RU2768443C1 - Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north - Google Patents

Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north Download PDF

Info

Publication number
RU2768443C1
RU2768443C1 RU2021116080A RU2021116080A RU2768443C1 RU 2768443 C1 RU2768443 C1 RU 2768443C1 RU 2021116080 A RU2021116080 A RU 2021116080A RU 2021116080 A RU2021116080 A RU 2021116080A RU 2768443 C1 RU2768443 C1 RU 2768443C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
density
installation
temperature
signal
Prior art date
Application number
RU2021116080A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Борисович Арно
Анатолий Кузьмич Арабский
Алексей Леонидович Агеев
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 RU2021116080A priority Critical patent/RU2768443C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2768443C1 publication Critical patent/RU2768443C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of production and preparation of gas and gas condensate for long-distance transport in the Far North. A method is proposed for automatic maintenance of the density of unstable gas condensate supplied to the main condensate pipeline (MCP) at low-temperature gas separation units. The gas-condensate mixture is purified, separated into gas and a mixture of unstable gas condensate (UGC) with an aqueous solution of an inhibitor (IAS). This mixture is sent to the degasser-separator (DS) and then the IAS is taken off for the regeneration of the inhibitor, and the UGC is fed to the MCP. The weathering gas from the degassing separator (DS) is directed to the main gas pipeline (MGP). The automated process control system (APCS) of the installation controls the density ρfact of the UGC supplied to the MCP with a density sensor and the pressure of the weathering gas ρfact t in the DR with a pressure sensor. The pressure value of the weathering gas in the DS is set automatically by a cascade consisting of two PID controllers. The density of the UGC supplied to the MCP is automatically supported by two stages of PID controllers.
EFFECT: improving the quality of technological process control.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи и подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту на Крайнем Севере, в частности к автоматическому поддержанию на установке низкотемпературной сепарации газа (далее установка) плотности нестабильного газового конденсата (НТК), подаваемого в магистральный конденсатопровод (МКП).The invention relates to the field of production and preparation of gas and gas condensate for long-distance transport in the Far North, in particular to the automatic maintenance of the density of unstable gas condensate (NTC) supplied to the main condensate pipeline (MCP) at the low-temperature gas separation unit (hereinafter referred to as the installation).

Известен способ автоматизации установки низкотемпературной сепарации газа, включающий автоматическое поддержание заданных значений температур и давлений на установке [см., например, стр. 406, Р.Я. Исакович, В.И. Логинов, В.Е. Попадько. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов, М., Недра, 1983, 424 с.]. В данном способе степень дегазации НТК поддерживают путем его нагрева, используя змеевик-подогреватель, установленный в емкости дегазатора-разделителя.A known method of automating the installation of low-temperature gas separation, including automatic maintenance of the set values of temperatures and pressures in the installation [see, for example, p. 406, R.Ya. Isakovich, V.I. Loginov, V.E. Popadko. Automation of production processes in the oil and gas industry. Textbook for universities, M., Nedra, 1983, 424 p.]. In this method, the degree of degassing of the LTC is maintained by heating it using a heater coil installed in the tank of the degasser-separator.

Недостатком данного способа является то, что из-за инерционности процесса нагрева и отсутствия контроля значения плотности НТК, подаваемого в МКП, степень дегазации и поддержание плотности НТК при подаче его в МКП осуществляют практически «вслепую», без точного управления процессом.The disadvantage of this method is that due to the inertia of the heating process and the lack of control over the density value of the NTC supplied to the MCP, the degree of degassing and maintaining the density of the NTC when it is fed into the MCP is carried out almost "blindly", without precise process control.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ автоматического поддержания плотности НТК, подаваемого в МКП, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах Крайнего Севера [Патент RU №2700310 С1], который включает очистку в блоке низкотемпературной сепарации газа поступающей газоконденсатной смеси от механических примесей и разделение ее на НТК, осушенный газ и водный раствор ингибитора (ВРИ). Осушенный газ подают в магистральный газопровод (МГП), НТК и ВРИ направляют в дегазатор-разделитель (ДР) для дегазации, и далее, из ДР, ВРИ отводят на регенерацию ингибитора в цех регенерации ингибитора, а НТК подают насосом в МКП. Газ выветривания из ДР направляют в компрессор газов выветривания для закачки в МГП. Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) установки контролирует датчиком плотности плотность НТК, подаваемого в МКП, и датчиком давления - давление газа выветривания в ДР, из которого газ отводят через клапан-регулятор (КР), регулирующий давление в ДР, величина которого задается автоматически каскадом из двух пропорционально-интегрально-дифференцирующих регуляторов (ПИД-регуляторов), реализованных на базе АСУ ТП установки. При этом АСУ ТП установки формирует сообщение оператору о невозможности достижения заданной плотности НТК, подаваемого в МКП, и необходимости принятия решения об изменении режима работы установки, если во время реализации процесса поддержания заданной плотности НТК рабочий орган КР, установленного на выходе ДР, достигнет своего крайнего положения (открытого либо закрытого). Значение уставки плотности ρзад НТК задает обслуживающий персонал перед запуском установки в работу.The closest in technical essence to the claimed invention is a method for automatically maintaining the density of the NTC supplied to the MCP at low-temperature gas separation plants in the Far North [Patent RU No. 2700310 C1], which includes cleaning the incoming gas condensate mixture from mechanical impurities in the low-temperature gas separation unit and separating it into NTK, dried gas and an aqueous solution of the inhibitor (VRI). The dried gas is fed into the main gas pipeline (MGP), NTC and VRI are sent to the degasser-separator (DR) for degassing, and then, from the DR, VRI is diverted for inhibitor regeneration to the inhibitor regeneration shop, and NTC is pumped to the MCP. The weathering gas from the DR is sent to the weathering gas compressor for injection into the MGP. The automated process control system (APCS) of the installation controls the density of the NTC supplied to the MCP with a density sensor and the pressure sensor - weathering gas pressure in the DR, from which the gas is removed through a regulator valve (CR), which regulates the pressure in the DR, the value of which is set automatically by a cascade of two proportional-integral-differentiating controllers (PID controllers) implemented on the basis of the automated process control system of the installation. At the same time, the automated process control system of the installation generates a message to the operator about the impossibility of achieving the specified density of the NTC supplied to the MCP, and the need to make a decision to change the operating mode of the installation, if during the implementation of the process of maintaining the specified density of the NTC, the working body of the CR installed at the outlet of the DR reaches its extreme position (open or closed). The value of the density setting ρ ass NTK sets the maintenance personnel before starting the installation into operation.

Параметры работы КР расхода газа по установке, стоящего перед низкотемпературным сепаратором газа в блоке низкотемпературной сепарации, обеспечивающего адиабатическое расширение потока добываемого продукта, также настраивает обслуживающий персонал перед запуском установки в работу. Их изменение допускается лишь при невозможности дальнейшего ведения технологического процесса в рамках технологических норм и ограничений, предусмотренным технологическим регламентом установки, и осуществляется обслуживающим персоналом.The operating parameters of the gas flow rate control device for the unit, which is located in front of the low-temperature gas separator in the low-temperature separation unit, which provides adiabatic expansion of the flow of the produced product, are also adjusted by the maintenance personnel before the unit is put into operation. Their change is allowed only if it is impossible to continue the technological process within the technological norms and restrictions provided for by the technological regulations of the installation, and is carried out by the maintenance personnel.

Существенным недостатком данного способа является то, что изменение режима работы установки в случаях достижения рабочим органом КР, установленного на выходе ДР, своего крайнего положения (открытого либо закрытого) осуществляется вручную оператором, что снижает качество управления технологическим процессом.A significant disadvantage of this method is that the change in the operating mode of the installation in cases where the working body of the CR, installed at the outlet of the DR, reaches its extreme position (open or closed) is carried out manually by the operator, which reduces the quality of the process control.

Целью настоящего изобретения является повышение качества управления технологическим процессом по поддержанию плотности НТК, подаваемого в МКП, с учетом норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки для условий Крайнего Севера.The purpose of the present invention is to improve the quality of process control to maintain the density of the NTC supplied to the MCP, taking into account the norms and restrictions provided for by the technological regulations of the installation for the conditions of the Far North.

Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение качества управления технологическим процессом по поддержанию плотности НТК, подаваемого в МКП, путем исключения человеческого фактора при принятии решений с учетом норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки для условий Крайнего Севера.The technical result achieved from the implementation of the invention is to improve the quality of process control to maintain the density of the NTC supplied to the MCP by excluding the human factor when making decisions, taking into account the norms and restrictions provided for by the technological regulations of the installation for the conditions of the Far North.

Заявляемый способ обеспечивает автоматический контроль и подержание заданной плотности НТК, подаваемого в МКП, путем поддержания необходимого значения давления дегазации в ДР при различных режимах работы по расходу газоконденсатной смеси по установке. Это предотвращает образование газовых пробок и их скоплений в МКП, обеспечивая повышение надежности его эксплуатации и снижение вероятности рисков осложнений и аварий, которые могут привести к серьезным экологическим, людским и материальным потерям [см., например, А.А. Коршак, А.И. Забазнов, В.В. Новоселов и др. Трубопроводный транспорт нестабильного газового конденсата. - М.: ВНИИОЭНГ, 1994.].The inventive method provides automatic control and maintenance of a given density of the NTC supplied to the MCP by maintaining the required value of the degassing pressure in the DR under various operating modes for the flow rate of the gas condensate mixture in the installation. This prevents the formation of gas locks and their accumulation in the MCP, providing an increase in the reliability of its operation and a decrease in the risk of complications and accidents that can lead to serious environmental, human and material losses [see, for example, A.A. Korshak, A.I. Zabaznov, V.V. Novoselov et al. Pipeline transport of unstable gas condensate. - M.: VNIIOENG, 1994.].

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ автоматического поддержания плотности НТК, подаваемого в МКП, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах Крайнего Севера, включающий блок низкотемпературной сепарации газа, состоящий из входной линии установки, сепаратора первой ступени сепарации газа, рекуперативных теплообменников (далее ТО) «газ-газ» и «газ-конденсат», клапана регулятора - КР расхода газа по установке, низкотемпературного сепаратора газа, который осуществляет очистку поступающей газоконденсатной смеси от механических примесей, разделение ее на газ и смесь нестабильного газового конденсата (НТК) с водным раствором ингибитора (ВРИ). Эту смесь направляют в дегазатор-разделитель (ДР) для дегазации, и далее, из ДР, ВРИ отводят на регенерацию ингибитора в цех регенерации ингибитора, а НТК подают в МКП. Газ выветривания из ДР направляют в компрессор газов выветривания для закачки в магистральный газопровод (МГП). Ведущая эти процессы автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) установки контролирует датчиком плотности плотность ρфакт НТК, подаваемого в МКП, и датчиком давления - давление газа выветривания Рфакт в ДР, из которого этот газ отводят через клапан-регулятор (КР), регулирующий давление в ДР. Величина давления газа выветривания в ДР задается автоматически каскадом, состоящих из двух пропорционально-интегрально-дифференцирующих регуляторов (ПИД-регуляторов), реализованных на базе АСУ ТП установки, на вход задания SP первого из которых АСУ ТП подает сигнал значения уставки плотности ρзад НТК, необходимой для работы системы, которую задает обслуживающий персонал перед запуском установки в работу. На вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора подают сигнал значения фактической плотности Рфакт с датчика плотности НТК. Сравнивая эти сигналы первый ПИД-регулятор формирует на своем выходе CV сигнал уставки значения давления Рзад, которое обеспечит достижение необходимой плотности НТК на выходе ДР, и подает ее на вход задания SP второго ПИД-регулятора каскада поддержания давления в ДР. На вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора подают сигнал фактического значения давления Рфакт с датчика давления, установленного в ДР. Сравнивая эти сигналы второй ПИД-регулятор на своем выходе CV формирует управляющий сигнал для КР, поддерживая необходимое давление газа в ДР.The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of automatically maintaining the density of the NTC supplied to the MCP at low-temperature gas separation plants in the Far North, including a low-temperature gas separation unit, consisting of an inlet line of the installation, a separator of the first stage of gas separation , recuperative heat exchangers (hereinafter referred to as TO) "gas-gas" and "gas-condensate", a regulator valve - gas flow control valve for the installation, a low-temperature gas separator that cleans the incoming gas condensate mixture from mechanical impurities, separating it into gas and a mixture of unstable gas condensate (NTC) with an aqueous solution of the inhibitor (VRI). This mixture is sent to the degasser-separator (DR) for degassing, and then, from the DR, the VRI is taken for inhibitor regeneration to the inhibitor regeneration shop, and the NTC is fed to the MCP. The weathering gas from the DR is sent to the weathering gas compressor for injection into the main gas pipeline (MGP). The automated process control system leading these processes (APCS) of the installation controls the density ρ fact of the NTC supplied to the MCP with a density sensor and a pressure sensor - weathering gas pressure P fact in the DR, from which this gas is removed through a regulator valve (CR), regulating pressure in the DR. The value of the weathering gas pressure in the DR is set automatically by a cascade consisting of two proportional-integral-differentiating controllers (PID controllers) implemented on the basis of the automated process control system of the installation, to the input of the task SP of the first of which the automated process control system sends a signal of the value of the density setpoint ρ set NTC , necessary for the operation of the system, which is set by the operating personnel before starting the installation into operation. The feedback input PV of the same PID controller is fed with a signal of the actual density value P fact from the NTC density sensor. Comparing these signals, the first PID controller generates at its output CV a setpoint signal for the pressure value Рset , which will ensure the achievement of the required NTC density at the output of the DR, and feeds it to the input of the setting SP of the second PID controller of the pressure maintenance cascade in the DR. The feedback input PV of the same PID controller is fed with a signal of the actual pressure value Рf act from the pressure sensor installed in the DR. Comparing these signals, the second PID controller generates a control signal for the CR at its output CV, maintaining the required gas pressure in the DR.

Плотность НТК, подаваемого в МКП, автоматически поддерживают два каскада ПИД-регуляторов, первый из которых, после включения установки в работу, непрерывно регулирует давление газа в ДР с помощью КР, установленного на его выходе, поддерживая заданную плотность ρзад НТК, который направляют в МКП. При этом первоначальную уставку температуры в низкотемпературном сепараторе Тзад, близкую к середине значений ее допустимого диапазона изменения, устанавливает обслуживающий персонал перед запуском установки в работу в соответствии с ее технологическим регламентом, используя соотношениеThe density of the NTC supplied to the MCP is automatically maintained by two stages of PID controllers, the first of which, after the unit is put into operation, continuously regulates the gas pressure in the DR using the CR installed at its outlet, maintaining the given density ρ ass of the NTC, which is sent to MCP. At the same time, the initial temperature setpoint in the low-temperature separator T ass , close to the middle of the values of its allowable range of change, is set by the maintenance personnel before the plant is put into operation in accordance with its technological schedule, using the ratio

Тверх≥Тзад≥Тниж, T top ≥T back ≥T bottom,

где Тверх и Тниж - максимальная и минимальная допустимая температура в низкотемпературном сепараторе.where T top and T bottom are the maximum and minimum allowable temperatures in the low-temperature separator.

Далее АСУ ТП ведет управление процессом до тех пор, пока рабочий орган КР первого каскада регулирования давления газа в ДР не достигнет одного из своих крайних положений. В этот момент АСУ ТП дает разрешение второму каскаду, состоящему также из двух ПИД-регуляторов, выработать новое значение задания - уставки Тзад и поддерживать температуру в низкотемпературном сепараторе для новых, текущих условий функционирования установки в рамках требований ее технологического регламента. Выработку и поддержание значения новой уставки второй каскад ПИД-регуляторов осуществляет с помощью КР расхода газа по установке, выполняющего роль штуцера на входе низкотемпературного сепаратора. Изменение значения Тзад осуществляют таким образом, чтобы рабочий орган КР первого каскада регулирования плотностью НТК перешел в положение, на середину или близкое к середине разрешенного диапазона его перемещений. После этого АСУ ТП фиксирует найденное значение новой уставки Тзад и запрещает работу второму каскаду ПИД-регуляторов по перемещению рабочего органа, управляемого им КР расхода газа по установке. И этот режим работы с новой уставкой Тзад будет длиться до тех пор, пока рабочий орган КР первого каскада ПИД-регуляторов, регулирующий давление в ДР, вновь не окажется в одном из своих крайних положений.Further, the automated process control system controls the process until the working body of the CR of the first cascade of gas pressure regulation in the DR reaches one of its extreme positions. At this moment, the automated process control system gives permission to the second stage, which also consists of two PID controllers, to develop a new setting value - setpoint Tset and maintain the temperature in the low-temperature separator for new, current operating conditions of the plant within the requirements of its technological schedule. The second cascade of PID controllers develops and maintains the new setpoint value with the help of the gas flow rate regulator for the installation, which acts as a fitting at the inlet of the low-temperature separator. The change in the value of T ass is carried out in such a way that the working body of the CD of the first cascade of regulation of the density of the NTK moves to a position in the middle or close to the middle of the allowed range of its movements. After that, the automated process control system fixes the found value of the new setpoint Tset and prohibits the operation of the second cascade of PID controllers to move the working body, the gas flow rate control unit controlled by it. And this mode of operation with a new setpoint Tset will last until the working body of the CR of the first stage of PID controllers, which regulates the pressure in the DR, again finds itself in one of its extreme positions.

Режим работы, с разрешением и запрещением функционирования КР расхода газа по установке второго каскада ПИД-регуляторов, АСУ ТП осуществляет сменой на входе StartAStop первого ПИД-регулятора каскада путем подачи сигнала логический «ноль» и/или логическая «единица», реализуя алгоритм, определяемый соотношением:The operation mode, with the permission and prohibition of the functioning of the gas flow rate control panel by installing the second cascade of PID controllers, the APCS performs by changing the first PID controller of the cascade at the StartAStop input by applying a logical "zero" and / or logical "one" signal, implementing the algorithm determined by ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Тзал_рег - уставка температуры, значение которой непрерывно формирует первый ПИД-регулятор каскада, вырабатывающий текущее задание (уставку) поддержания температуры в низкотемпературном сепараторе.where T room _ reg is the temperature setpoint, the value of which is continuously formed by the first PID controller of the cascade, which generates the current task (setpoint) for maintaining the temperature in the low-temperature separator.

Формирование уставки этот ПИД-регулятор осуществляет, сравнивая параметры фактической плотности ρфакт, сигнал которой поступает на его вход обратной связи PV, и задания (уставки) плотности ρзад НТК, сигнал которой поступает на его вход задания SP из АСУ ТП. Разрешение и запрещение подачи сигнала этой уставки на вход задания SP второго ПИД-регулятора каскада осуществляется в периоды, определяемые АСУ ТП по текущим значениям параметров технологического процесса и их ограничениям в соответствии с требованиями технологического регламента установки. Это переключение АСУ ТП осуществляет путем подачи сигналов логический «ноль» и/или логическая «единица» на вход StartAStop первого ПИД-регулятора каскада, что гарантирует безынерционность переключения на поиск нового режима работы установки, его фиксацию и возможность непрерывного контроля работоспособности второго каскада ПИД-регуляторов.This PID controller generates the setpoint by comparing the parameters of the actual density ρfact , the signal of which is fed to its feedback input PV, and the density task (setpoint) ρset NTK, the signal of which is fed to its input SP from the process control system. Permission and prohibition of the signal of this setpoint to the input of the SP task of the second PID controller of the cascade is carried out in periods determined by the process control system based on the current values of the process parameters and their limitations in accordance with the requirements of the plant's technological schedule. This switching of the automated process control system is carried out by applying a logical "zero" and / or a logical "one" signal to the StartAStop input of the first PID controller of the cascade, which guarantees the inertia of switching to the search for a new operating mode of the installation, its fixation and the possibility of continuous monitoring of the operability of the second cascade PID regulators.

АСУ ТП при подаче сигнала логическая «единица» на вход StartAStop первого ПИД-регулятора второго каскада формирует сообщение оператору о переходе установки на поиск нового режима работы, а по окончании перехода, после подачи сигнала логический «ноль» на вход StartAStop этого же ПИД-регулятора, формирует сообщение оператору о значениях новых технологических параметров режима работы установки и сохраняет их значения в своей базе данных.The automated process control system, when a logical “one” signal is applied to the StartAStop input of the first PID controller of the second stage, generates a message to the operator about the transition of the installation to search for a new operating mode, and at the end of the transition, after a logical “zero” signal is applied to the StartAStop input of the same PID controller , generates a message to the operator about the values of new technological parameters of the plant operation mode and saves their values in its database.

АСУ ТП установки формирует сообщение оператору о невозможности достижения заданной плотности ρзад НТК, подаваемого в МКП в случае, когда рабочие органы КР обоих каскадов ПИД-регуляторов одновременно достигнут своих крайних положений, закрытого либо открытого, и рекомендует принять решение об изменении режима работы установки.The automated process control system of the installation generates a message to the operator about the impossibility of achieving the specified density ρ ass NTC supplied to the MCP in the case when the working bodies of the CR of both cascades of PID controllers simultaneously reach their extreme positions, closed or open, and recommends making a decision to change the operating mode of the installation.

На фиг.1 приведена принципиальная технологическая схема установок, эксплуатируемых на Заполярном НГКМ. В ней использованы следующие обозначения:Figure 1 shows a schematic diagram of installations operated at the Zapolyarnoye oil and gas condensate field. It uses the following notation:

1 - входная линия установки;1 - input line of the installation;

2 - сепаратор первой ступени сепарации газа;2 - separator of the first stage of gas separation;

3 - АСУТП;3 - process control system;

4 - ТО «газ-газ»;4 - TO "gas-gas";

5 - ТО «газ-конденсат»;5 - TO "gas-condensate";

6 - датчик давления в ДР 7;6 - pressure sensor in DR 7;

7 - ДР;7 - DR;

8 - МГП;8 - MGP;

9 - датчик температуры в низкотемпературном сепараторе;9 - temperature sensor in the low-temperature separator;

10 - КР расхода газа по установке;10 - KR gas flow for the installation;

11 - низкотемпературный сепаратор газа;11 - low-temperature gas separator;

12 - КР поддержания давления в ДР;12 - KR maintaining pressure in the DR;

13 - компрессор газов выветривания;13 - weathering gas compressor;

14 - датчик плотности НТК.14 - NTK density sensor.

На фиг. 2 приведена структурная схема автоматического поддержания температурного режима в низкотемпературном сепараторе 11. В ней использованы следующие обозначения:In FIG. Figure 2 shows a block diagram of automatic temperature control in the low-temperature separator 11. The following designations are used in it:

15 - сигнал, поступающий с датчика давления 6, установленного в ДР 7, на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 22;15 - signal coming from the pressure sensor 6 installed in the DR 7 to the feedback input PV of the PID controller 22;

16 - сигнал, поступающий с датчика плотности НТК 14 на вход обратной связи PV ПИД-регуляторов 20 и 21;16 - signal coming from the NTK density sensor 14 to the feedback input PV of the PID controllers 20 and 21;

17 - сигнал задания (уставки) плотности НТК, поступающий на вход задания SP ПИД-регуляторов 20 и 21;17 - the signal of the task (setpoint) of the density of the NTK, coming to the input of the task SP of the PID controllers 20 and 21;

18 - сигнал фактической температуры в низкотемпературном сепараторе 11, поступающий от датчика 9;18 - signal of the actual temperature in the low-temperature separator 11 coming from the sensor 9;

19 - сигнал управления работой ПИД-регулятора 21, подаваемый АСУ ТП 3 на его вход StartVStop;19 - control signal for the operation of the PID controller 21, supplied by the process control system 3 to its input StartVStop;

20 - ПИД-регулятор, вырабатывающий текущее задание (уставку) поддержания плотности НТК в ДР 7;20 - PID controller that generates the current task (setpoint) to maintain the density of the NTC in DR 7;

21 - ПИД-регулятор, вырабатывающий текущее задание (уставку) поддержания температуры в низкотемпературном сепараторе 11 в периоды, определяемые АСУ ТП 3 по текущим значениям параметров технологического процесса;21 - PID controller that generates the current task (setpoint) of maintaining the temperature in the low-temperature separator 11 during periods determined by the automated process control system 3 according to the current values of the process parameters;

22 - ПИД-регулятор поддержания давления в ДР 7;22 - PID controller for maintaining pressure in DR 7;

23 - ПИД-регулятор поддержания температуры в низкотемпературном сепараторе 11;23 - PID controller for maintaining the temperature in the low-temperature separator 11;

24 - управляющий сигнал, подаваемый на КР 12 подержания давления в ДР7;24 - control signal supplied to KR 12 to maintain pressure in DR7;

25 - управляющий сигнал, подаваемый на КР 10 расхода газа по установке;25 - control signal supplied to the KR 10 gas flow for the installation;

ПИД-регуляторы 20, 21, 22 и 23 реализованы на базе АСУ ТП 3.PID controllers 20, 21, 22 and 23 are implemented on the basis of APCS 3.

Способ автоматического поддержания плотности НТК, подаваемого в МКП, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах Крайнего Севера, реализуют следующим образом.A method for automatically maintaining the density of the NTC supplied to the MCP at low-temperature gas separation plants in the Far North is implemented as follows.

Добытая газоконденсатная смесь через входную линию 1 установки поступает в сепаратор 2 первой ступени сепарации газа. В сепараторе 2 происходит первичное очищение газоконденсатной смеси от механических примесей, ВРИ, выделяется основное количество тяжелых углеводородов НТК, которые, по мере их накопления в нижней части сепаратора 2, отводят в ДР 7. Частично очищенную от капельной влаги и пластовой жидкости газоконденсатную смесь с выхода сепаратора 2 первой ступени сепарации газа разделяют на два потока. Первый поток направляют в трубное пространство первой секции ТО «газ-газ» 4, где происходит его предварительное охлаждение встречным потоком осушенного газа, который поступает из низкотемпературного сепаратора 11 и проходит через вторую секцию этого же ТО. Второй поток подают в трубное пространство первой секции ТО «газ-конденсат» 5, который охлаждают встречным потоком смеси НТК и ВРИ, отводимой из нижней части низкотемпературного сепаратора газа 11 через вторую секцию этого же ТО.The extracted gas condensate mixture through the inlet line 1 of the unit enters the separator 2 of the first stage of gas separation. In separator 2, the primary purification of the gas condensate mixture from mechanical impurities, VRI, the main amount of heavy hydrocarbons NTK is released, which, as they accumulate in the lower part of the separator 2, are discharged to DR 7. The gas condensate mixture partially purified from drip moisture and reservoir fluid from the outlet separator 2 of the first stage of gas separation is divided into two streams. The first flow is directed to the pipe space of the first section of the TO "gas-gas" 4, where it is pre-cooled by the oncoming flow of dried gas, which comes from the low-temperature separator 11 and passes through the second section of the same TO. The second flow is fed into the pipe space of the first section of the TO "gas-condensate" 5, which is cooled by a counter-flow of a mixture of LTC and VRI discharged from the lower part of the low-temperature gas separator 11 through the second section of the same TO.

Потоки газоконденсатной смеси, поступающие с выходов первых секций ТО «газ-газ» 4 и ТО «газ-конденсат» 5, объединяют и подают на вход КР 10 расхода газа по установке. Проходя его, за счет дроссель-эффекта, температура газоконденсатной смеси резко снижается, а давление в ней падает до давления, при котором происходит максимально возможная конденсация углеводородов. Эту смесь подают на вход низкотемпературного сепаратора газа 11. Вследствие изменения термодинамических условий и снижения скорости потока газоконденсатной смеси в сепараторе 11, происходит финальное выделение из нее осушенного газа, а смесь НТК и ВРИ собирают в нижней части низкотемпературного сепаратора 11.The flows of the gas condensate mixture coming from the outlets of the first sections TO "gas-gas" 4 and TO "gas-condensate" 5 are combined and fed to the inlet of the CR 10 gas flow through the installation. Passing it, due to the throttle effect, the temperature of the gas condensate mixture drops sharply, and the pressure in it drops to the pressure at which the maximum possible condensation of hydrocarbons occurs. This mixture is fed to the inlet of the low-temperature gas separator 11. Due to a change in thermodynamic conditions and a decrease in the flow rate of the gas-condensate mixture in the separator 11, the dried gas is finally separated from it, and the mixture of LTC and VRI is collected in the lower part of the low-temperature separator 11.

Отсепарированный холодный осушенный газ из низкотемпературного сепаратора 10 проходит через вторую секцию ТО «газ-газ» 4, где отдает холод встречному потоку добытой газоконденсатной смеси, и далее его направляют в МГП 8.The separated cold dried gas from the low-temperature separator 10 passes through the second section of the TO "gas-gas" 4, where it gives off cold to the oncoming flow of the produced gas condensate mixture, and then it is sent to the MGP 8.

Смесь НТК и ВРИ, по мере накопления, из нижней части низкотемпературного сепаратора 11 направляют во вторую секцию ТО «газ-конденсат» 5, где она нагревается и поступает в ДР 7, оснащенный датчиком давления 6. В ДР 7 газожидкостная смесь подвергается разделению на компоненты и дегазации. Поток выделенного газа (газ выветривания) транспортируют по трубопроводу, оснащенному КР 12, обеспечивающему поддержание давления в ДР 7, после которого он поступает на вход компрессора газов выветривания 13 для компримирования и подачи в МГП 8. НТК направляют в МКП, на входе которого установлен датчик плотности 14. ВРИ из ДР 7 подают в цех регенерации метанола.The mixture of LTC and VRI, as it accumulates, is sent from the lower part of the low-temperature separator 11 to the second section of the TO "gas-condensate" 5, where it is heated and enters the DR 7, equipped with a pressure sensor 6. In the DR 7, the gas-liquid mixture is separated into components and degassing. The flow of the released gas (weathering gas) is transported through a pipeline equipped with a KR 12, which maintains pressure in the DR 7, after which it enters the inlet of the weathering gas compressor 13 for compression and supply to the MGP 8. The NTC is sent to the MCP, at the inlet of which a sensor is installed density 14. VRI from DR 7 is fed into the methanol regeneration shop.

Плотность НТК, подаваемого в МКП, автоматически поддерживается двумя каскадами ПИД-регуляторов. Первый каскад регулирует давление газа выветривания Рфакт в ДР 7 с помощью КР 12, установленного на его выходе. В каскад управления КР 12 входят ПИД-регуляторы 20 и 22. При этом ПИД-регулятор 20 вырабатывает задание (уставку) Рзад поддержания давления газа в ДР 7 при текущих значениях параметров технологического процесса в реальном масштабе времени, и подает ее со своего выхода CV на вход задания SP ПИД-регулятора 22, на вход обратной связи PV которого поступает сигнал фактического регулирует давление газа выветривания Рфакт.The density of the NTC supplied to the MCP is automatically maintained by two stages of PID controllers. The first cascade regulates the weathering gas pressure P fact in DR 7 with the help of KR 12 installed at its outlet. The control cascade KR 12 includes PID controllers 20 and 22. In this case, the PID controller 20 generates a task (setpoint) R set to maintain gas pressure in the DR 7 at the current values of the process parameters in real time, and supplies it from its output CV to the input of the task SP of the PID controller 22, to the feedback input PV of which the actual signal is received, it regulates the pressure of the weathering gas P fact .

Второй каскад с КР 10 регулирует температуру в низкотемпературном сепараторе 11. В него входят ПИД-регуляторы 21 и 23. При этом ПИД-регулятор 21 вырабатывает задание (уставку) для ПИД-регулятора 23.The second stage with KR 10 controls the temperature in the low-temperature separator 11. It includes PID controllers 21 and 23. In this case, PID controller 21 generates a reference (setpoint) for PID controller 23.

Разрешение и запрет на подачу сигнала с выхода CV ПИД-регулятора 21 АСУ ТП осуществляет путем подачи на его вход StartAStop сигнала 19 равного либо логическая «единица» для включения, либо логический «ноль» для выключения. Необходимость смены режима работы ПИД-регулятора 21 АСУ ТП определяет при достижении одного из крайних положений рабочего органа КР 12. Возникновение такой ситуации требует изменения режима работы установки, который реализуется, согласно требованиям технологического регламента ее эксплуатации, контролируемым изменением рабочих параметров КР расхода газа по установке и их фиксацией до выявления необходимости проведения следующего цикла изменения параметров его работы. Именно эти требования и определяют алгоритм работы этого регулятора, который задается соотношением:Permission and prohibition of the signal from the output of the CV PID controller 21 APCS performs by applying to its input StartAStop signal 19 equal to either a logical "one" to turn on, or a logical "zero" to turn off. The need to change the operating mode of the PID controller 21 APCS determines when one of the extreme positions of the working body of the KR 12 is reached. The occurrence of such a situation requires a change in the operating mode of the installation, which is implemented, in accordance with the requirements of the technological regulations for its operation, by a controlled change in the operating parameters of the KR of the gas flow in the installation and fixing them until the need for the next cycle of changing the parameters of its operation is identified. It is these requirements that determine the operation algorithm of this controller, which is given by the relation:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Тзад_рег - уставка температуры, значение которой непрерывно формирует ПИД-регулятор 21 для ПИД-регулятора 23.where T set _ reg is the temperature setting, the value of which is continuously generated by the PID controller 21 for the PID controller 23.

Формирование уставки ПИД-регулятор 23 осуществляет, сравнивая параметры фактической плотности ρфакт, сигнал 16 которой поступает на его вход обратной связи PV, и сигнала 17 задания (уставки) плотности ρзад НТК, сигнал которой поступает на его вход задания SP из АСУ ТП. Разрешение и запрещение подачи сигнала уставки температуры Тзад с выхода CV ПИД-регулятора 21 на вход задания SP ПИД-регулятора 23 второго каскада осуществляется в периоды, определяемые АСУ ТП по текущим значениям параметров технологического процесса и их ограничениям в соответствии с требованиями технологического регламента установки. Это переключение АСУ ТП осуществляет путем подачи сигналов логический «ноль» и/или логическая «единица» на вход 19 StartAStop ПИД-регулятора 21 второго каскада, что гарантирует безынерционность переключения на поиск нового режима работы установки, его фиксацию и возможность непрерывного контроля работоспособности второго каскада ПИД-регуляторов.The PID controller 23 generates the setpoint by comparing the parameters of the actual density ρ fact , the signal 16 of which is fed to its feedback input PV, and the signal 17 of the task (setpoint) of the density ρ ass NTK, the signal of which is fed to its input of the task SP from the process control system. Permission and prohibition of the signal of the temperature setpoint Tset from the output CV of the PID controller 21 to the input of the setting SP of the PID controller 23 of the second stage is carried out in periods determined by the automatic process control system according to the current values of the process parameters and their limitations in accordance with the requirements of the technological schedule of the installation. This switching of the automated process control system is carried out by applying logical "zero" and / or logical "one" signals to the input 19 StartAStop of the PID controller 21 of the second stage, which guarantees the inertia of switching to the search for a new mode of operation of the installation, its fixation and the possibility of continuous monitoring of the performance of the second stage PID controllers.

Значение сигнала уставки температуры Гзад в низкотемпературном сепараторе должно удовлетворять условиям технологического регламента установки, которые задают в виде допустимого диапазона температурThe value of the temperature setpoint signal Г set in the low-temperature separator must satisfy the conditions of the plant’s technological regulations, which are set in the form of an allowable temperature range

>Т >Т>T >T

Тверх≥Тзад≥Тниж,T top ≥T back ≥T bottom ,

где Тверх и Тниж - максимальная и минимальная допустимая температура в низкотемпературном сепараторе.where T top and T bottom are the maximum and minimum allowable temperatures in the low-temperature separator.

Перед запуском установки в эксплуатацию обслуживающий персонал устанавливает значение Тзад, близкое к середине допустимого диапазона ее изменения.Before the plant is put into operation, the maintenance personnel sets the value of T spec close to the middle of the allowable range of its change.

При запуске установки в работу АСУ ТП 3 подает на вход StartAStop ПИД-регулятора 21 сигнал 19 логический «ноль» и налагает запрет на подачу сигнала вырабатываемой им уставки с его выхода CV на вход SP ПИД-регулятора 23. В результате на выходах CV ПИД-регуляторов 21 и 23, объединенных в каскад, значение управляющего сигнала будет равно нулю. В этом случае плотность НТК в ДГ 7 поддерживает каскад ПИД-регуляторов 20 и 22 следующим образом.When the plant is started up, the process control system 3 sends a logical “zero” signal 19 to the StartAStop input of the PID controller 21 and prohibits the signal of the setpoint generated by it from its CV output to the SP input of the PID controller 23. As a result, the PID controller 23 outputs CV regulators 21 and 23, combined in a cascade, the value of the control signal will be zero. In this case, the NTC density in the DG 7 supports the cascade of PID controllers 20 and 22 as follows.

Первоначальное значение плотности ρзад НТК задает обслуживающий персонал как уставку - сигнал 17, которую подают на вход задания SP ПИД-регулятора 20, а на вход обратной связи PV данного ПИД-регулятора подают сигнал 16 значения фактической плотности ρфакт НТК, поступающее с датчика измерения плотности 14. В результате их обработки ПИД-регулятор 20 на своем выходе CV формирует значение уставки давления Рзад, которое необходимо поддерживать в ДР 7, чтобы значение ρфакт совпадало со значением ρзад. Эту уставку Рзад ПИД-регулятор 20 подает со своего выхода CV на вход задания SP ПИД-регулятора 22. На вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора подают сигнал 15 фактического значения давления Рфакт с датчика давления 6, установленного в ДР 7. В результате на выходе CV ПИД-регулятор 22 формирует сигнал 24 управления степенью открытия/закрытия клапана-регулятора 12. Эта операция приводит к уменьшению/увеличению выделения «легких» фракций из НТК, в результате чего система управляет его плотностью и поддерживает ее значение, соответствующее заданному ρзад.The initial value of the density ρ ass NTK sets the service personnel as a setpoint - signal 17, which is fed to the input of the task SP of the PID controller 20, and the signal 16 of the actual density value ρ actual NTK coming from the measurement sensor is fed to the feedback input PV of this PID controller density 14. As a result of their processing, the PID controller 20 at its output CV generates the value of the pressure setpoint P ass , which must be maintained in the DR 7 so that the value of ρ fact coincides with the value of ρ ass . The PID controller 20 supplies this setpoint P setpoint from its output CV to the setpoint input SP of the PID controller 22. The signal 15 of the actual pressure value Pfact from the pressure sensor 6 installed in the DR 7 is fed to the feedback input PV of the same PID controller. As a result, at the CV output, the PID controller 22 generates a signal 24 to control the degree of opening/closing of the valve-regulator 12. This operation leads to a decrease/increase in the release of “light” fractions from the LTC, as a result of which the system controls its density and maintains its value corresponding to given ρ ass .

В процессе работы установки при изменении режима работы скважин, образовании гидратных отложений на стенках ТО, возникновении залповых выбросов пластовой воды и т.д., возможна ситуация, когда рабочий орган КР 6 достигнет своего крайнего положения (закрытого либо открытого). В такой ситуации АСУ ТП 3 установки включает в работу второй каскад, состоящий из ПИД-регуляторов 21 и 23, который управляет изменением задания (уставки) Тзад поддержания температуры в низкотемпературном сепараторе 11 с помощью КР 10. Для этого АСУ ТП 3 подает на вход StartAStop ПИД-регулятора 21 сигнал 19 логическая «единица» и разрешает его работу.During operation of the unit, when the operating mode of the wells changes, hydrate deposits form on the walls of the TO, volleys of produced water occur, etc., a situation is possible when the working body of the KR 6 reaches its extreme position (closed or open). In such a situation, the automated process control system 3 of the installation turns on the second stage, consisting of PID controllers 21 and 23, which controls the change in the task (setpoint) T setpoint for maintaining the temperature in the low-temperature separator 11 using KR 10. To do this, the automated process control system 3 inputs StartAStop PID controller 21 signal 19 logic "one" and enables its operation.

На вход задания SP ПИД-регулятора 21 постоянно поступает сигнал 17 уставки значения плотности ρзад НТК, а на вход обратной связи PV это же ПИД-регулятора 21 поступает сигнал 16 значения фактической плотности ρфакт НТК, измеряемой датчиком плотности 14. Сравнивая эти сигналы, ПИД-регулятор 21 на своем выходе CV формирует сигнал значения уставки температуры Тзад, которую необходимо поддерживать в низкотемпературном сепараторе 11. Сигнал этой уставки ПИД-регулятор 21 подает на вход задания SP ПИД-регулятора 23. На вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора 23 подают сигнал 18 фактической температуры Тфакт измеряемой датчиком 9, установленным в сепараторе 11. В результате на выходе CV ПИД-регулятор 23 формирует сигнал управления 25 степенью открытия/закрытия КР 10, выполняющего роль штуцера. Эта операция вызывает уменьшение/увеличение выделения «легких» фракций из газоконденсатной смеси в низкотемпературном сепараторе, в результате чего плотность НТК будет соответствовать заданной ρзад.The signal 17 of the density value setpoint ρ set NTC is constantly supplied to the input of the SP task of the PID controller 21, and the signal 16 of the actual density value ρ fact of the NTC, measured by the density sensor 14, is fed to the feedback input PV of the same PID controller 21. Comparing these signals, The PID controller 21, at its output CV, generates a signal of the temperature setpoint T setpoint , which must be maintained in the low-temperature separator 11. The PID controller 21 sends this setpoint signal to the setpoint input SP of the PID controller 23. The feedback input PV of the same PID controller The controller 23 sends a signal 18 of the actual temperature T measured by the sensor 9 installed in the separator 11. As a result, at the output CV, the PID controller 23 generates a control signal 25 for the degree of opening/closing of the CR 10, which acts as a fitting. This operation causes a decrease/increase in the selection of "light" fractions from the gas condensate mixture in the low-temperature separator, as a result of which the density of the NTC will correspond to a given ρ ass .

Далее, учитывая крайнее положение рабочего органа КР 12 каскада поддержания давления в ДР 7, АСУ ТП изменяет значение температуры уставки Тзад так, чтобы рабочий орган КР 12 каскада поддержания давления в ДР 7 снова оказался в среднем положении, а если этого не возможно достичь, тогда максимально приближенно к этому положению. После этого АСУ ТП фиксирует значение найденной уставки температуры Тзад, которую необходимо поддерживать в низкотемпературном сепараторе 11, и подает на вход StartAStop ПИД-регулятора 21 сигнал 19 логический «ноль», налагая запрет на его работу. В результате все управление по поддержанию давления в ДР 7, и, следовательно, заданной плотности НТК, подаваемого в МКП, опять переходит к каскаду поддержания давления в ДР 7. И этот режим работы будет длиться до тех пор, пока рабочий орган КР 12 вновь не окажется в одном из крайних положений. После этого описанный цикл восстановления управления процессом посредством поддержания давления в ДР 7 повторяется.Further, taking into account the extreme position of the working body of the KR 12 of the pressure maintenance cascade in the DR 7, the automated process control system changes the temperature value of the setpoint T set so that the working body of the KR 12 of the pressure maintenance cascade in the DR 7 is again in the middle position, and if this cannot be achieved, then as close as possible to this position. After that, the automated process control system fixes the value of the found temperature setpoint T ass , which must be maintained in the low-temperature separator 11, and sends a logical "zero" signal 19 to the StartAStop input of the PID controller 21, imposing a ban on its operation. As a result, all control for maintaining pressure in the DR 7, and, consequently, the given density of the NTC supplied to the MCP, again passes to the pressure maintenance cascade in the DR 7. And this mode of operation will last until the working body of the CR 12 again will be in one of the extreme positions. After that, the described cycle of restoration of process control by maintaining pressure in the DR 7 is repeated.

АСУ ТП при подаче сигнала логическая «единица» на вход StartAStop первого ПИД-регулятора 21 второго каскада формирует сообщение оператору о переходе установки на поиск нового режима работы. После окончания перехода на новый режим работы АСУ ТП подает сигнал логический «ноль» на вход StartAStop этого же ПИД-регулятора 21 и формирует сообщение оператору о значениях новых технологических параметров режима работы установки и фиксирует их в своей базе данных.The automated process control system, when a logical “one” signal is applied to the StartAStop input of the first PID controller 21 of the second stage, generates a message to the operator about the transition of the installation to the search for a new operating mode. After the end of the transition to a new operating mode, the process control system sends a logical "zero" signal to the StartAStop input of the same PID controller 21 and generates a message to the operator about the values of the new technological parameters of the plant operating mode and fixes them in its database.

Возможен случай, когда рабочие органы КР 10 и КР 12 одновременно достигнут своих крайних положений (закрытого либо открытого), тогда АСУ ТП 3 установки формирует сообщение оператору о невозможности достижения заданной плотности НТК, подаваемого в МКП, и рекомендует принять решение об изменении режима работы установки.It is possible that the working bodies of KR 10 and KR 12 simultaneously reach their extreme positions (closed or open), then the APCS 3 of the unit generates a message to the operator about the impossibility of achieving the specified density of the NTK supplied to the MCP, and recommends making a decision to change the operating mode of the unit .

Настройку данных ПИД-регуляторов проводит обслуживающий персонал в момент запуска системы в работу под конкретные условия добычи согласно методу, изложенному, например, в «Энциклопедии АСУ ТП», п. 5.5, ПИД-регулятор. Ресурс: http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#H.andTuning.These PID controllers are tuned by maintenance personnel at the time the system is put into operation for specific production conditions according to the method described, for example, in the Encyclopedia of Process Control Systems, clause 5.5, PID controller. Resource: http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#H.andTuning.

Способ автоматического поддержания плотности НТК, подаваемого в МКП, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах Крайнего Севера, реализован в ПАО «Газпром» ООО «Газпром добыча Ямбург» на Заполярном газоконденсатном месторождении на установках комплексной подготовки газа 1В и 2В. Реализация способа наиболее эффективна в период, когда пластовой энергии месторождения достаточно для его эксплуатации с использованием эффекта дросселирования Джоуля-Томпсона. Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях РФ.A method for automatically maintaining the density of the NTC supplied to the MCP at low-temperature gas separation units in the Far North regions was implemented at Gazprom PJSC Gazprom dobycha Yamburg LLC at the Zapolyarnoye gas condensate field at 1V and 2V complex gas treatment units. The implementation of the method is most effective during the period when the formation energy of the field is sufficient for its exploitation using the Joule-Thompson throttling effect. The results of operation showed its high efficiency. The claimed invention can be widely used in other existing and newly developed gas condensate fields of the Russian Federation.

Применение данного способа позволяет повышать качества принятых решений на установке путем исключения человеческого фактора из управления технологическим процессом поддержания плотности НТК, подаваемого в МКП, с учетом норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки для условий Крайнего Севера. Благодаря этому практически исключается риск образования газовых пробок и их скоплений в МГП и, соответственно, повышается надежность его эксплуатации, снижается вероятность риска возникновения осложнений и аварий в конденсатопроводе, которые могут привести к серьезным экологическим, людским и материальным потерям.The use of this method makes it possible to improve the quality of the decisions made at the installation by eliminating the human factor from the control of the technological process of maintaining the density of the NTC supplied to the MCP, taking into account the norms and restrictions provided for by the technological regulations of the installation for the conditions of the Far North. This virtually eliminates the risk of gas plugs and their accumulation in the MGP and, accordingly, increases the reliability of its operation, reduces the risk of complications and accidents in the condensate pipeline, which can lead to serious environmental, human and material losses.

Claims (7)

1. Способ автоматического поддержания плотности нестабильного газового конденсата, подаваемого в магистральный конденсатопровод - МКП, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах Крайнего Севера, включающий блок низкотемпературной сепарации газа, состоящий из входной линии установки, сепаратора первой ступени сепарации газа, рекуперативных теплообменников «газ-газ» и «газ-конденсат», клапана регулятора - КР расхода газа по установке, низкотемпературного сепаратора газа, который осуществляет очистку поступающей газоконденсатной смеси от механических примесей, разделение ее на газ и смесь нестабильного газового конденсата - НТК с водным раствором ингибитора - ВРИ, и направляет эту смесь в дегазатор-разделитель - ДР, из которого ВРИ отводят на регенерацию ингибитора в цех регенерации ингибитора, НТК подают в МКП, а газ выветривания направляют в компрессор газов выветривания для закачки в магистральный газопровод - МГП совместно с газом, осушаемом в этом блоке, а ведущая эти процессы автоматизированная система управления технологическими процессами - АСУ ТП установки контролирует датчиком плотности плотность ρфакт НТК, подаваемого в МКП, и датчиком давления - давление газа выветривания Рфакт в ДР, из которого этот газ отводят через КР, регулирующий давление в ДР, и управляемый каскадом, состоящим из двух пропорционально-интегрально-дифференцирующих - ПИД-регуляторов, реализованных на базе АСУ ТП установки, на вход задания SP первого из которых АСУ ТП подает сигнал значения уставки плотности ρзад НТК, необходимой для работы системы, значение которой устанавливает обслуживающий персонал установки перед ее запуском в работу, а на вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора подают сигнал значения фактической плотности ρфакт с датчика плотности НТК, сравнивая которые он формирует на своем выходе CV сигнал уставки значения давления Рзад, которое обеспечит достижение необходимой плотности НТК на выходе ДР, и подает ее на вход задания SP второго ПИД-регулятора каскада поддержания давления в ДР, а на вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора подают сигнал фактического значения давления Рфакт с датчика давления, установленного в ДР, сравнивая которые данный ПИД-регулятор на своем выходе CV формирует управляющий сигнал для этого КР, поддерживая необходимое давление газа в ДР, отличающийся тем, что плотность НТК, подаваемого в МКП, автоматически поддерживают два каскада ПИД-регуляторов, первый из которых, после включения установки в работу, регулирует давление газа в ДР с помощью КР, установленного на его выходе, поддерживая заданную плотность НТК, который направляют в МКП, при первоначальной уставке температуры в низкотемпературном сепараторе Тзад, близкой к середине значений ее допустимого диапазона изменения и устанавливаемой обслуживающим персоналом установки перед ее запуском в работу в соответствии с технологическим регламентом, используя соотношение1. A method for automatically maintaining the density of unstable gas condensate supplied to the main condensate pipeline - MCP, at low-temperature gas separation plants in the Far North, including a low-temperature gas separation unit, consisting of an inlet line of the installation, a separator of the first stage of gas separation, recuperative heat exchangers "gas- gas" and "gas-condensate", a regulator valve - gas flow control valve for the installation, a low-temperature gas separator that cleans the incoming gas condensate mixture from mechanical impurities, separates it into gas and a mixture of unstable gas condensate - NTK with an aqueous solution of inhibitor - VRI, and sends this mixture to the degasser-separator - DR, from which the VRI is taken for inhibitor regeneration to the inhibitor regeneration shop, the NTC is fed to the MCP, and the weathering gas is sent to the weathering gas compressor for injection into the main gas pipeline - MGP together with the gas dried in this block, and leading these processes automated process control system - automated process control system of the installation controls the density ρ fact of the NTC supplied to the MCP with a density sensor and the pressure sensor - weathering gas pressure P fact in the DR, from which this gas is removed through the CR, which regulates the pressure in the DR, and is controlled by a cascade , consisting of two proportional-integral-differentiating - PID controllers implemented on the basis of the automated process control system of the installation, to the input of the task SP of the first of which the automated process control system sends a signal of the value of the density setpoint ρ set NTK , necessary for the operation of the system, the value of which is set by the operating personnel of the installation before it is put into operation, and the feedback input PV of the same PID controller is fed with a signal of the actual density value ρ fact from the NTK density sensor, comparing which it generates at its output CV a signal of the pressure value setpoint Р zad , which will ensure the achievement of the required density of the NTK at the output of the DR, and feeds it to the input of the task SP of the second PID controller cascade of maintaining pressure in the DR, and the feedback input PV of the same PID controller is fed with a signal of the actual pressure value P fact from the pressure sensor installed in the DR, comparing which this PID controller at its output CV generates a control signal for this RC, maintaining the required gas pressure in the DR, characterized in that the density of the NTC supplied to the MCP is automatically supported by two cascades of PID controllers, the first of which, after the unit is put into operation, regulates the gas pressure in the DR using the KR installed at its outlet, maintaining the given density of the NTC, which is sent to the MCP, at the initial temperature setpoint in the low-temperature separator Tass close to the middle of the values of its allowable range of change and set by the operating personnel of the installation before it is put into operation in accordance with the technological schedule, using the ratio Тверх≥Тзад≥Тниж,T top ≥T back ≥T bottom , где Тверх и Тниж - максимальная и минимальная допустимая температура в низкотемпературном сепараторе, и далее АСУ ТП ведет управление процессом до тех пор, пока рабочий орган КР первого каскада регулирования давления газа в ДР не достигнет одного из своих крайних положений, и в этот момент АСУ ТП дает разрешение второму каскаду, состоящему из двух ПИД-регуляторов, также реализованных на базе АСУ ТП установки, выработать новое значение задания - уставки Тзад поддержания температуры в низкотемпературном сепараторе для новых текущих условий функционирования установки в рамках требований ее технологического регламента с помощью КР расхода газа по установке, выполняющего роль штуцера на входе низкотемпературного сепаратора, таким образом, чтобы рабочий орган КР поддержания давления в ДР, регулирующий плотность НТК, перешел в среднее положение или близкое к середине разрешенного диапазона его перемещений, после чего АСУ ТП фиксирует найденное значение уставки Тзад и запрещает работу второму каскаду ПИД-регуляторов, и этот режим работы будет длиться до тех пор, пока рабочий орган КР первого каскада ПИД-регуляторов, регулирующих давление в ДР, вновь не окажется в одном из своих крайних положений, и такой режим работы с разрешением и запрещением функционирования второго каскада ПИД-регуляторов АСУ ТП осуществляет сменой на входе StartAStop первого ПИД-регулятора каскада путем подачи сигнала логический «ноль» и логическая «единица», реализуя алгоритм, определяемый соотношением:where T top and T bottom are the maximum and minimum allowable temperatures in the low-temperature separator, and then the process control system controls the process until the working body of the CR of the first gas pressure control cascade in the DR reaches one of its extreme positions, and at this moment The APCS gives permission to the second cascade, consisting of two PID controllers, also implemented on the basis of the APCS of the plant, to develop a new setting value - the setpoint Tset for maintaining the temperature in the low-temperature separator for the new current operating conditions of the plant within the requirements of its technological schedule using the CR gas flow through the installation, acting as a fitting at the inlet of the low-temperature separator, so that the working body of the KR for maintaining pressure in the DR, which regulates the density of the LTC, moves to the middle position or close to the middle of the allowed range of its movements, after which the automated process control system fixes the found setpoint value T ass and prohibits the work of the second th cascade of PID controllers, and this mode of operation will last until the working body of the CR of the first cascade of PID controllers that regulate pressure in the DR again finds itself in one of its extreme positions, and this mode of operation with the permission and prohibition of operation of the second cascade of PID controllers, the APCS performs by changing the first PID controller of the cascade at the StartAStop input by applying a logical “zero” and a logical “one” signal, implementing the algorithm determined by the relation:
Figure 00000003
Figure 00000003
 где Тзад_рег. - уставка температуры, значение которой непрерывно формирует первый ПИД-регулятор каскада, вырабатывающий текущее задание (уставку) поддержания температуры в низкотемпературном сепараторе по параметрам фактической плотности ρфакт, сигнал которой поступает на его вход обратной связи PV, и задания (уставки) плотности ρзад НТК, сигнал которой поступает на его вход задания SP, а разрешение и запрещение подачи сигнала этой уставки на вход задания SP второго ПИД-регулятора каскада осуществляется в периоды, определяемые АСУ ТП по текущим значениям параметров технологического процесса и их ограничениям в соответствии с требованиями технологического регламента установки путем использования сигналов логический «ноль» и логическая «единица», что гарантирует безынерционность переключения на поиск нового режима работы установки, его фиксацию и возможность непрерывного контроля работоспособности второго каскада ПИД-регуляторов.where T set_reg. - temperature setpoint, the value of which is continuously generated by the first PID controller of the cascade, which generates the current task (setpoint) for maintaining the temperature in the low-temperature separator according to the parameters of the actual density ρ fact , the signal of which is fed to its feedback input PV, and the density task (setpoint) ρset NTK, the signal of which is fed to its input of the SP task, and the permission and prohibition of the signal of this setpoint to the input of the SP task of the second PID controller of the cascade is carried out in periods determined by the process control system for the current values of the process parameters and their limitations in accordance with the requirements of the technological regulation installation by using the logical "zero" and logical "one" signals, which guarantees the inertia of switching to the search for a new operating mode of the installation, its fixation and the possibility of continuous monitoring of the operability of the second stage of PID controllers. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что АСУ ТП при подаче сигнала логическая «единица» на вход Start\Stop первого ПИД-регулятора второго каскада формирует сообщение оператору о переходе установки на поиск нового режима работы, а по окончании перехода, после подачи сигнала логический «ноль» на вход StartAStop этого же ПИД-регулятора, формирует сообщение оператору о значениях новых технологических параметров режима работы установки и сохраняет их значения в своей базе данных.2. The method according to claim 1, characterized in that the process control system, when a logical “one” signal is applied to the Start \ Stop input of the first PID controller of the second stage, generates a message to the operator about the transition of the installation to the search for a new operating mode, and at the end of the transition, after applying a logical "zero" signal to the StartAStop input of the same PID controller, generates a message to the operator about the values of the new technological parameters of the plant operation mode and saves their values in its database. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что АСУ ТП установки формирует сообщение оператору о невозможности достижения заданной плотности ρзад НТК, подаваемого в МКП в случае, когда рабочие органы КР обоих каскадов ПИД-регуляторов одновременно достигнут своих крайних положений, закрытого либо открытого, и рекомендует принять решение об изменении режима работы установки.3. The method according to claim 1, characterized in that the automated process control system of the installation generates a message to the operator about the impossibility of achieving the specified density ρ ass NTC supplied to the MCP in the case when the working bodies of the KR of both cascades of PID controllers simultaneously reach their extreme positions, closed or open, and recommends making a decision to change the operating mode of the installation.
RU2021116080A 2021-06-02 2021-06-02 Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north RU2768443C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116080A RU2768443C1 (en) 2021-06-02 2021-06-02 Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116080A RU2768443C1 (en) 2021-06-02 2021-06-02 Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2768443C1 true RU2768443C1 (en) 2022-03-24

Family

ID=80819365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021116080A RU2768443C1 (en) 2021-06-02 2021-06-02 Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2768443C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005109140A1 (en) * 2004-04-21 2005-11-17 Fisher Controls International Llc Method and apparatus for operating a control valve by means of a control loop and performing diagnostics of the same
RU2692164C1 (en) * 2018-10-08 2019-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to the main condensate line, using the air cooling apparatus, at the units of low-temperature gas separation in areas of the far north
RU2697208C1 (en) * 2018-10-08 2019-08-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to main condensate line, using turboexpander unit, in installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
RU2700310C1 (en) * 2018-10-08 2019-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate, supplied to main condensate line, at installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
RU2736136C1 (en) * 2020-03-24 2020-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of gas condensate supply process into main condensate line

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005109140A1 (en) * 2004-04-21 2005-11-17 Fisher Controls International Llc Method and apparatus for operating a control valve by means of a control loop and performing diagnostics of the same
RU2692164C1 (en) * 2018-10-08 2019-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to the main condensate line, using the air cooling apparatus, at the units of low-temperature gas separation in areas of the far north
RU2697208C1 (en) * 2018-10-08 2019-08-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to main condensate line, using turboexpander unit, in installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
RU2700310C1 (en) * 2018-10-08 2019-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate, supplied to main condensate line, at installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
RU2736136C1 (en) * 2020-03-24 2020-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of gas condensate supply process into main condensate line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2680532C1 (en) Method for automatic support of the temperature mode of technological processes with the use of turboexpander aggregate on the installation of low-temperature gas separation under the far north conditions
RU2697208C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to main condensate line, using turboexpander unit, in installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
RU2700310C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate, supplied to main condensate line, at installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
US6085546A (en) Method and apparatus for the partial conversion of natural gas to liquid natural gas
RU2692164C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to the main condensate line, using the air cooling apparatus, at the units of low-temperature gas separation in areas of the far north
JP2017520704A (en) Pressure regulator for gas supply system of gas turbine equipment
NO317035B1 (en) Process and apparatus for regulating production and temperature in a mixed refrigerant LNG plant
RU2709044C1 (en) Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north
RU2709119C1 (en) Method for optimizing the process of washing the inhibitor from unstable gas condensate at low-temperature gas separation plants
RU2768443C1 (en) Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north
CN105567363A (en) Natural gas dewaxing, dehydration and dehydrocarbon device and method
US11402154B1 (en) Fuel gas conditioning
RU2775126C1 (en) Method for automatically maintaining the density of unstable gas condensate at the output of low-temperature gas separation units of the northern petroleum and gas condensate fields of the russian federation
Butz et al. Dynamic behavior of an absorption heat pump
AU2015263777B2 (en) Method for expanding a gas flow and device thereby applied
RU2768442C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate using air cooling devices in installations for low-temperature gas separation of northern oil and gas condensate fields of the russian federation
RU2768837C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate using turbo-expander units at outlet of low-temperature gas separation units of northern oil and gas condensate fields of the russian federation
RU2781231C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the russian federation
RU2755099C1 (en) Method for automatic control of low-temperature gas separation at oil and gas condensate fields in the north of the russian federation
CN110567205A (en) Siphon oil cooling system of screw parallel compressor unit
RU2756965C1 (en) Method for automatic maintenance of temperature mode of installation of low temperature gas separation by adiabatic expansion, air cooling devices and/or their combination
CN110220322A (en) Energy saving ultralow temperature precision temperature control heat-exchange system
RU2756966C1 (en) Method for automatically maintaining the temperature regime of technological processes of low-temperature gas separation installation by turbo expanding unit in the conditions of north of russian federation
RU2782988C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the extreme north of the russian federation
RU2743726C1 (en) Method for optimizing the process of washing the inhibitor from unstable gas condensate at low-temperature gas separation plants of oil-and-gas condensate fields in the north of the russian federation