：为计算区间的区间隶属度，/>为计算区间端部对应的输入量的值，/>为计算区间的区间隶属度由1开始递减时对应的输入量的值，/>为现场数据储存传输模块传输给数据处理器的输入量的值；
按照如下方法计算实际所需化学药剂注入量：
来液流量只隶属于一个区间，含油率数据只隶属于一个区间时，，其中/>为实际所需化学药剂注入量，/>为推理化学药剂注入量；
来液流量隶属于两个区间，含油率数据只属于一个区间时，，其中：/>表示来液流量隶属前一个区间的隶属度，/>表示来液流量隶属后一个区间的隶属度，/>表示来液流量隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间时推理化学药剂注入量；
来液流量只隶属于一个区间，含油率数据隶属于两个区间时，则，其中：/>表示含油率数据隶属前一个区间的隶属度，/>表示含油率数据隶属后一个区间的隶属度，/>表示含油率数据隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量；
来液流量隶属于两个区间，含油率数据也隶属于两个区间时，则；其中：/>表示来液流量隶属前一个区间且含油率数据也隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属前一个区间而含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间而含油率数据隶属前一个区间时推理化学药剂注入量，/>表示来液流量隶属后一个区间且含油率数据隶属后一个区间时推理化学药剂注入量；
S4：数据处理器控制药剂泵动作按照步骤S3计算出的实际所需化学药剂注入量对药剂量进行调节，使化学药剂注入量按照步骤S3计算出的实际所需化学药剂注入量注入。
2.一种化学药剂智能加注系统，用以执行如权利要求1所述的一种化学药剂智能加注方法，其特征在于：包括化学药剂罐、药剂泵、流量计、含油分析仪、现场数据储存传输模块及数据处理器，化学药剂罐内的药液通过药剂泵将药液输送给水处理设备，所述流量计安装在水处理设备之前的水处理输送管道上并与现场数据储存传输模块连通，所述含油分析仪安装在水处理设备之后的水处理输送管道上并与现场数据储存传输模块连通，所述现场数据储存传输模块与数据处理器连通，所述数据处理器与药剂泵连通。
3.根据权利要求2所述的一种化学药剂智能加注系统，其特征在于：所述水处理设备包括依次连接的缓冲罐、旋流器及气浮选罐。
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