RU2712665C1 - Method of automatic control of gas drying process at plants for complex gas treatment in conditions of the north - Google Patents

Method of automatic control of gas drying process at plants for complex gas treatment in conditions of the north Download PDF

Info

Publication number
RU2712665C1
RU2712665C1 RU2019123914A RU2019123914A RU2712665C1 RU 2712665 C1 RU2712665 C1 RU 2712665C1 RU 2019123914 A RU2019123914 A RU 2019123914A RU 2019123914 A RU2019123914 A RU 2019123914A RU 2712665 C1 RU2712665 C1 RU 2712665C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
absorber
flow rate
absorbent
process control
Prior art date
Application number
RU2019123914A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Александрович Николаев
Анатолий Кузьмич Арабский
Сергей Владимирович Завьялов
Андрей Николаевич ЕФИМОВ
Сергей Петрович Дегтярев
Михаил Михайлович Партилов
Михаил Николаевич Макшаев
Илья Валериевич Смердин
Сергей Иванович Гункин
Александр Александрович Турбин
Этибар Гурбанали оглы Талыбов
Владислав Леонидович Пономарев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Priority to RU2019123914A priority Critical patent/RU2712665C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2712665C1 publication Critical patent/RU2712665C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to preparation of natural gas for long-distance transport, in particular, to automatic control of gas dehydration at complex gas treatment plants – CGTP in conditions of the North of Russia. Automated control system of technological process – APCS of gas drying performs control of raw gas pressure and temperature, control of pressure, temperature, flow rate and dew point of dried gas, automatic maintenance of regenerated absorbent supply to absorber taking into account of extracted gas flow, control of absorbent mass flow rate. It uses for simulation and control of technological processes parameters controlled by it, which measures with given discreteness in time. Among them also include concentration of water-saturated absorbent and specific amount of extracted moisture as a result of gas drying in absorber.
EFFECT: invention enables to minimize the amount of absorbent supplied to the absorber without reducing the quality of the gas drying process to CGTP; automatically hold the specified dew point temperature, which is the main parameter determining the humidity of the dried gas in the CGTP, providing the gas preparation to the long-distance transport with the specified quality parameters; quickly detecting abnormal situations in the absorber operation, simplifying the adoption of efficient control solutions at process facilities involved in the cycle of gas production, transportation and preparation for long-distance transport.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области подготовки природного газа к дальнему транспорту, в частности, к автоматическому управлению осушкой газа на установках комплексной подготовки газа (УКПГ) в условиях Севера РФ.The invention relates to the field of preparation of natural gas for long-distance transport, in particular, to automatic control of gas dehydration at the integrated gas treatment plants (GPP) in the North of the Russian Federation.

Известен способ автоматического управления процессом абсорбционной осушки газа, который обеспечивает автоматическое поддержание заданных параметров технологических процессов на УКПГ [см., стр. 413-416, Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов. М., "Недра", 1983 г., 424 с].A known method of automatic control of the process of absorption drying of gas, which provides automatic maintenance of the given parameters of technological processes at the gas treatment plant [see, p. 413-416, Isakovich R.Ya., Loginov V.I., Popadko V.E. Automation of production processes in the oil and gas industry. Textbook for high schools. M., "Nedra", 1983, 424 s].

Недостатком указанного способа является то, что в нем подача осушителя (абсорбента) в абсорбер осуществляется только с учетом расхода и влагосодержания осушенного газа. При этом в реальном режиме не контролируется концентрация насыщенного абсорбента, отводимого из абсорбера и унос его с осушаемым газом.The disadvantage of this method is that in it the supply of a desiccant (absorbent) to the absorber is carried out only taking into account the flow rate and moisture content of the dried gas. At the same time, the concentration of saturated absorbent discharged from the absorber and its entrainment with the drained gas is not controlled in real mode.

Все эти факторы в совокупности приводят к не оптимальному расходу абсорбента, подаваемого в абсорбер, и к безвозвратной потере этого ценного продукта. В результате излишней потери абсорбента, повышаются энергетические затраты на регенерацию абсорбента, снижается качество подготовки газа к дальнему транспорту, т.е. в целом снижается эффективность процесса осушки газа на УКПГ.All these factors together lead to an unsuitable consumption of the absorbent supplied to the absorber, and to an irretrievable loss of this valuable product. As a result of excessive loss of absorbent material, the energy costs of absorbent regeneration increase, the quality of gas preparation for long-distance transport decreases, i.e. as a whole, the efficiency of the gas dehydration process at the gas treatment facility decreases.

Наиболее близким, по технической сущности, к заявляемому изобретению является способ автоматизации блока абсорбции, который обеспечивает автоматическое поддержание заданных параметров технологического процесса осушки газа на УКПГ [см., стр. 352-354, Андреев Е.Б. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа. - М., "Недра-Бизнесцентр", 2008. - 399 с.]The closest, in technical essence, to the claimed invention is a method for automating an absorption unit that automatically maintains the specified parameters of the gas drying process at a gas treatment plant [see, pp. 352-354, Andreev EB and others. Automation of technological processes for the extraction and preparation of oil and gas. - M., "Nedra-Business Center", 2008. - 399 p.]

Существенными недостатками указанного способа является то, что подача абсорбента в абсорбер осуществляется только с учетом расхода и влагосодержания осушенного газа. При этом в реальном режиме не контролируется концентрация насыщенного абсорбента, отводимого из абсорбера и унос его с осушаемым газом.Significant disadvantages of this method is that the supply of absorbent to the absorber is carried out only taking into account the flow rate and moisture content of the dried gas. At the same time, the concentration of saturated absorbent discharged from the absorber and its entrainment with the drained gas is not controlled in real mode.

Эти факторы в совокупности ведут к не оптимальному расходу регенерированного абсорбента, подаваемого в абсорбер и безвозвратной потере этого ценного продукта. В результате излишней потери абсорбента, повышаются энергетические затраты на регенерацию абсорбента и снижается качество подготавливаемого газа к дальнему транспорту, т.е. в целом снижается эффективность процесса осушки газа на УКПГ.These factors together lead to an optimal consumption of the regenerated absorbent supplied to the absorber and the irretrievable loss of this valuable product. As a result of excessive loss of absorbent material, the energy costs of absorbent regeneration are increased and the quality of the prepared gas for long-distance transport is reduced, i.e. as a whole, the efficiency of the gas dehydration process at the gas treatment facility decreases.

Наличие в природном газе избыточной влаги вызывает ряд серьезных проблем при его транспортировании. Поэтому природные газы на Севере перед подачей в магистральные газопроводы осущают в соответствии с требованиями и нормами для природного газа холодной климатичсекой зоны по ОСТ 51.40-93 «Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам».The presence of excess moisture in natural gas causes a number of serious problems during its transportation. Therefore, natural gas in the North is depleted in accordance with the requirements and standards for natural gas of the cold climatic zone in accordance with OST 51.40-93 “Natural combustible gases supplied and transported through gas pipelines” before being supplied to the main gas pipelines.

Как правило, подготовка газа сеноманских залежей нефтегазоконденсатных местрождений Севера РФ - Уренгойского, Ямбургского, Запольярного и т.д. нефтегазоконденсатных месторождений, осуществляется на УКПГ с использованием технологии абсорбционной осушки. В качестве абсорбента используется раствор диэтиленгликоля (ДЭГ) [см. стр. 106, Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. - 596 с.].As a rule, gas treatment of the Cenomanian deposits of oil and gas condensate deposits of the North of the Russian Federation - Urengoy, Yamburg, Zapolyarny, etc. oil and gas condensate fields, is carried out at the gas treatment plant using absorption drying technology. A solution of diethylene glycol (DEG) is used as an absorbent [see p. 106, Bekirov T.M., Lanchakov G.A. Gas and condensate processing technology. - M .: Nedra-Business Center LLC, 1999. - 596 p.].

Цель изобретения - повышение точности управления, технологическим процессом осушки газа, обеспечивая заданное качество подготовки газа для дальнего транспорта при минимальном расходе абсорбента на УКПГ.The purpose of the invention is to improve the accuracy of control of the gas drying process, providing a given quality of gas preparation for long-distance transport with a minimum consumption of absorbent at the gas treatment plant.

Техническими результатами при использовании изобретения, являются:Technical results when using the invention are:

- повышение эффективности процесса осушки газа на УКПГ с минимизацией объема подаваемого в абсорбер регенерированного ДЭГ (РДЭГ);- increasing the efficiency of the gas dehydration process at the gas treatment plant with minimizing the amount of regenerated DEG (RDEG) supplied to the absorber;

- автоматическое поддержание требуемой температуры точки росы осушенного газа;- automatic maintenance of the required temperature of the dew point of the dried gas;

- оперативное диагностирование работы абсорбера, позволяющее в реальном масштабе времени выявлять и парировать потенциальные нештатные ситуации в его работе.- operational diagnostics of the absorber, which allows real-time detection and fending off potential emergency situations in its operation.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ в условиях Севера реализует автоматизированная система управления технологическим процессом - АСУ ТП осушки газа. Она осуществляет контроль давления и температуры сырого газа, контроль давления, температуры, расход и точки росы осушенного газа, автоматическое поддержание подачи регенерированного абсорбента в абсорбер с учетом расхода добываемого газа, контроль массового расхода абсорбента. АСУ ТП использует для моделирования и управления технологическими процессами контролируемые ею параметры, которые измеряет с заданной дискретностью по времени. В их число так же входят концентрация насыщенного водой абсорбента и удельное количество извлекаемой влаги в результате осушки газа в абсорбере.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of automatic control of the gas dehydration process at the gas treatment plant in the North implements an automated process control system - automatic process control system for gas dehydration. It controls the pressure and temperature of the raw gas, controls the pressure, temperature, flow rate and dew point of the dried gas, automatically maintains the supply of the regenerated absorbent to the absorber taking into account the flow rate of the produced gas, and controls the mass flow rate of the absorbent. ACS TP uses for modeling and control of technological processes the parameters controlled by it, which it measures with a given discreteness in time. They also include the concentration of water-saturated absorbent and the specific amount of moisture recovered as a result of gas drying in the absorber.

АСУ ТП рассчитывает значение расхода Gр регенерированного абсорбента, необходимого для осушки текущего расхода добываемого газа, проходящего через абсорбер, и подает сигнал этого значения расхода Gp на первый вход I1 блока коррекции массового расхода регенерированного абсорбента. На второй вход I2 блока коррекции подается сигнал коррекции, сформированный ПИД-регулятором подержания температуры точки росы осушенного газа на основании сравнения значения ее уставки - Тт.р.з. с фактически измеренным значением точки росы - Тт.р.ф. на данный момент. Получив эти два сигнала, блок коррекции производит расчет корректирующей поправки Δ к рассчитанному АСУ ТП значению Gp массового расхода регенерированного абсорбента. Расчет скорректированного значения задания расхода Gкор. абсорбента с использованием этой поправки Δ производится на основе следующих выражений:The automatic process control system calculates the flow rate G p of the regenerated absorbent necessary to dry the current flow rate of produced gas passing through the absorber, and sends a signal of this flow rate G p to the first input I 1 of the correction block for the mass flow rate of the regenerated absorbent. The correction signal generated by the PID controller for maintaining the temperature of the dew point of the dried gas based on a comparison of its setpoint value - T TRZ is fed to the second input I 2 of the correction unit with the actually measured value of the dew point - T trf for now. Having received these two signals, the correction unit calculates the correction correction Δ to the value G p of the mass flow rate of the regenerated absorbent calculated by the automated process control system. Calculation of the adjusted value of the flow rate setting G cor. Absorbent using this correction Δ is based on the following expressions:

если Тт.р.ф. > Тт.р.з., то Gкор. = Gp + Δ,if T trf > TR then G cor. = G p + Δ,

если Тт.р.ф. = Тт.р.з., то Gкор. = Gp,if T trf = T tr.s. then G cor. = G p ,

если Тт.р.ф. < Тт.р.з., то Gкор. = Gp - Δ.if T trf <T TR then G cor. = G p - Δ.

Полученное значение Gкор. подается на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания расхода регенерированного абсорбента. Одновременно, на вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора поступает сиг3нал G(t) фактического расхода регенерированного абсорбента. В результате обработки этих двух сигналов ПИД-регулятор поддержания расхода регенерированного абсорбента формирует на своем выходе CV сигнал для клапана-регулятора, управляющего подачей регенерированного абсорбента в абсорбер. Одновременно с этим АСУ ТП ведет контроль динамики поведения фактического расхода регенерированного абсорбента G(t) относительно непрерывно рассчитываемого для этих же моментов времени значений его расхода Gp(t), которые по факту являются функциями времени. И если АСУ ТП выявляет то, что динамика поведения G(t) и Gp(t) становится разной, то система формирует сообщение оператору УКПГ о том, что произошло увеличение уноса абсорбента из абсорбера.The obtained value of G box. fed to the input of the job SP of the PID controller to maintain the flow rate of the regenerated absorbent. At the same time, the feedback signal PV of the same PID controller receives the signal G (t) 3 of the actual consumption of the regenerated absorbent. As a result of processing these two signals, the PID controller for maintaining the flow rate of the regenerated absorbent generates at its output a CV signal for the control valve that controls the supply of the regenerated absorbent to the absorber. At the same time, the automatic process control system monitors the dynamics of the actual consumption rate of the regenerated absorbent G (t) relative to its consumption values G p (t) continuously calculated for the same time points, which in fact are functions of time. And if the automatic process control system detects that the dynamics of behavior of G (t) and G p (t) becomes different, then the system generates a message to the operator of the gas treatment unit that there has been an increase in the entrainment of the absorbent from the absorber.

АСУ ТП анализирует динамику поведения G(t) и Gp(t) путем контроля модуля разности этих функций, который должен удовлетворять неравенству ⏐Gp(t) - G(t)⏐ ≤ ΔG, где ΔG максимально допустимая разность между рассчитанным Gp(t) и фактическим G(t) расходом регенерированного абсорбента. Одновременно АСУ ТП контролирует поведение их первых производных по времени. И если разность первых производных в некоторый момент времени t1 превысит допустимый порог ωзад., определяемый соотношением ⏐dG(t)/dt - dGp(t)/dt⏐ > ωзад., АСУ ТП фиксирует имеющую место в момент времени t1 разность значений {G(t1) - Gр(t1)} = ΔG(t1) и производит поиск зафиксированных перед этим отклонений в режиме работы газового промысла, таких как гидратообразование в шлейфах, вынос воды или песка из скважин, и т.д. Обнаружив такое отклонение, АСУ ТП выбирает специальный, конкретный режим управления процессом для парирования сложившейся ситуации. Этот режим управления АСУ ТП реализует до момента времени t2, при котором станут выполняться условия: ⏐dG(t)/dt - dG(t)/dt⏐ = 0 и ΔG(t1) = ΔG(t2).The automated process control system analyzes the dynamics of the behavior of G (t) and G p (t) by controlling the modulus of the difference of these functions, which must satisfy the inequality ⏐G p (t) - G (t) ⏐ ≤ Δ G , where Δ G is the maximum allowable difference between the calculated G p (t) and the actual G (t) consumption of the regenerated absorbent. At the same time, the automatic process control system controls the behavior of their first derivatives in time. And if the difference of the first derivatives at some point in time t 1 exceeds the allowable threshold ω ass. defined by the relation ⏐dG (t) / dt - dG p (t) / dt⏐> ω ass. , The automatic process control system fixes the difference in values {G (t 1 ) - G p (t 1 )} = Δ G (t 1 ) taking place at time t 1 and searches for deviations fixed before that in the gas operation mode, such as hydrate formation in loops, removal of water or sand from wells, etc. Having discovered such a deviation, the automatic process control system selects a special, specific process control mode to counter the current situation. This control system of the automatic process control system implements until time t 2 at which the conditions will be satisfied: выполнятьсяdG (t) / dt - dG (t) / dt⏐ = 0 and Δ G (t 1 ) = Δ G (t 2 ).

При переходе на специальный режим управления процессом АСУ ТП формирует сообщение об этом оператору установки со всеми данными, определившими ее выбор режима управления процессами установки.When switching to a special process control mode, the automatic process control system generates a message about this to the installation operator with all the data that determined her choice of the installation process control mode.

При этом значение величин ΔG и ωзад. для каждого абсорбера выбирает обслуживающий персонал установки индивидуально с учетом его состояния и по результатам гидродинамических исследований эксплуатируемых скважин и вводит их в базу данных АСУ ТП.The value of Δ G and ω ass. for each absorber, the installation personnel selects individually, taking into account its condition and according to the results of hydrodynamic studies of operating wells, and enters them into the ACS TP database.

В случае, если АСУ ТП не находит зафиксированных отклонений в режиме работы газового промысла, и/или отсутствуют алгоритмы парирования в автоматическом режиме сложившейся ситуации, система формирует сообщение оператору. На основе этого оператор принимает решения, позволяющие парировать возникшую нештатную ситуацию в работе УКПГ, например, путем изменения режима работы установки, снижения объема пропускаемого через абсорбер газа и т.д.If the automatic process control system does not find fixed deviations in the gas production mode of operation, and / or there are no parry algorithms in the automatic mode of the current situation, the system generates a message to the operator. Based on this, the operator makes decisions that allow to parry the emergency situation in the operation of the gas treatment plant, for example, by changing the operating mode of the installation, reducing the volume of gas passed through the absorber, etc.

Основной аппарат технологии осушки на УКПГ, эксплуатируемых на Севере - многофункциональный абсорбер (МФА), состоящий из сепарационной, массобменной и фильтрующей секций [см. стр. 11, Ланчаков Г.А., Кульков А.Н., Зиберт Г.К. Технологические процессы подготовки природного газа и методы расчета оборудования. - М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2000. - 279 с.: ил.].The main apparatus of the drying technology at the gas treatment plant operated in the North is a multifunctional absorber (MPA), consisting of separation, mass transfer and filter sections [see p. 11, Lanchakov G.A., Kulkov A.N., Siebert G.K. Technological processes for the preparation of natural gas and methods for calculating equipment. - M.: Nedra - Business Center LLC, 2000. - 279 p.: Ill.].

В сепарационной секции МФА осуществляется предварительная сепарация газа, в массообменной секции - абсорбция влаги, которая имеется в газе, а в фильтрующей секции - окончательная очистка газа.In the MFA separation section, preliminary gas separation is carried out, in the mass transfer section is the absorption of moisture that is present in the gas, and in the filtering section, the final gas purification is carried out.

На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема МФА, на фиг. 2 - структурная схема автоматического управления подачей РДЭГ в МФА, а на фиг. 3 продемонстрирована динамика изменения значений расчетного и фактического расхода РДЭГ в процессе осушки газа на МФА.In FIG. 1 is a schematic flow diagram of an MFA; FIG. 2 is a block diagram of an automatic control of the supply of RDEG in an MFA, and in FIG. Figure 3 shows the dynamics of changes in the values of the calculated and actual consumption of RDEG in the process of drying gas on an MFA.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения:In FIG. 1, the following notation is used:

1 - МФА;1 - MFA;

2 - фильтрующая секция МФА;2 - filtering section MFA;

3 - абсорбционная секция МФА;3 - absorption section of the MFA;

4 - входная линия сырого газа;4 - input line of raw gas;

5 - датчик температуры сырого газа;5 - crude gas temperature sensor;

6 - датчик давления сырого газа;6 - crude gas pressure sensor;

7 - линия отвода водного раствора ингибитора (ВРИ);7 - line withdrawal of an aqueous solution of an inhibitor (ARI);

8 - сепарационная секция МФА;8 - separation section MFA;

9 - многопараметрический датчик для измерения концентрации и расхода насыщенного ДЭГ (НДЭГ);9 - multi-parameter sensor for measuring the concentration and flow rate of saturated DEG (NDEG);

10 - линия отвода НДЭГ на регенерацию;10 - line removal of NDEG for regeneration;

11 - датчик контроля массового расхода РДЭГ;11 - sensor controlling the mass flow of RDEG;

12 - клапан-регулятор расхода РДЭГ;12 - valve-regulator flow rate RDEG;

13 - линия подачи РДЭГ;13 - supply line RDEG;

14 - датчик температуры осушенного газа;14 - temperature sensor of the dried gas;

15 - датчик давления осушенного газа;15 - pressure sensor of the dried gas;

16 - датчик расхода осушенного газа;16 - flow sensor of dried gas;

17 - датчик температуры точки росы осушенного газа;17 - temperature sensor dew point of the dried gas;

18 - выходная линия осушенного газа18 - outlet line of dried gas

19 - АСУ ТП УКПГ.19 - ACS TP UKPG.

На фиг. 2 использованы следующие обозначения:In FIG. 2 the following notation is used:

20 - сигнала расхода РДЭГ, поступающий с датчика 11;20 - flow signal RDEG coming from the sensor 11;

21 - сигнал расчетного значения массового расхода РДЭГ, необходимого для осушки газа;21 - signal of the calculated value of the mass flow rate of RDEG necessary for drying the gas;

22 - сигнал с датчика температуры точки росы 17 осушенного газа, поступающий на вход PV ПИД-регулятора 24;22 - signal from the dew point temperature sensor 17 of the dried gas supplied to the input of the PV PID controller 24;

23 - сигнал задания уставки значения температуры точки росы осушенного газа, поступающий на вход SP ПИД-регулятора 24;23 - signal for setting the temperature value of the dew point of the dried gas supplied to the input SP of the PID controller 24;

24 - ПИД-регулятор подержания температуры точки росы осушенного газа;24 - PID controller for maintaining the temperature of the dew point of the dried gas;

25 - блок коррекции массового расхода РДЭГ;25 - block correction of mass flow rate RDEG;

26 - ПИД-регулятор подержания расхода РДЭГ;26 - PID-regulator of maintenance of an expense of RDEG;

27 - управляющий сигнал, подаваемый с выхода CV ПИД-регулятора 26 на клапан-регулятор 12 расхода РДЭГ.27 is a control signal supplied from the output of the CV PID controller 26 to the valve-controller 12 of the RDEG flow.

На фиг. 3 использованы следующие обозначения:In FIG. 3 the following notation is used:

28 - значения фактического расхода РДЭГ;28 - values of the actual consumption of RDEG;

29 - расчетные значения расхода РДЭГ;29 - calculated values of the consumption of RDEG;

30 - область обнаружения нештатных ситуаций.30 - area of detection of emergency situations.

Способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ в условиях Крайнего Севера реализуют следующим образом.A method for automatically controlling the gas dehydration process at a gas treatment facility in the Far North is implemented as follows.

Из коллектора сырого газа УКПГ по входной линии 4 добытый газ поступает во входную сепарационную секцию 8 МФА 1, где из него выделяется капельная жидкость и механические примеси. Выделившаяся из сырого газа жидкость представляет собой ВРИ, который из кубовой (нижней) части МФА 1 через линию отвода ВРИ 7, направляется либо на регенерацию, либо на утилизацию. Газ из сепарационной части через полуглухую тарелку поступает в абсорбционную секцию 3 МФА 1. Навстречу потоку газа подается раствор РДЭГ концентрацией 98-99%. На контактных тарелках происходит барботажный массообмен между встречными потоками осушаемого газа и РДЭГ (влага удаляется из газа за счет абсорбции, а ДЭГ насыщается влагой). Количество РДЭГ, подаваемого на осушку, в основном зависит от расхода газа через установку, от его влагосодержания и концентрации РДЭГ.From the raw gas collector UKPG through the inlet line 4, the produced gas enters the inlet separation section 8 of the MFA 1, where droplet liquid and mechanical impurities are released from it. The liquid released from the raw gas is a VRI, which is sent from the bottom (bottom) part of the MPA 1 through the exhaust line of the VRI 7 to either regeneration or disposal. Gas from the separation part through a half-deaf plate enters the absorption section 3 of MFA 1. An RDEG solution of 98-99% concentration is supplied towards the gas stream. On the contact plates, bubble mass transfer occurs between the oncoming flows of the drained gas and the RDEG (moisture is removed from the gas by absorption, and the 2DEG is saturated with moisture). The amount of RDEG supplied to the dehydration mainly depends on the gas flow through the unit, on its moisture content and the concentration of RDEG.

НДЭГ собирается на полуглухой тарелке массообменной секции МФА 1 и через линию отвода 10 отводится на регенерацию. Осушенный газ из массообменной секции поступает в фильтрующую секцию, где улавливается уносимый газом раствор ДЭГ. Пылевидные частицы ДЭГ, уносимые газом, коагулируются на фильтр-патронах и стекают по их наружной поверхности на тарелку, с которой ДЭГ по выносному трубопроводу направляется на полуглухую тарелку абсорбера или в линию сброса НДЭГа с полуглухой тарелки. Уровень ДЭГ на полуглухой тарелке выполняет роль гидрозатвора, препятствующего проходу газа по трубопроводу в фильтрующую часть абсорбера.The NDEG is collected on a half-deaf plate of the mass transfer section of the MFA 1 and is discharged through the exhaust line 10 for regeneration. The dried gas from the mass transfer section enters the filter section, where the DEG solution carried away by the gas is captured. DEG dust particles carried away by gas are coagulated on filter cartridges and flow down on their outer surface to a plate from which the DEG is sent via a remote pipe to a half-blank plate of an absorber or to a line for discharging LDEG from a half-blank plate. The level of DEG on a half-deaf plate acts as a water seal, preventing the passage of gas through the pipeline into the filter part of the absorber.

Из МФА 1 осушенный до заданного значения точки росы газ подается по выходной линии 18 осушенного газа в коллектор осушенного газа УКПГ.From MFA 1, the gas drained to a predetermined dew point value is supplied through the outlet line 18 of the dried gas to the drained gas collector UKPG.

Процесс осушки газа на установке реализуют в реальном режиме в рамках заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, путем контроля основных параметров технологического процесса с автоматическим вычислением и подачей в реальном масштабе времени необходимого количества РДЭГ в МФА 1.The process of gas dehydration at the installation is implemented in real mode within the specified boundaries provided by the technological regulations of the gas treatment plant, by monitoring the main parameters of the process with automatic calculation and real-time supply of the required amount of RDEG in MFA 1.

Для определения количества РДЭГ, которое необходимо подавать для осушки газа в МФА 1, АСУ ТП 19 с заданной дискретностью производит измерение базовых параметров:To determine the amount of RDEG, which must be supplied for gas dehydration in MFA 1, ACS TP 19 with a given discreteness measures the basic parameters:

- температуры и давления сырого газа (соответственно, датчики 5 и 6);- temperature and pressure of the raw gas (sensors 5 and 6, respectively);

- концентрацию НДЭГ (многопараметрический датчик расхода 9);- concentration of NDEG (multi-parameter flow sensor 9);

- температуры, давления и расхода осушенного газа (соответственно, датчики 14, 15, 16 и 17).- temperature, pressure and flow rate of the dried gas (sensors 14, 15, 16 and 17, respectively).

Количество РДЭГ, необходимого для подачи в МФА 1 определяется по формуле [см. стр. 111, Бекиров Т.М., Шаталов А.Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов. - М.: Недра, 1986. - 261 с.]:The amount of RDEG required for filing in MFA 1 is determined by the formula [see p. 111, Bekirov T.M., Shatalov A.T. Collection and preparation for the transport of natural gases. - M .: Nedra, 1986. - 261 p.]:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Gp - рассчитанный расход РДЭГ (кг/час);where G p is the calculated consumption of RDEG (kg / h);

Q - поток осушаемого газа через МФА 1, тысяч м3/час;Q is the flow of drained gas through the MFA 1, thousand m 3 / hour;

ΔW - удельное количество извлекаемой влаги в результате осушки газа в МФА 1, кг/1000 м3;ΔW is the specific amount of moisture recovered as a result of gas drying in the MPA 1, kg / 1000 m 3 ;

Wвх, Wвых - влагосодержание поступающего и осушенного газа в МФА 1, соответственно, кг/1000 м3; Rin W, W O - moisture content of the incoming dry gas and IPA 1, respectively, kg / 1000 m 3;

ХРДЭГ, ХНДЭГ - концентрация РДЭГ и НДЭГ, соответственно, % масс.X RDEG , X NDEG - the concentration of RDEG and NDEG, respectively,% of the mass.

Значения Wвх и Wвых определяют из формулы Бюкачека [см. стр. 14, Клюсов, В.А. Технологические расчеты систем абсорбционной осушки газа. Справочное пособие. Издательство: Тюмень: ТюменНИИгипрогаз. 140 страниц; 2002 г.]:The values of W in and W out are determined from the Bukachek formula [see p. 14, Klyusov, V.A. Technological calculations of gas absorption drying systems. Reference manual. Publisher: Tyumen: TyumenNIIgiprogaz. 140 pages 2002]:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где рвх, рвых - давление газа на входе и выходе МФА 1, измеряемое датчиками давления 6 и 15, соответственно; Твх, Твых - температура газа на входе и выходе МФА 1, измеряемая датчиками температуры 5 и 14, соответственно.where p I , p o - gas pressure at the inlet and outlet of the MFA 1, measured by pressure sensors 6 and 15, respectively; T in , T out - gas temperature at the inlet and outlet of the MFA 1, measured by temperature sensors 5 and 14, respectively.

Значение концентрации ХНДЭГ в АСУ ТП 19 поступает с многопараметрического датчика контроля 9 (в качестве датчика 10 можно использовать массовые расходомеры фирм KROHNE из серии OPTIMASS или Micro Motion фирмы Метран).The concentration value X of NDEG in the industrial control system 19 comes from a multi- parameter control sensor 9 (as a sensor 10, mass flowmeters from KROHNE from the OPTIMASS series or Micro Motion from Metran can be used).

Значение концентрации ХРДЭГ в АСУ ТП 19 поступает из цеха регенерации УКПГ. Поддержание значения концентрации ДЭГ, а также поддержание его температуры в пределах заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, обеспечивается при регенерации в цехе регенерации ДЭГ.The value of the concentration X of RDEG in the industrial control system 19 comes from the regeneration shop of the gas treatment plant. Maintaining the value of the concentration of DEG, as well as maintaining its temperature within the specified limits provided for by the technological regulations of the gas treatment plant, is provided during regeneration in the regeneration shop of DEG.

Поддержание заданного значения температуры точки росы Тт.р.з. осушаемого газа обеспечивает каскадная схема ПИД-регуляторов 24 и 26, реализованных на базе АСУ ТП 19 установки. ПИД-регулятор 24 подержания температуры точки росы осушенного газа, отслеживает в реальном масштабе времени отклонение фактического значения температуры точки росы Тт.р.ф. от заданного значения Тт.р.з. Для этого на вход задания SP ПИД-регулятора 24 подается сигнал 23 уставки температуры точки росы Тт.р.з., которая определяется по ОСТ 51.40-93. Одновременно, на вход обратной связи PV этого же ПИД регулятора, подается сигнал 22 фактического значения температуры точки росы Тт.р.ф., регистрируемой датчиком 17. Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 24 формирует на своем выходе CV значение поправки Δ, необходимой для корректировки рассчитанного АСУ ТП значения массового расхода РДЭГ по формуле (1). Сигнал этой поправки подается на вход I2 блока коррекции 25 массового расхода РДЭГ, также реализованного на базе АСУ ТП 19 УКПГ. Одновременно на вход I1 блока коррекции 25 подается из АСУ ТП сигнал значения массового расхода РДЭГ, рассчитанного по формуле (1).Maintaining the set value of the temperature of the dew point T TRZ drained gas provides a cascade circuit of PID controllers 24 and 26, implemented on the basis of industrial control system 19 of the installation. The PID controller 24 for holding the temperature of the dew point of the dried gas, monitors in real time the deviation of the actual value of the dew point temperature T trf from a given value of T TRZ To do this, at the input of the reference SP of the PID controller 24, a signal 23 for setting the dew point temperature T tr.s. , which is determined by OST 51.40-93. At the same time, the feedback signal PV of the same PID controller receives a signal 22 of the actual dew point temperature T trf recorded by the sensor 17. Comparing these two signals, the PID controller 24 generates at its output CV the correction value Δ necessary to adjust the calculated mass-flow rate control system of the RDEG according to formula (1). The signal of this correction is fed to the input I 2 of the correction unit 25 of the mass flow of RDEG, also implemented on the basis of ACS TP 19 UKPG. At the same time, the input of I 1 of the correction unit 25 is supplied from the automatic process control system by a signal of the value of the mass flow rate of the RDEG calculated according to the formula (1).

Получая эти два сигнала, блок 25 производит расчет корректирующей поправки к рассчитанному АСУ ТП значению массового расхода РДЭГ, используя следующие выражения:Receiving these two signals, block 25 calculates the corrective correction to the calculated mass flow rate of the RDEG using the following expressions:

если Тт.р.ф. > Тт.р.з., то Gкор. = Gp + Δ,if T trf > TR then G cor. = G p + Δ,

если Тт.р.ф. = Тт.р.з., то Gкор. = Gp,if T trf = T tr.s. then G cor. = G p ,

если Тт.р.ф. < Тт.р.з., то Gкор. = Gp - Δ.if T trf <T TR then G cor. = G p - Δ.

Для управления подачей РДЭГ в МФА 1 используется ПИД-регулятор 26 поддержания расхода РДЭГ, на вход задания SP которого подается сигнал скорректированного значения расхода РДЭГ Gкор. с выхода Q блока коррекции 25, а на вход PV обратной связи данного ПИД-регулятора одновременно подают сигнал 20 фактического расхода РДЭГ G(t), поступающий с датчика 11. (Сигнал G(t) по своей сути является некоторой функцией времени). Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 26 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал 27, который подается на клапан-регулятор 12 расхода РДЭГ. В результате этого обеспечивается автоматическое управление подачей необходимого количества РДЭГ в МФА 1, достаточного для осушки газа до заданной температуры точки росы.To control the supply of RDEG in MFA 1, a PID controller 26 is used to maintain the RDEG flow, to the input of the reference SP of which a signal of the adjusted value of the RDEG flow G cor. from the output Q of the correction block 25, and to the feedback input PV of the given PID controller, simultaneously the signal 20 of the actual RDEG flow rate G (t) is supplied from the sensor 11. (The signal G (t) is essentially a function of time). Comparing these two signals, the PID controller 26 at its output CV generates a control signal 27, which is supplied to the valve-controller 12 of the RDEG flow. As a result of this, automatic control of the supply of the required amount of RDEG in the MFA 1 is provided, sufficient for drying the gas to a predetermined dew point temperature.

Настройку ПИД-регуляторов производят согласно общеизвестным методам, изложенным, например, в «Энциклопедии АСУ ТП», п. 5.5, ПИД-регулятор, ресурс http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.PID controllers are tuned according to well-known methods described, for example, in the Encyclopedia of APCS, clause 5.5, PID controller, resource http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.

В процессе ведения технологического процесса АСУ ТП с помощью датчика 11 следит за динамикой и квазистатическим уровнем фактического расхода РДЭГ G(t), подаваемого для осушки газа в МФА 1.In the process of technological process control using a sensor 11 monitors the dynamics and quasistatic level of the actual consumption of RDEG G (t) supplied for drying gas in the MFA 1.

Для контроля квазистатического уровня фактического расхода РДЭГ, регистрируемого датчиком 11, АСУ ТП строит текущий (фактический) расход G(t) в виде графика 28 временной функции (см. фиг. 3). Параллельно этому графику АСУ ТП строит синхронизированную с ним временную функцию 29 непрерывно рассчитываемого значения расхода РДЭГ Gp(t), определяемого по формуле (1). Если оба графика идут параллельно, т.е. их динамика одинакова и разность этих расходов практически постоянна, т.е. ⏐Gp(t) - G(t)⏐≤ ΔG, где ΔG максимально допустимая разность между рассчитанным Gp(t) и фактическим G(t) расходом РДЭГ для каждого момента времени, то однозначно можно утверждать, что технологический процесс осушки газа проходит в нормальном режиме. При этом величину ΔG назначают индивидуально для каждого МФА УКПГ и уточняют ее после каждого цикла газодинамических исследований эксплуатируемых скважин.To control the quasistatic level of the actual RDEG consumption recorded by the sensor 11, the industrial control system builds the current (actual) consumption G (t) in the form of a graph 28 of the time function (see Fig. 3). In parallel to this graph, the automatic control system builds the time function synchronized with it 29 of the continuously calculated value of the RDEG flow rate G p (t), determined by the formula (1). If both graphs go in parallel, i.e. their dynamics are the same and the difference in these costs is almost constant, i.e. ⏐G p (t) - G (t) ⏐≤ Δ G , where Δ G is the maximum allowable difference between the calculated G p (t) and the actual G (t) RDEG consumption for each time moment, it can be unambiguously stated that the technological process gas dehydration takes place in normal mode. In this case, the value Δ G is assigned individually for each MPA of the gas treatment facility and is refined after each cycle of gas-dynamic studies of operating wells.

Для контроля динамики поведения фактического расхода G(t) относительно непрерывно рассчитываемого для этих же моментов времени значений расхода Gp(t) (по факту являющимися функциями времени t), АСУ ТП анализирует динамику поведения G(t) и Gp(t) путем контроля модуля разности этих функций, который должен удовлетворять неравенству ⏐Gp(t) - G(t)⏐≤ ΔG. Одновременно АСУ ТП следит за первыми производными по времени фактического dG(t)/dt и расчетного dGp(t)/dt расхода РДЭГ. Если динамика изменения Gфакт.(t) относительно G(t) отсутствует (кривые идут параллельно), то разность их первых производных будет равна нулю, т.е. ⏐dG(t)/dt - dG(t)/dt⏐ = 0. Если поведение G(t) и Gp(t) различаются, то модуль разности их первых производных будет отличен от нуля. Характер такого изменения этих графиков во времени представлен на фиг. 3. Тогда, когда динамика графиков станет действительно различной, она будет характеризоваться тем, что разность их первых производных (разность тангенсов угла наклона этих кривых) превысит некоторый заранее установленный предел ωзад. Это утверждение математически записывается в виде выраженияTo control the dynamics of the behavior of the actual flow rate G (t) relative to the flow values G p (t) continuously calculated for the same time instants (which in fact are functions of time t), the automatic process control system analyzes the dynamics of the behavior of G (t) and G p (t) by control module of the difference of these functions, which must satisfy the inequality ⏐G p (t) - G (t) ⏐≤ Δ G. At the same time, the automatic process control system monitors the first time derivatives of the actual dG (t) / dt and the estimated dG p (t) / dt of the RDEG consumption. If the dynamics of change G fact. (t) relative to G (t) is absent (the curves run parallel), then the difference of their first derivatives will be zero, i.e. ⏐dG (t) / dt - dG (t) / dt⏐ = 0. If the behavior of G (t) and G p (t) are different, then the modulus of the difference of their first derivatives will be nonzero. The nature of such a change in these graphs over time is shown in FIG. 3. Then, when the dynamics of the graphs becomes really different, it will be characterized by the fact that the difference of their first derivatives (the difference of the tangents of the slope of these curves) will exceed some predetermined limit ω ass. This statement is mathematically written as an expression

Figure 00000004
Figure 00000004

С этого момента необходимо принимать меры по управлению технологическим процессом для парирования возникшей нештатной ситуации. Реализация этого алгоритма выявления нештатной ситуации легко осуществляется АСУ ТП с помощью ПИД-регуляторов, которые обеспечивают необходимое сглаживание регистрируемой (фактической) G(t) и рассчитываемой Gp(t) кривых для исключения из анализа случайных выбросов. Именно поэтому АСУ ТП легко обнаруживает момент начала отклонения в ходе технологического процесса (эта область на фиг. 3 обозначена как «область обнаружения нештатных ситуаций» 30).From this moment, it is necessary to take measures to control the technological process to counter the emergency situation. The implementation of this contingency detection algorithm is easily carried out by automated process control systems using PID controllers, which provide the necessary smoothing of the recorded (actual) G (t) and calculated G p (t) curves to exclude random emissions from the analysis. That is why ACS TP easily detects the moment of the beginning of a deviation during the technological process (this area in Fig. 3 is designated as the "area for detecting emergency situations" 30).

В этот момент АСУ ТП фиксирует имеющую место на момент времени t1 разность значений {G(t1) - Gр(t1)} = ΔG(t1) и осуществляет поиск зафиксированных перед этим отклонений в режиме работы газового промысла, таких как:At this moment, the automatic process control system fixes the difference between the values {G (t 1 ) - G p (t 1 )} = Δ G (t 1 ) taking place at time t 1 and searches for deviations recorded before in the gas operation mode, such as:

- гидратообразование в шлейфах, которое АСУ ТП определяет и фиксирует в соответствии с технологиями, см. патенты РФ №2329371, №2560028, и №2573654;- hydrate formation in loops, which ACS TP determines and fixes in accordance with the technologies, see RF patents No. 2229371, No. 2560028, and No. 2573654;

- АСУ ТП выявило изменения в состоянии скважин, см. патент РФ №2607004;- ASU TP revealed changes in the condition of the wells, see RF patent No. 26077004;

- система обнаружила вынос воды или песка из скважин, см. патенты РФ №2474685, №2619602 и №2608141 и т.д.- the system detected the removal of water or sand from the wells, see RF patents No. 2474685, No. 2619602 and No. 260 08141, etc.

Определив причину отклонения в режиме эксплуатации установки, АСУ ТП парирует его следующим образом:Having determined the reason for the deviation in the operating mode of the installation, the automatic process control system parries it as follows:

- в момент t1 выявления различия в динамике поведения функций G(t) и Gp(t) система запоминает величину и знак разности между этими двумя функциями;- at the moment t 1 of revealing the differences in the dynamics of the behavior of the functions G (t) and G p (t), the system remembers the magnitude and sign of the difference between these two functions;

- система осуществляет поиск алгоритма технологии парирования сложившейся ситуации;- the system searches for an algorithm to parry the current situation;

- система переходит на режим управления технологическими процессами установки и начинает изменять фактический расход РДЭГ (управлять фактическим расходом РДЭГ) в соответствии с выбранным алгоритмом;- the system switches to the control mode of the plant’s technological processes and begins to change the actual RDEG consumption (to control the actual RDEG consumption) in accordance with the selected algorithm;

- система формирует сообщение оператору установки о причинах и переходе на режим управления технологическим процессом, позволяющим парировать сложившуюся ситуацию;- the system generates a message to the installation operator about the reasons and the transition to the process control mode, allowing to parry the current situation;

- система реализует выбранный алгоритм управления установкой до момента t2, когда снова станут выполняться условия:- the system implements the selected control algorithm of the installation until t 2 when again the conditions are satisfied:

⏐dG(t)/dt - dGp(t)/dt⏐ = 0⏐dG (t) / dt - dG p (t) / dt⏐ = 0

ΔG(t1) = ΔG(t2).Δ G (t 1 ) = Δ G (t 2 ).

При этом значение величин ΔG и ωзад. для каждого МФА выбирает обслуживающий персонал индивидуально с учетом его состояния и по результатам гидродинамических исследований эксплуатируемых скважин.The value of Δ G and ω ass. for each MFA, the service personnel selects individually, taking into account its condition and based on the results of hydrodynamic studies of operating wells.

Если АСУ ТП не находит зафиксированных отклонений в режиме работы газового промысла, и/или отсутствуют алгоритмы парирования в автоматическом режиме сложившейся ситуации, система немедленно формирует сообщение оператору для принятия решений, позволяющие парировать возникшую нештатную ситуацию в работе УКПГ. Так же система предлагает оператору решить проблему, например, путем изменения режима работы установки, снижения объема пропускаемого через абсорбер газа и т.д.If the automatic process control system does not find fixed deviations in the gas production mode of operation, and / or there are no parry algorithms in the automatic mode of the current situation, the system immediately generates a message to the operator for decision making, allowing to parry the emergency situation in the operation of the gas treatment facility. The system also offers the operator to solve the problem, for example, by changing the operating mode of the installation, reducing the volume of gas passed through the absorber, etc.

Такая ситуация возникает в случаях, когда:This situation occurs when:

- происходит залповый выброс пластовой воды в скважинах (выше допустимой нормы);- there is a volley release of formation water in the wells (above the permissible norm);

- произошло нарушение в работе МФА - забиты твердыми частицами и порваны сетчатые маты в сепарационной секции, засорились фильтр-патроны и т.д.- there was a violation in the operation of the MFA - clogged with solid particles and torn mesh mats in the separation section, clogged filter cartridges, etc.

Способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ, эксплуатируемых в условиях Крайнего Севера, реализован на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении на УКПГ-1С, УКПГ-2С и УКПГ-3С ООО «Газпром добыча Ямбург» ПАО «Газпром». Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях Севера РФ.A method for automatically controlling the gas dehydration process at a gas treatment facility operating in the Far North was implemented at the Zapolyarnoye oil and gas condensate field at the UKPG-1C, UKPG-2C and UKPG-3C Gazprom dobycha Yamburg PJSC Gazprom. The results of operation have shown its high efficiency. The claimed invention can be widely used in other existing and newly developed gas condensate fields of the North of the Russian Federation.

Применение данного способа позволяет:The application of this method allows you to:

- в реальном режиме времени автоматически определять необходимое количество РДЭГ с учетом расхода осушаемого газа через абсорбер, концентрации НДЭГ, отводимого из него и удельного количества извлекаемой влаги в результате осушки газа. Благодаря этому удается минимизировать количество подаваемого РДЭГ в МФА без снижения качества процесса осушки газа на УКПГ;- in real time, automatically determine the required amount of RDEG, taking into account the flow rate of the gas to be drained through the absorber, the concentration of LDEG removed from it and the specific amount of moisture recovered as a result of gas drying. Thanks to this, it is possible to minimize the amount of delivered RDEG in the MFA without reducing the quality of the gas dehydration process at the gas treatment facility;

- автоматически удерживать заданную температуру точки росы, являющуюся основным параметром, определяющим влажность осушенного газа на УКПГ, путем обеспечения подачи в МФА необходимого в данный момент объема РДЭГ, обеспечивая подготовку газа к дальнему транспорту с заданными параметрами качества;- automatically maintain the set temperature of the dew point, which is the main parameter that determines the moisture content of the dried gas at the gas treatment facility, by supplying the MPA with the required volume of RDEG at the moment, providing gas preparation for long-distance transport with the specified quality parameters;

- оперативно выявлять возникающие нештатные ситуации в работе МФА, значительно упрощая принятие эффективных управляющих решений (изменение режимов работ скважин, УКПГ и т.д.) на технологических объектах, задействованных в цикле добычи, транспортировки и подготовки газа к дальнему транспорту.- quickly identify emerging emergency situations in the operation of MFAs, greatly simplifying the adoption of effective control decisions (changing the operating modes of wells, gas treatment facilities, etc.) at technological facilities involved in the cycle of gas production, transportation and preparation for long-distance transport.

Claims (7)

1. Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа - УКПГ в условиях севера, включающий контроль средствами автоматизированных систем управления технологическими процессами - АСУ ТП давления и температуры сырого газа, контроль давления, температуры, расхода и точки росы осушенного газа, автоматическое поддержание подачи регенерированного абсорбента в абсорбер с учетом расхода добываемого газа, контроль массового расхода абсорбента, отличающийся тем, что АСУ ТП, используя контролируемые ею параметры, измеряемые с заданной дискретностью по времени, в том числе концентрацию насыщенного водой абсорбента и удельное количество извлекаемой влаги в результате осушки газа в абсорбере, рассчитывает значение расхода Gp регенерированного абсорбента, необходимого для осушки текущего расхода добываемого газа, проходящего через абсорбер, и подает сигнал этого значения расхода Gp на первый вход I1 блока коррекции массового расхода регенерированного абсорбента, а на второй вход I2 блока коррекции подается сигнал коррекции, сформированный ПИД-регулятором поддержания температуры точки росы осушенного газа на основании сравнения значения ее уставки - Тт.р.з. с фактически измеренным значением точки росы - Тт.р.ф. на данный момент, и, получив эти два сигнала, блок коррекции производит расчет корректирующей поправки Δ к рассчитанному АСУ ТП значению Gp массового расхода регенерированного абсорбента, используя следующие выражения:1. A method for automatically controlling the gas dehydration process at the integrated gas treatment plants - gas treatment plants in the north, including monitoring by means of automated process control systems - automated process control systems for pressure and temperature of the raw gas, monitoring pressure, temperature, flow rate and dew point of the dried gas, automatic maintenance supply of regenerated absorbent to the absorber taking into account the flow rate of the produced gas, control of the mass flow rate of the absorbent, characterized in that the ACS TP, using controlled e its parameters measured with predetermined increments of time, including the concentration of saturated water absorbent and the specific amount of recoverable moisture due to drying gas in the absorber, calculates the flow rate G p regenerated absorbent required for drying the current flow produced from the gas passing through the absorber, and delivers the signal values of the flow rate G p to a first input I 1 of the unit mass flow rate of the regenerated absorbent correction, and to a second input I 2 correction block correction signal is supplied, form vanny PID maintain the dew point of the dried gas by comparing its setpoint value - T t.r.z. with the actually measured value of the dew point - T trf at the moment, and, having received these two signals, the correction unit calculates the correction correction Δ to the calculated value of G p of the mass flow rate of the regenerated absorbent calculated by the automated process control system, using the following expressions: если Тт.р.ф. > Тт.р.з., то Gкор. = Gp + Δ,if T trf > TR then G cor. = G p + Δ, если Тт.р.ф. = Тт.р.з., то Gкор. = Gp,if T trf = T tr.s. then G cor. = G p , если Тт.р.ф. < Тт.р.з., то Gкор. = Gp - Δ,if T trf <T TR then G cor. = G p - Δ, и подает сигнал Gкор. на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания расхода регенерированного абсорбента, на вход обратной связи PV которого одновременно поступает сигнал фактического расхода регенерированного абсорбента G(t), и в результате обработки этих двух сигналов ПИД-регулятор поддержания расхода регенерированного абсорбента формирует на своем выходе CV сигнал для клапана-регулятора, управляющего подачей регенерированного абсорбента в абсорбер, и одновременно с этим АСУ ТП ведет контроль динамики поведения фактического расхода регенерированного абсорбента G(t) относительно непрерывно рассчитываемого для этих же моментов времени значений его расхода Gp(t), который по факту также является функцией времени, и если АСУ ТП выявляет то, что динамика поведения G(t) и Gp(t) становится разной, то система формирует сообщение оператору УКПГ о том, что произошло увеличение уноса абсорбента из абсорбера.and gives a signal G cor. to the input of the job SP of the PID controller for maintaining the flow rate of the regenerated absorbent, the feedback input PV of which simultaneously receives the signal for the actual consumption of the regenerated absorbent G (t), and as a result of processing these two signals, the PID controller for maintaining the flow of the regenerated absorbent generates a CV signal at its output for the control valve that controls the supply of the regenerated absorbent to the absorber, and at the same time, the automated process control system monitors the behavior of the actual consumption of the regenerated abs rbenta G (t) with respect continuously calculated for the same moments of time the value of its flow rate G p (t), which in fact is also a function of time, and if the PCS detects that the dynamic behavior of G (t) and G p (t) becomes different, the system generates a message to the operator of the gas treatment unit that there has been an increase in the entrainment of the absorbent from the absorber. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что АСУ ТП анализирует динамику поведения G(t) и Gp(t) путем контроля модуля разности этих функций, который должен удовлетворять неравенству ⏐Gp(t) - G(t)⏐≤ΔG, где ΔG максимально допустимая разность между рассчитанным Gp(t) и фактическим G(t) расходом регенерированного абсорбента, а также контролирует поведение их первых производных по времени, и если разность первых производных в некоторый момент времени t1 превысит допустимый порог ωзад., определяемый соотношением ⏐dG(t)/dt - dGp(t)/dt⏐ > ωзад., АСУ ТП фиксирует имеющую место на момент времени t1 разность значений {G(t1) - Gр(t1)}=ΔG(t1) и осуществляет поиск зафиксированных перед этим отклонений в режиме работы газового промысла, таких как гидратообразование в шлейфах, вынос воды или песка из скважин, и т.д., и выбирает специальный режим управления процессом для парирования сложившейся ситуации, и этот режим управления АСУ ТП реализует до момента времени t2, при котором станут выполняться условия: ⏐dG(t)/dt - dG(t)/dt⏐ = 0 и ΔG(t1) = ΔG(t2), и при переходе на специальный режим управления процессом система формирует сообщение об этом оператору установки со всеми данными, определившими ее выбор режима, при этом значение величин ΔG и ωзад. для каждого абсорбера выбирает обслуживающий персонал установки индивидуально с учетом его состояния и по результатам гидродинамических исследований эксплуатируемых скважин.2. The method according to p. 1, characterized in that the automatic process control system analyzes the dynamics of the behavior of G (t) and G p (t) by controlling the modulus of the difference of these functions, which must satisfy the inequality ⏐G p (t) - G (t) ⏐ ≤Δ G , where Δ G is the maximum allowable difference between the calculated G p (t) and the actual G (t) consumption of the regenerated absorbent, and also controls the behavior of their first derivatives in time, and if the difference of the first derivatives at some point in time t 1 exceeds the permissible threshold ω back defined by the relation ⏐dG (t) / dt - dG p (t) / dt⏐> ω ass. , The automatic process control system fixes the difference between the values {G (t 1 ) - G p (t 1 )} = Δ G (t 1 ) taking place at time t 1 and searches for deviations fixed before that in the gas operation mode, such as hydrate formation in loops, the removal of water or sand from the wells, etc., and selects a special process control mode to counter the current situation, and this control system of the automatic process control system implements until time t 2 at which the conditions will be satisfied: ⏐dG (t ) / dt - dG (t) / dt⏐ = 0 and Δ G (t 1) = Δ G (t 2), and at the transition to the special control mode protses ohm system generates a message about that plant operator with all the data to determine its mode selection, the value of the quantities Δ G and ω ass. for each absorber, the installation staff selects individually, taking into account its condition and according to the results of hydrodynamic studies of operating wells. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что если АСУ ТП не находит зафиксированных отклонений в режиме работы газового промысла, и/или отсутствуют алгоритмы парирования в автоматическом режиме сложившейся ситуации, система формирует сообщение оператору для принятия решений, позволяющих парировать возникшую нештатную ситуацию в работе УКПГ, например, путем изменения режима работы установки, снижения объема пропускаемого через абсорбер газа и т.д.3. The method according to p. 2, characterized in that if the automated process control system does not find fixed deviations in the gas production mode of operation, and / or there are no parry algorithms in the automatic mode of the current situation, the system generates a message to the operator for making decisions that allow to parry the emergency situation in the operation of the gas treatment plant, for example, by changing the operating mode of the installation, reducing the volume of gas passed through the absorber, etc.
RU2019123914A 2019-07-23 2019-07-23 Method of automatic control of gas drying process at plants for complex gas treatment in conditions of the north RU2712665C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123914A RU2712665C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Method of automatic control of gas drying process at plants for complex gas treatment in conditions of the north

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123914A RU2712665C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Method of automatic control of gas drying process at plants for complex gas treatment in conditions of the north

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2712665C1 true RU2712665C1 (en) 2020-01-30

Family

ID=69624737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123914A RU2712665C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Method of automatic control of gas drying process at plants for complex gas treatment in conditions of the north

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2712665C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804000C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic load distribution between gas drying trains at complex gas treatment plants

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080282781A1 (en) * 2005-11-01 2008-11-20 Cormon Limited Monitoring Particles in a Fluid Stream
RU2344339C1 (en) * 2007-07-12 2009-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ямбурггаздобыча Method of gas field technological processes control
US7531030B2 (en) * 1999-06-15 2009-05-12 Heath Rodney T Natural gas dehydrator and system
RU2474685C2 (en) * 2011-05-05 2013-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of on-line monitoring of water and sand carry-over with extracted product from well in apcs of gas-field sites of oil and gas condensate deposits of far north
RU2657313C1 (en) * 2017-03-21 2018-06-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of regulation the productivity of a gas production enterprise located in the areas of the far north

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7531030B2 (en) * 1999-06-15 2009-05-12 Heath Rodney T Natural gas dehydrator and system
US20080282781A1 (en) * 2005-11-01 2008-11-20 Cormon Limited Monitoring Particles in a Fluid Stream
RU2344339C1 (en) * 2007-07-12 2009-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ямбурггаздобыча Method of gas field technological processes control
RU2474685C2 (en) * 2011-05-05 2013-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of on-line monitoring of water and sand carry-over with extracted product from well in apcs of gas-field sites of oil and gas condensate deposits of far north
RU2657313C1 (en) * 2017-03-21 2018-06-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of regulation the productivity of a gas production enterprise located in the areas of the far north

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНДРЕЕВ Е.Б., КЛЮЧНИКОВ А.И. И ДР. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ И ГАЗА. - МОСКВА., НЕДРА-БИЗНЕСЦЕНТР, 2008. - С. 352-354 (399 СТР.). *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804000C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic load distribution between gas drying trains at complex gas treatment plants
RU2803996C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatically controlling gas drying process at complex gas treatment plants in the far north of the russian federation
RU2803993C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatically controlling gas drying process on multifunctional absorbers of complex gas treatment plants located in the north of the russian federation
RU2803998C1 (en) * 2023-03-13 2023-09-25 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of gas drying process in multifunctional absorbers of complex gas treatment plants
RU2805067C1 (en) * 2023-03-13 2023-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic load distribution between gas drying trains at complex gas treatment plants
RU2809096C1 (en) * 2023-03-13 2023-12-06 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatically controlling gas drying process at complex gas treatment plants located in the far north of the russian federation
RU2811554C1 (en) * 2023-03-13 2024-01-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatical control of gas drying process at complex gas treatment plants in the far north of the russian federation
RU2811555C1 (en) * 2023-03-13 2024-01-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of gas drying process in multifunctional absorbers of complex gas treatment plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7179386B2 (en) Discharging sand from a vessel at elevated pressure
RU2603506C2 (en) Method for cleaning underwater compressor, where cleaning liquid is obtained from multiphase processed fluid
RU2712665C1 (en) Method of automatic control of gas drying process at plants for complex gas treatment in conditions of the north
CN104791604B (en) A kind of method that dynamic control separator pressure suppresses serious slug flow
RU2661500C1 (en) Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions
CN107381922A (en) A kind of desulfurizing waste water processing device and smoke processing system
CN104296125A (en) Condensate water recovering and processing system for gas-fired boiler
CN107551768A (en) Reverse-flow type compressed air drainage arrangement and its application method
CN112326504B (en) Method and system for measuring gypsum slurry density of composite desulfurization device
RU2709048C1 (en) Method for automatic control of inhibitor feed to prevent hydrate formation at low-temperature gas separation plants operated in extreme north
JPS60235605A (en) Reverse osmotic membrane separation apparatus
RU2803998C1 (en) Method for automatic control of gas drying process in multifunctional absorbers of complex gas treatment plants
CN115749706A (en) Dense-phase carbon dioxide separation and reinjection device and control method thereof
RU2804000C1 (en) Method for automatic load distribution between gas drying trains at complex gas treatment plants
RU2803996C1 (en) Method for automatically controlling gas drying process at complex gas treatment plants in the far north of the russian federation
RU2811554C1 (en) Method for automatical control of gas drying process at complex gas treatment plants in the far north of the russian federation
JPS60235604A (en) Reverse osmotic membrane separation device
RU2687519C1 (en) Inhibitor supply automatic control method for the hydrates formation prevention in located in the far north regions integrated / preliminary gas preparation installations gathering systems
CN210438414U (en) Real-time helium recovery unit
RU2809096C1 (en) Method for automatically controlling gas drying process at complex gas treatment plants located in the far north of the russian federation
JP7211177B2 (en) Control method for pure water production device
RU2811555C1 (en) Method for automatic control of gas drying process in multifunctional absorbers of complex gas treatment plants
JPS62286586A (en) Water treatment plant
RU2805067C1 (en) Method for automatic load distribution between gas drying trains at complex gas treatment plants
CN204213895U (en) For the condensing hot air furnace treatment system of gas fired-boiler