RU2781231C1 - Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the russian federation - Google Patents

Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the russian federation Download PDF

Info

Publication number
RU2781231C1
RU2781231C1 RU2022106782A RU2022106782A RU2781231C1 RU 2781231 C1 RU2781231 C1 RU 2781231C1 RU 2022106782 A RU2022106782 A RU 2022106782A RU 2022106782 A RU2022106782 A RU 2022106782A RU 2781231 C1 RU2781231 C1 RU 2781231C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
condensate
temperature
installation
mixture
Prior art date
Application number
RU2022106782A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Владимирович Моисеев
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"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Application granted granted Critical
Publication of RU2781231C1 publication Critical patent/RU2781231C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of production and preparation of gas and gas condensate for long-distance transport. A method for automatic control of a low-temperature gas separation unit (hereinafter referred to as the unit) operating in the conditions of the north of the Russian Federation includes preliminary cleaning of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities with the separation of unstable gas condensate (UGC) and an aqueous inhibitor solution (AIS) in the separator of the first separation stage, after whereby the mixture of UGC and AIS from the bottom part of this separator is diverted to a liquid separator (LS), and the gas condensate mixture from the outlet of the separator of the first separation stage is divided into two streams and cooled in the first sections of recuperative heat exchangers (HE) "gas-gas" "gas- condensate". The flow entering the “gas-condensate” HT goes through the gas condensate mixture flow rate control valve (CV), which controls its flow, ensuring that the specified temperature of the oil and gas complex is maintained at the outlet of the second section of the “gas-condensate” HT, and then the flows leaving of the first sections of the HE "gas-gas" and HE "gas-condensate", are combined and fed through the CV, which acts as a controlled gearbox, on which the adiabatic expansion of the gas condensate mixture is carried out, and sent to a low-temperature separator equipped with a temperature sensor, where the final separation of the gas condensate is carried out mixture for dried gas and a mixture of UGC with AIS, which is fed from the bottom part of the low-temperature separator to the inlet of the second section of the HE "gas-condensate" and then to the LS, in which UGC, AIS and weathering gas are separated, after which UGC is fed using a pump unit into the main condensate pipeline - MGP, the flow of released gas - the weathering gas from the LS is transported for disposal or compression and supply to the main gas pipeline - MGP, AIS is sent to the inhibitor regeneration shop, and the cold dried gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the HE "gas-gas", and the second - to the bypass of this section, equipped with a gas flow rate control valve, which changes the ratio of the gas flows passing through the HE and the bypass, providing real-time correction of the gas temperature to the set values ​​required by the technological schedule of the installation when gas is supplied to the MGP. From the moment the plant is put into operation, the automated process control system (APCS) implements its operation mode using the initially set values ​​of the settings of the controlled parameters, which are entered into the database - the APCS database before the plant is put into operation. As soon as the automated process control system detects that one of the controlled parameters goes beyond the established limits, violating the technological operation schedule of the unit, the automated process control system step by step changes the setting value of the flow rate plan for the produced gas condensate mixture QGCM_PLAN according to the installation by the value ΔQGCM_PLAN in the interval determined by the inequality Qmin_GCM≤ QGCM_PLAN≤Qmax_GCM, where Qmin_GCM is the minimum allowable, and Qmax_GCM is the maximum allowable flow rate of the produced gas condensate mixture at the installation. This change in the setpoint of the APCS is carried out in the direction that ensures the elimination of the detected violation, and after each step it keeps the process control mode of the installation with a new setpoint value for a certain time interval. If the values ​​of the other controlled parameters of the technological process during this time return within the limits of permissible variations established for them, then the process control system fixes this value of the new setpoint of the produced gas condensate mixture flow rate as a working one and generates a message to the operator about the automatic change of the operating mode and its new characteristics, and further, the automated process control systems implement the newly selected operating mode of the installation. Otherwise, the APCS changes the setpoint value by one more step in the same direction.
EFFECT: increasing the reliability of operation of the plant and the efficiency of the process of preparing gas and gas condensate for long-distance transport.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи и подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту, в частности, к автоматическому поддержанию температурного режима технологических процессов установки низкотемпературной сепарации газа (далее установка), работающей в условиях севера РФ.The invention relates to the field of production and preparation of gas and gas condensate for long-distance transport, in particular, to automatic maintenance of the temperature regime of technological processes of a low-temperature gas separation unit (hereinafter referred to as the plant) operating in the conditions of the north of the Russian Federation.

Известен способ автоматизации установки низкотемпературной сепарации газа [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.], который обеспечивает поддержание температуры сепарации на установке с помощью клапана-регулятора (КР), изменяющего расход холодного газа, отводимого от низкотемпературного сепаратора через теплообменник.A known method of automating the installation of low-temperature gas separation [see, for example, page 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 pp.], which maintains the separation temperature at the installation using a control valve (KR), which changes the flow of cold gas discharged from the low-temperature separator through a heat exchanger.

Недостатком данного способа является то, что поддержание температурного режима на установке регулируется количеством проходящего холодного газа через теплообменник, что может вызвать значительные колебания температуры осушенного газа, подаваемого в магистральный газопровод (МГП). Соответственно, отсутствует контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа и нестабильного газового конденсата (НГК), подаваемых в МГП и магистральный конденсатопровод (МКП) с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов на севере РФ [см., например, стр. 33-34, Ананенков А.Г., Ставкин Г.П., Андреев О.П., Арабский А.К., Салихов З.С., Талыбов Э.Г. АСУ ТП газопромысловых объектов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 343 с.: ил.; стр. 19; Дмитриев В.М., Ганджа Т.В. и др. Интеллектуализация управления технологическими процессами на углеводородных месторождениях. Томск: В-Спектр, 2012. - 212 с.]. Кроме этого, изменение режима работы установки осуществляется вручную, что увеличивает вероятность принятия обслуживающим персоналом ошибочных действий, также возрастает инерционность реакции управления процессом на возмущающие факторы, влияющие на ход процесса подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту.The disadvantage of this method is that maintaining the temperature regime at the plant is controlled by the amount of cold gas passing through the heat exchanger, which can cause significant fluctuations in the temperature of the dried gas supplied to the main gas pipeline (MGP). Accordingly, there is no control and maintenance of the required temperature of dried gas and unstable gas condensate (OGC) supplied to the MGP and the main condensate pipeline (MCP) in order to protect permafrost soils from thawing during underground pipeline laying in the north of the Russian Federation [see, for example, p. 33 -34, Ananenkov A.G., Stavkin G.P., Andreev O.P., Arabsky A.K., Salikhov Z.S., Talybov E.G. Automatic process control system for gas production facilities. - M.: Nedra-Businesscenter LLC, 2003. - 343 p.: ill.; page 19; Dmitriev V.M., Ganja T.V. and others. Intellectualization of control of technological processes in hydrocarbon deposits. Tomsk: V-Spectrum, 2012. - 212 p.]. In addition, the change in the operating mode of the installation is carried out manually, which increases the likelihood of erroneous actions by the operating personnel, and the inertia of the process control response to disturbing factors that affect the course of the gas and gas condensate preparation process for long-distance transport also increases.

Известен способ автоматического поддержания температурного режима технологических процессов установки низкотемпературной сепарации газа с применением аппаратов воздушного охлаждения в условиях Крайнего Севера [см., патент РФ на изобретения №2685460], включающий в себя предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей, отделение НГК и водного раствора ингибитора (ВРИ) в сепараторе первой ступени сепарации. НГК и ВРИ из кубовой части этого сепаратора отводят в РЖ. Выходящую из сепаратора газоконденсатная смесь разделяют на два потока и охлаждают их в первых секциях рекуперативных теплообменников, далее ТО, «газ-газ» и ТО «газ-конденсат». При этом поток, поступающий в ТО «газ-конденсат» идет через КР расхода газоконденсатной смеси, который регулирует ее расход, обеспечивая поддержание заданной температуры НГК на выходе второй секции ТО «газ-конденсат». Далее потоки объединяют и подают на штуцер-регулятор, проходя который объединенный поток охлаждается за счет адиабатического расширения. Этот поток подают в низкотемпературный сепаратор, в котором осуществляют его окончательное разделение на осушенный газ и смесь НГК с ВРИ, которую отводят в разделитель жидкостей (РЖ) через вторую секцию ТО «газ-конденсат» для дегазации и разделения на фракции. НГК из РЖ подают насосом в МКП, а поток выделенного газа - газ выветривания из РЖ транспортируют для утилизации или компримирования и подачи в МГП, а ВРИ направляют в цех регенерации ингибитора. Холодный осушенный газ, выходящий из низкотемпературного сепаратора, разделяют на два потока, один из которых подают на вход второй секции ТО «газ-газ», а второй - на байпас этой секции, оснащенный КР расхода газа, который изменяет соотношение проходящих потоков газа через ТО и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры осушенного газа, поступающего в МГП.A known method for automatically maintaining the temperature regime of technological processes of a low-temperature gas separation plant using air coolers in the conditions of the Far North [see, RF patent for inventions No. inhibitor (VRI) in the separator of the first separation stage. NGK and VRI from the cubic part of this separator are diverted to the RJ. The gas condensate mixture leaving the separator is divided into two streams and cooled in the first sections of recuperative heat exchangers, then HT, "gas-gas" and HT "gas-condensate". At the same time, the flow entering the “gas-condensate” HT goes through the gas condensate mixture flow rate control valve, which regulates its flow, ensuring that the specified temperature of the oil and gas complex is maintained at the outlet of the second section of the “gas-condensate” HT. Next, the flows are combined and fed to the nozzle-regulator, passing through which the combined flow is cooled due to adiabatic expansion. This stream is fed into a low-temperature separator, in which it is finally separated into dried gas and a mixture of OGK with VRI, which is diverted to a liquid separator (LJ) through the second section of the gas-condensate TO for degassing and separation into fractions. NGK from RJ is pumped into the MCP, and the flow of the released gas - the weathering gas from the RJ is transported for disposal or compression and supply to the MGP, and the VRI is sent to the inhibitor regeneration shop. The cold dried gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the gas-gas TO, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve, which changes the ratio of the gas flows passing through the TO and bypass, providing real-time correction of the temperature of the dried gas entering the MGP.

Недостатком данного способа является то, что его используют на стадии необходимости применения дополнительных источников холода для ведения технологических процессов на установке, когда не хватает энергии пласта.The disadvantage of this method is that it is used at the stage of the need to use additional sources of cold to conduct technological processes at the plant, when there is not enough reservoir energy.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ автоматического поддержания температурного режима установки низкотемпературной сепарации газа [см., например, стр. 112, Б.Ф. Тараненко, В.Т. Герман. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. М., "Недра", 1976 г., 213 с.], который включает автоматическое поддержание заданного значения температуры сепарации на установке путем управления перепадом давления на КР, играющего роль штуцера, установленного на входе в низкотемпературный сепаратор. Управление перепадом давления осуществляют путем коррекции давления на выходе первой ступени редуцирования установки.The closest in technical essence to the claimed invention is a method for automatically maintaining the temperature regime of a low-temperature gas separation unit [see, for example, p. 112, B.F. Taranenko, V.T. Hermann. Automatic control of gas production facilities. M., "Nedra", 1976, 213 S.], which includes automatic maintenance of the set value of the separation temperature at the plant by controlling the pressure drop on the KR, which plays the role of a fitting installed at the inlet to the low-temperature separator. The pressure drop is controlled by correcting the pressure at the outlet of the first reduction stage of the installation.

Существенным недостатком данного способа является то, что этот способ не предусматривает контроль и поддержание заданной температуры осушенного газа/НТК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, с целью защиты вечномерзлых фунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов на севере РФ [см. например, стр. 33-34, Ананенков А.Г., Ставкин Г.П., Андреев О.П., Арабский А.К., Салихов З.С., Талыбов Э.Г. АСУ ТП газопромысловых объектов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 343 с.: ил.; стр. 19, Дмитриев В.М., Ганджа Т.В. и др. Интеллектуализация управления технологическими процессами на углеводородных месторождениях. Томск: В-Спектр, 2012. - 212 с.]. Кроме этого, изменение режима работ установки осуществляют вручную, что не позволяет оперативно реагировать на динамически изменяющийся температурный режим технологических процессов установки и обеспечивать ее эффективную работу с учетом текущих вариаций внешних и внутренних возмущающих факторов, влияющих на ход процесса подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту. Также увеличивается вероятность принятия оперативным персоналом ошибочных действий, которые могут привести к возникновению аварийных ситуаций.A significant disadvantage of this method is that this method does not provide for the control and maintenance of the desired temperature of the dried gas/NTC entering/supplying to the MGP/MKP in order to protect permafrost pounds from thawing during underground laying of pipelines in the north of the Russian Federation [see. for example, pp. 33-34, Ananenkov A.G., Stavkin G.P., Andreev O.P., Arabsky A.K., Salikhov Z.S., Talybov E.G. Automatic process control system for gas production facilities. - M.: Nedra-Businesscenter LLC, 2003. - 343 p.: ill.; p. 19, Dmitriev V.M., Ganja T.V. and others. Intellectualization of control of technological processes in hydrocarbon deposits. Tomsk: V-Spectrum, 2012. - 212 p.]. In addition, the change in the operating mode of the installation is carried out manually, which does not allow you to quickly respond to the dynamically changing temperature regime of the technological processes of the installation and ensure its efficient operation, taking into account current variations in external and internal disturbing factors that affect the course of the process of preparing gas and gas condensate for long-distance transport . It also increases the likelihood of operating personnel taking erroneous actions that can lead to emergencies.

Целью изобретения является повышение качества управления технологическим процессом по поддержанию температурного режима установки, работающей в условиях севера РФ, в рамках норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки, и снижения роли человеческого фактора при управлении технологическим процессом по поддержанию температурного режима установки.The aim of the invention is to improve the quality of process control to maintain the temperature regime of the installation operating in the conditions of the north of the Russian Federation, within the limits and restrictions provided for by the technological regulations of the installation, and to reduce the role of the human factor in the process control to maintain the temperature regime of the installation.

Техническими результатами, достигаемыми от реализации изобретения, является автоматическое поддержание температурного режима технологических процессов установки, работающей в условиях севера РФ с соблюдением технологических норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, с учетом различных режимов ее работы, при котором обеспечивается:The technical results achieved from the implementation of the invention is the automatic maintenance of the temperature regime of the technological processes of the installation operating in the conditions of the north of the Russian Federation in compliance with the technological norms and restrictions provided for by its technological regulations, taking into account the various modes of its operation, which ensures:

- поддержание заданного температурного режима технологических процессов установки, обеспечивающего ее эффективную работу;- maintenance of the specified temperature regime of technological processes of the installation, ensuring its efficient operation;

- контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов.- control and maintenance of the required temperature of the dried gas/NGK, supplied/supplied to the MGP/MKP, in order to protect permafrost soils from thawing during underground laying of pipelines.

Эффективность работы установки определяется значением перепада давления между ее входом и выходом - чем выше перепад давления, тем легче получить в результате дросселирования заданную (минусовую) температуру в низкотемпературном сепараторе установки. Очевидно, что на стадии нарастающей добычи газа месторождения (начальный период его эксплуатации), как правило, наличие высокого давления газа на входе установки позволяет поддерживать заданный режим ее работы за счет пластового давления (энергия пласта). Нежелательное изменение перепада давления между входом и выходом установки может возникать при изменении расхода газа, связанного с колебаниями потребления газа потребителями, при нарушении нормального режима работы фонда скважин, при образовании гидратов в теплообменниках и т.д.The efficiency of the installation is determined by the value of the pressure drop between its inlet and outlet - the higher the pressure drop, the easier it is to obtain the set (minus) temperature in the low-temperature separator of the installation as a result of throttling. It is obvious that at the stage of increasing gas production of the field (the initial period of its operation), as a rule, the presence of high gas pressure at the inlet of the installation allows you to maintain the specified mode of its operation due to reservoir pressure (reservoir energy). An undesirable change in the pressure drop between the inlet and outlet of the installation may occur when the gas flow rate changes due to fluctuations in gas consumption by consumers, when the normal operation of the well stock is disturbed, when hydrates form in heat exchangers, etc.

Изменение перепада давления между входом и выходом установки напрямую влияет на температурный режим работы низкотемпературного сепаратора, для нивелирования отрицательных последствий которого требуется управлять работой установки, регулируя расход газоконденсатной смеси, проходящей через нее с учетом всех упомянутых факторов. В результате можно обеспечить поддержание необходимого температурного режима в низкотемпературном сепараторе.A change in the pressure drop between the inlet and outlet of the installation directly affects the temperature regime of the low-temperature separator, in order to level the negative consequences of which it is necessary to control the operation of the installation by adjusting the flow rate of the gas condensate mixture passing through it, taking into account all the above factors. As a result, it is possible to maintain the required temperature regime in the low-temperature separator.

Как правило, на севере РФ используется подземная прокладка МГП и МКП. При такой прокладке на выходе установки предусматривается круглогодичное охлаждение газа и газового конденсата до температуры -2°С, что исключает растепление многолетнемерзлых просадочных грунтов вокруг МГП и МКП. Такое решение значительно увеличивает надежность эксплуатации магистральных газо- и конденсатопроводов, а также снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций, способных привести к серьезным экологическим, людским и материальным потерям.As a rule, underground laying of MGP and MCP is used in the north of the Russian Federation. With such a laying at the outlet of the installation, year-round cooling of gas and gas condensate to a temperature of -2 ° C is provided, which excludes the thawing of permafrost subsidence soils around the MGP and MCP. This solution significantly increases the reliability of operation of main gas and condensate pipelines, as well as reduces the likelihood of emergencies that can lead to serious environmental, human and material losses.

Установки, расположенные на севере РФ, в зависимости от складывающейся ситуации по подаче добываемой продукции потребителям, реализуют один из трех возможных видов их эксплуатации:Installations located in the north of the Russian Federation, depending on the current situation with the supply of produced products to consumers, implement one of three possible types of their operation:

1. Поддерживает расход добываемой газоконденсатной смеси по установке, если нет пиковых нагрузок по осушенному газу или НГК.1. Supports the flow rate of the produced gas condensate mixture through the installation, if there are no peak loads for dry gas or oil and gas.

2. Поддерживает расход осушенного газа по установке при пиковых нагрузках по его подаче потребителям, например, из-за наступления сильных холодов.2. Supports the flow of dried gas through the installation during peak loads for its supply to consumers, for example, due to the onset of severe cold.

3. Поддерживает расход НГК по установке при пиковых нагрузках по подаче НГК, например, из-за аварий на других промыслах или из-за необходимости увеличения поставок потребителю.3. Supports the plant's OGK consumption during peak OGK supply loads, for example, due to accidents at other fields or due to the need to increase supply to the consumer.

Заявляемый способ обеспечивает автоматический контроль и поддержание заданного температурного режима на установках низкотемпературной сепарации газа, работающих в условиях севера РФ и реализующих первый вид эксплуатации, который предусматривает поддержание расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке. Способ включает поддержание необходимых значений температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, а также температуры в низкотемпературном сепараторе при автоматическом переключении технологического процесса на новый режим работы в случае возникновения такой потребности. Это повышает надежность эксплуатации установки и эффективность процесса подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту.The claimed method provides automatic control and maintenance of a given temperature regime at low-temperature gas separation units operating in the conditions of the north of the Russian Federation and implementing the first type of operation, which involves maintaining the flow rate of the produced gas condensate mixture through the installation. The method includes maintaining the required temperature values of the dried gas/NGK entering/supplying to the MGP/MKP, as well as the temperature in the low-temperature separator with automatic switching of the technological process to a new operating mode in case of such a need. This increases the reliability of operation of the plant and the efficiency of the process of preparing gas and gas condensate for long-distance transport.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа, работающей в условиях севера РФ, включает в себя предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей и отделение смеси НГК и ВРИ в сепараторе первой ступени сепарации. Эту смесь НГК и ВРИ из кубовой части сепаратора отводят в РЖ. Газоконденсатную смесь, выходящую из сепаратора, разделяют на два потока и охлаждают их в первых секциях ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат». Поток, поступающий в ТО «газ-конденсат» идет через КР расхода газоконденсатной смеси, который регулирует ее расход, обеспечивая поддержание заданной температуры смеси НГК и ВРИ на выходе второй секции ТО «газ-конденсат». Далее потоки, выходящие из первых секций ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат» объединяют и подают на вход КР, выполняющий роль управляемого редуктора. На этом редукторе осуществляют адиабатическое расширение газоконденсатной смеси и направляют ее в низкотемпературный сепаратор. В нем осуществляют окончательное разделение газоконденсатной смеси на осушенный холодный газ и смесь НГК с ВРИ. Смесь НГК с ВРИ из кубовой части низкотемпературного сепаратора подают на вход второй секции ТО «газ-конденсат» и далее, в РЖ. В РЖ происходит ее дегазация и разделение на фракции, после чего НГК из РЖ подают насосом в МКП, поток выделенного газа - газ выветривания из РЖ транспортируют для утилизации или компримирования и подачи в МГП, а ВРИ направляют в цех регенерации ингибитора.The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of automatic control of the low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the Russian Federation includes preliminary cleaning of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities and separation of the mixture of OGK and VRI in the separator of the first separation stage. This mixture of NGK and VRI is discharged from the bottom part of the separator into the RJ. The gas condensate mixture leaving the separator is divided into two streams and cooled in the first sections of the "gas-gas" and "gas-condensate" TO. The flow entering the "gas-condensate" HT goes through the gas condensate mixture flow rate control valve, which regulates its flow, ensuring that the specified temperature of the mixture of OGK and VRI is maintained at the outlet of the second section of the "gas-condensate" HT. Further, the flows leaving the first sections of TO "gas-gas" and TO "gas-condensate" are combined and fed to the input of the CR, which acts as a controlled reducer. This reducer performs adiabatic expansion of the gas condensate mixture and sends it to the low-temperature separator. It carries out the final separation of the gas condensate mixture into dried cold gas and a mixture of oil and gas condensate with VRI. A mixture of NGK with VRI from the bottom part of the low-temperature separator is fed to the inlet of the second section of the TO "gas-condensate" and further, to the RJ. In the RJ, it is degassed and separated into fractions, after which the NGK from the RJ is pumped into the MCP, the flow of the released gas - weathering gas from the RJ is transported for disposal or compression and supply to the MGP, and the VRI is sent to the inhibitor regeneration shop.

Холодный осушенный газ, выходящий из низкотемпературного сепаратора, разделяют на два потока, один из которых подают на вход второй секции ТО «газ-газ», а второй - на байпас этой секции, оснащенный КР расхода газа, который изменяет соотношение проходящих потоков газа через ТО и байпас. С помощью этого КР автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) регулирует соотношение потоков осушенного газа, проходящих через вторую секцию ТО «газ-газ» и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры осушенного газа до заданных значений, требуемых технологическим регламентом установки при подаче газа в МГП.The cold dried gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the gas-to-gas TO, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve, which changes the ratio of gas flows passing through the TO and bypass. With the help of this CR, the automated process control system (APCS) regulates the ratio of the dried gas flows passing through the second section of the gas-gas TO and bypass, providing real-time correction of the temperature of the dried gas to the set values required by the technological schedule of the installation at gas supply to MGP.

АСУ ТП с момента запуска установки в эксплуатацию реализует режим ее работы используя первоначально заданные значения уставок контролируемых параметров, которые вводят в базу данных (БД) АСУ ТП перед запуском установки в эксплуатацию. Но как только АСУ ТП обнаружит выход одного из контролируемых параметров за пределы установленных для него границ, нарушающий технологический регламент работы установки, АСУ ТП изменяет на один шаг значение уставки плана расхода добываемой газоконденсатной смеси Qгкс_план по установке. Изменять значение уставки плана добычи разрешается в интервале, определяемом неравенством Qmin_ГКС≤Qгкс_план≤Qmax_ГКС, где Qmin_ГКС минимально допустимое, а Qmax_ГКС максимально допустимое значение расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке. Величину шага изменения ΔQгкс_план назначают из соотношения

Figure 00000001
где n - число допустимых шагов изменения уставки Qгкс_план. Само изменение уставки АСУ ТП осуществляет в направлении, которое определяет возникшее нарушение для его устранения. При этом, после каждого шага АСУ ТП удерживает режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее τconst. Этого времени достаточно для завершения переходных процессов в системе, и оно является индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально. И если остальные контролируемые параметры технологического процесса за это время окажутся в пределах установленных им границ, то АСУ ТП фиксирует это значение в качестве новой уставки плана добычи газоконденсатной смеси по установке и продолжает работать с ней.From the moment the plant is put into operation, the automated process control system implements its operation mode using the initially set values of the settings of the controlled parameters, which are entered into the database (DB) of the automated process control system before the installation is put into operation. But as soon as the APCS detects the output of one of the controlled parameters beyond the limits set for it, violating the technological regulations for the operation of the unit, the APCS changes the value of the setpoint of the flow rate plan for the produced gas condensate mixture Q gks_installation plan by one step. It is allowed to change the production plan setting value in the interval determined by the inequality Q min_GCS ≤Q gks_plan ≤Q max_GKS , where Q min_GKS is the minimum allowable, and Q max_GKS is the maximum allowable flow rate of the produced gas condensate mixture at the installation. The change step size ΔQ gks_plan is assigned from the ratio
Figure 00000001
where n is the number of allowable steps for changing the setpoint Q gks_plan . The change in the APCS setting itself is carried out in the direction that determines the violation that has occurred in order to eliminate it. At the same time, after each step, the APCS maintains the plant process control mode with a new setpoint value for a time interval of at least τ const . This time is sufficient to complete the transient processes in the system, and it is an individual characteristic of the installation, determined experimentally. And if the other controlled parameters of the technological process during this time are within the limits set by it, then the process control system fixes this value as a new setting for the gas condensate mixture production plan for the unit and continues to work with it.

Одновременно АСУ ТП генерирует сообщение оператору об автоматической смене режима работы установки и его новых характеристиках.At the same time, the automated process control system generates a message to the operator about the automatic change of the operating mode of the installation and its new characteristics.

Перед запуском установки в эксплуатацию обслуживающий персонал вводит в АСУ ТП значения уставок контролируемых параметров. Среди них уставка плана добычи газоконденсатной смеси по установке Qгкс_план и значение шага ее изменения ΔQгкс_план. Одновременно вводят границы интервала допустимых изменений уставки от Qmin_ГКС до Qmax_ГКС. Так же вводят уставку температуры в низкотемпературном сепараторе и границы допустимых вариаций ее фактического значения Tнс. Вводят уставку температуры осушенного газа, поступающего в МГП, и границы допустимых вариаций ее фактического значения Тог. Вводят уставку температуры НГК, подаваемого в МКП, и границы допустимых вариаций ее фактического значения Tнгк. Вместе с ними вводят значения предельно допустимого положения рабочих органов КР, управляющего расходом добытой газоконденсатной смеси по установке, и КР, управляющего давлением газоконденсатной смеси, поступающей в низкотемпературный сепаратор, разрешив их перемещение от установленных нижних значений до полностью открыт. И только после этого осуществляют запуск установки в эксплуатацию, технологические процессы которой ведет АСУ ТП. Для этого она использует четыре ПИД-регулятора, построенных на ее базе, каждый из которых с помощью подключенного к нему КР управляет своим параметром.Before the unit is put into operation, the maintenance personnel enters the values of the settings of the controlled parameters into the automated process control system. Among them, the setting of the gas condensate mixture production plan for the installation Q gks_plan and the value of the step of its change ΔQ gks_plan . At the same time, the boundaries of the interval of permissible changes in the setpoint from Q min_GKS to Q max_GKS are introduced . The temperature setting in the low-temperature separator and the limits of permissible variations of its actual value T ns are also entered. Enter the temperature setting of the dried gas entering the MGP, and the boundaries of permissible variations of its actual value T og. Enter the temperature setting of the NGK supplied to the MCP, and the boundaries of permissible variations of its actual value T NGK . Together with them, the values of the maximum allowable position of the working bodies of the CR, which controls the flow of the produced gas condensate mixture through the installation, and the CR, which controls the pressure of the gas condensate mixture entering the low-temperature separator, are entered, allowing their movement from the set lower values to fully open. And only after that, the installation is put into operation, the technological processes of which are carried out by the process control system. To do this, it uses four PID controllers built on its basis, each of which controls its own parameter with the help of a KR connected to it.

АСУ ТП формирует сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин, либо перехода на режим работы установки с подключением аппаратов воздушного охлаждения, либо турбодетандерных агрегатов, в зависимости от сезона года, чтобы обеспечить поступление в систему дополнительного холода, если в режиме коррекции уставки Qгкс_план с помощью КР, установленного на входе установки и управляющего расходом добытой газоконденсатной смеси по установке, будет выявлено то, что: достигнута одна из границ допустимых вариаций расхода добываемой газоконденсатной смеси Qmin_ГКС или Qmax_ГКС; либо рабочий орган этого КР перешел в состояние полностью открыт или достиг минимально допустимого положения.The automated process control system generates a message to the plant operator to make a decision on changing the operating mode of the gas production well clusters, or switching to the operating mode of the plant with the connection of air coolers or turbo-expander units, depending on the season, in order to ensure the supply of additional cold to the system, if in mode adjusting the Qgc_plan setpoint with the help of the CR installed at the unit inlet and controlling the flow rate of the produced gas condensate mixture at the unit, it will be revealed that: one of the limits of permissible variations in the flow rate of the produced gas condensate mixture Q min_GCS or Q max_GCS has been reached ; or the working body of this RC has moved to the fully open state or has reached the minimum allowable position.

На фиг. 1 приведена принципиальная технологическая схема установки и в ней использованы следующие обозначения:In FIG. 1 shows a schematic technological scheme of the installation and the following designations are used in it:

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

2 - КР расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке;2 - KR of the flow rate of the produced gas condensate mixture for the installation;

3 - датчик расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке;3 - flow sensor of the produced gas condensate mixture at the installation;

4 - сепаратор первой ступени сепарации;4 - separator of the first stage of separation;

5 - АСУ ТП установки;5 - automated process control system of the installation;

6 - КР расхода газоконденсатной смеси, проходящий через ТО 8 «газ-конденсат»;6 - KR flow rate of the gas condensate mixture passing through TO 8 "gas-condensate";

7 - ТО «газ-газ»;7 - TO "gas-gas";

8 - ТО «газ-конденсат»;8 - TO "gas-condensate";

9 - КР расхода осушенного газа, проходящий через ТО 7 «газ-газ»;9 - KR consumption of dried gas passing through TO 7 "gas-gas";

10 - редуцирующий КР;10 - reducing CR;

11 - РЖ;11 - RJ;

12 - насосный агрегат;12 - pump unit;

13 - датчик температуры НГК, подаваемого в МКП;13 - temperature sensor of NGK supplied to the MCP;

14 - низкотемпературный сепаратор;14 - low-temperature separator;

15 - датчик температуры, установленный в низкотемпературном сепараторе 14;15 - temperature sensor installed in the low-temperature separator 14;

16 - датчик температуры осушенного газа, поступающего в МГП;16 - dry gas temperature sensor entering the MGP;

На фиг. 2 приведена структурная схема автоматического управления поддержания температурного режима на установке, и в ней использованы следующие обозначения:In FIG. 2 shows a block diagram of the automatic control of maintaining the temperature regime at the installation, and the following notation is used in it:

17 - сигнал с датчика расхода 3 добытой газоконденсатной смеси по установке, поступающий на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 25;17 - signal from the flow sensor 3 of the produced gas condensate mixture according to the installation, fed to the feedback input PV of the PID controller 25;

18 - сигнал уставки расхода добытой газоконденсатной смеси по установке, поступающий на вход задания SP ПИД-регулятора 25;18 - setpoint signal for the flow rate of the produced gas condensate mixture for the installation, fed to the input of the task SP of the PID controller 25;

19 - сигнал с датчика температуры 16 осушенного газа, поступающего в МГП, подаваемый на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 26;19 - signal from the temperature sensor 16 of the dried gas entering the MGP, supplied to the feedback input PV of the PID controller 26;

20 - сигнал уставки температуры осушенного газа, поступающего в МГП, подаваемый на вход задания SP ПИД-регулятора 26;20 - setpoint signal for the temperature of the dried gas entering the MGP, supplied to the input of the task SP of the PID controller 26;

21 - сигнал с датчика температуры 13 НГК, подаваемого в МКП, поступающий на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 27;21 - signal from the temperature sensor 13 of the NGK supplied to the MCP, coming to the feedback input PV of the PID controller 27;

22 - сигнал уставки температуры НГК, подаваемого в МКП, поступающий на вход задания SP ПИД-регулятора 27;22 - temperature setpoint signal of the OGK supplied to the MCP, supplied to the input of the SP task of the PID controller 27;

23 - сигнал с датчика температуры 15, установленного в низкотемпературном сепараторе 14, поступающий на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 28;23 - signal from the temperature sensor 15 installed in the low-temperature separator 14, fed to the feedback input PV of the PID controller 28;

24 - сигнал уставки температуры в низкотемпературном сепараторе 14, поступающий на вход задания SP ПИД-регулятора 28;24 - temperature setpoint signal in the low-temperature separator 14, fed to the input setting SP of the PID controller 28;

25 - ПИД-регулятор поддержания расхода добытой газоконденсатной смеси по установке;25 - PID controller for maintaining the flow rate of the produced gas condensate mixture for the installation;

26 - ПИД-регулятор поддержания температуры осушенного газа, поступающего в МГП;26 - PID controller for maintaining the temperature of the dried gas entering the MGP;

27 - ПИД-регулятор поддержания температуры НГК, подаваемого в МКП;27 - PID controller for maintaining the temperature of the oil and gas supplied to the MCP;

28 - ПИД-регулятор поддержания температуры в низкотемпературном сепараторе 14;28 - PID controller for maintaining the temperature in the low-temperature separator 14;

29 - сигнал управления КР 2;29 - control signal KR 2;

30 - сигнал управления КР 9;30 - control signal KR 9;

31 - сигнал управления КР 6;31 - control signal KR 6;

32 - сигнал управления КР 10.32 - control signal KP 10.

ПИД-регуляторы 25, 26, 27 и 28 реализованы на базе АСУ ТП.PID controllers 25, 26, 27 and 28 are implemented on the basis of automated process control systems.

Способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа, работающей в условиях севера РФ, реализуют следующим образом.The method of automatic control of the installation of low-temperature gas separation, operating in the conditions of the north of the Russian Federation, is implemented as follows.

Добытая газоконденсатная смесь по входной линии 1 установки, оснащенной датчиком расхода 3 и КР 2 поступает на вход сепаратора 4 первой ступени сепарации, в котором происходит очищение газоконденсатной смеси от механических примесей и первичное отделение НГК и ВРИ, смесь которых по мере накопления в его нижней части отводят в РЖ 11. Частично очищенную от капельной влаги и пластовой жидкости газоконденсатную смесь с выхода сепаратора 4 первой ступени сепарации газа разделяют на два потока. Первый поток направляют в трубное пространство первой секции ТО 7 «газ-газ», где происходит его предварительное охлаждение встречным потоком осушенного газа, поступающего из низкотемпературного сепаратора 14 и проходящего через вторую секцию ТО 7 «газ-газ». Второй поток через КР 6 подают в трубное пространство первой секции ТО 8 «газ-конденсат», который охлаждают встречным потоком смеси НГК и ВРИ, отводимой из низкотемпературного сепаратора газа 14 и проходящей через вторую секцию ТО 8 «газ-конденсат».The extracted gas condensate mixture through the inlet line 1 of the unit equipped with a flow sensor 3 and KR 2 enters the inlet of the separator 4 of the first separation stage, in which the gas condensate mixture is cleaned from mechanical impurities and the primary separation of NGK and VRI, the mixture of which, as it accumulates in its lower part discharged into RJ 11. Partially purified from condensate moisture and formation fluid, the gas condensate mixture from the outlet of separator 4 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 TO 7 "gas-gas", where it is pre-cooled by the oncoming flow of dried gas coming from the low-temperature separator 14 and passing through the second section TO 7 "gas-gas". The second flow through CR 6 is fed into the pipe space of the first section of TO 8 "gas-condensate", which is cooled by a counter-flow of a mixture of OGK and VRI, discharged from a low-temperature gas separator 14 and passing through the second section of TO 8 "gas-condensate".

Потоки газоконденсатной смеси, поступающие с выходов первых секций ТО 7 «газ-газ» и ТО 8 «газ-конденсат», объединяют и подают на вход редуцирующего КР 10. Проходя его, за счет дроссель-эффекта, температура газоконденсатной смеси резко снижается до значения, при котором происходит максимально возможная конденсация углеводородов. Эта смесь далее поступает на вход низкотемпературного сепаратора газа 14. Вследствие изменения термодинамических условий и снижения скорости потока газоконденсатной смеси в сепараторе 14 происходит финальное выделение из нее осушенного газа и смеси НГК с ВРИ, которая собирается в нижней части низкотемпературного сепаратора 14.The flows of the gas condensate mixture coming from the outlets of the first sections TO 7 "gas-gas" and TO 8 "gas-condensate" are combined and fed to the inlet of the reducing CR 10. Passing through it, due to the choke effect, the temperature of the gas condensate mixture drops sharply to the value , at which the maximum possible condensation of hydrocarbons occurs. This mixture then enters the inlet of the low-temperature gas separator 14. Due to a change in thermodynamic conditions and a decrease in the flow rate of the gas condensate mixture in the separator 14, the final separation of the dried gas and the mixture of OGK with VRI occurs, which is collected in the lower part of the low-temperature separator 14.

Отсепарированный холодный осушенный газ на выходе из низкотемпературного сепаратора 14 разделяют на два потока, один из которых проходит через вторую секцию ТО 7 «газ-газ», где отдает холод встречному потоку добытой газоконденсатной смеси. Второй поток направляют по байпасной линии второй секции ТО 7 «газ-газ», на которой установлен КР 9, управляемый ПИД-регулятором 26. Далее эти оба потока холодного осушенного газа объединяют и он поступает в МГП, оснащенный датчиком температуры 16.The separated cold dried gas at the outlet of the low-temperature separator 14 is divided into two streams, one of which passes through the second section of TO 7 "gas-gas", where it gives off cold to the oncoming flow of the produced gas condensate mixture. The second flow is directed along the bypass line of the second section TO 7 "gas-gas", on which the CR 9 is installed, controlled by the PID controller 26. Then these two cold dry gas flows are combined and it enters the MGP equipped with a temperature sensor 16.

Такая схема управления степенью рекуперации холода в ТО 7 «газ-газ» совместно с параллельной рекуперацией холода в ТО 8 «газ-конденсат» обеспечивает оптимальную работу низкотемпературного сепаратора 14 с учетом всех технологических норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки.Such a control scheme for the degree of cold recovery in TO 7 "gas-gas", together with parallel recuperation of cold in TO 8 "gas-condensate", ensures optimal operation of the low-temperature separator 14, taking into account all technological standards and restrictions provided for by the technological regulations of the installation.

Смесь НГК и ВРИ, выходящая из нижней части низкотемпературного сепаратора 14, проходит через вторую секцию ТО 8 «газ-конденсат», где нагревается, отдавая свой холод встречному потоку добытой газоконденсатной смеси, и поступает в РЖ 11, где происходит ее разделение на компоненты и их дегазация. Газ выветривания отправляют либо на факел, либо используют на собственные нужды промысла. ВРИ, выводимый из нижней части РЖ 11, направляют на регенерацию в цех регенерации ингибитора. Отделенный НГК подают насосом 12 в МКП, оснащенный датчиком температуры 13, и отправляют потребителям.The mixture of NGK and VRI, leaving the lower part of the low-temperature separator 14, passes through the second section TO 8 "gas-condensate", where it heats up, giving up its cold to the oncoming flow of the produced gas condensate mixture, and enters the RJ 11, where it is separated into components and their degassing. The weathering gas is either sent to a flare or used for the field's own needs. VRI output from the lower part of the RJ 11 is sent for regeneration to the inhibitor regeneration shop. The separated NGK is fed by a pump 12 to the MCP equipped with a temperature sensor 13 and sent to consumers.

Расход добываемой газоконденсатной смеси по установке, поступающей в сепаратор первой ступени сепарации 4, поддерживают с помощью ПИД-регулятора 25. Для этого АСУ ТП 5 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 25 подает сигнал 17 с датчика расхода 3 - значение фактического расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке. Одновременно АСУ ТП 5 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 18 - значение уставки расхода добытой газоконденсатной смеси по установке. Ее величину устанавливает диспетчерская служба газодобывающего Предприятия. Сравнивая эти два сигнала ПИД-регулятор 25 на своем выходе CV формирует сигнал 29, который управляет степенью открытия/закрытия КР 2, поддерживая установленный заданием расход (план) газоконденсатной смеси, поступающей на вход сепаратора 4 первой ступени сепарации.The flow rate of the produced gas condensate mixture through the plant entering the separator of the first separation stage 4 is supported by the PID controller 25. installation mixes. At the same time, ACS TP 5 sends a signal 18 to the input of the task SP of the same PID controller - the value of the setpoint for the flow rate of the produced gas condensate mixture according to the installation. Its value is set by the dispatching service of the gas production enterprise. Comparing these two signals, the PID controller 25 generates a signal 29 at its output CV, which controls the degree of opening/closing of the CR 2, maintaining the flow rate (plan) of the gas condensate mixture entering the separator 4 of the first separation stage, set by the task.

Для поддержания температуры осушенного газа, поступающего в МГП, АСУ ТП 5 использует ПИД-регулятор 26. Для этого АСУ ТП 5 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 26 подает сигнал 19 - значение фактической температуры осушенного газа, которую измеряет датчик температуры 16 установленный на входе в МГП. Одновременно АСУ ТП 5 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 20 - значение уставки температуры осушенного газа, поступающего в МГП, заданной в соответствие с технологическим регламентом установки. В результате на выходе CV ПИД-регулятор 26 формирует сигнал 30, управляющий степенью открытия/закрытия КР 9, который поддерживает температуру осушенного газа, поступающего в МГП.To maintain the temperature of the dry gas entering the MGP, the APCS 5 uses a PID controller 26. To do this, the APCS 5 sends a signal 19 to the feedback input PV of the PID controller 26 - the value of the actual temperature of the dried gas, which is measured by the temperature sensor 16 installed on entrance to MGP. At the same time, ACS TP 5 sends a signal 20 to the input of the task SP of the same PID controller - the value of the setpoint for the temperature of the dried gas entering the MGP, set in accordance with the technological schedule of the installation. As a result, at the CV output, the PID controller 26 generates a signal 30 that controls the degree of opening/closing of the CR 9, which maintains the temperature of the dry gas entering the MHD.

Для поддержания температуры НГК, подаваемого в МКП, АСУ ТП 5 использует ПИД-регулятор 27. Для этого АСУ ТП 5 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 27 подает сигнал 21 - значение фактической температуры НГК, которую измеряет датчик температуры 13 установленный на входе в МКП. Одновременно АСУ ТП 5 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 22 - значение уставки температуры НГК, подаваемого в МКП, заданной в соответствие с технологическим регламентом установки. В результате на выходе CV ПИД-регулятор 27 формирует сигнал 31, управляющий степенью открытия/закрытия КР 6, осуществляющего регулирование количества газоконденсатной смеси, проходящей через первую секцию ТО 8 «газ-конденсат», поддерживая требуемую температуру НГК, поступающего в МКП.To maintain the temperature of the OGK supplied to the MCP, the APCS 5 uses a PID controller 27. To do this, the APCS 5 sends a signal 21 to the feedback input PV of the PID controller 27 - the value of the actual temperature of the OGK, which is measured by the temperature sensor 13 installed at the input to the MCP. At the same time, ACS TP 5 sends a signal 22 to the input of the task SP of the same PID controller - the value of the temperature setpoint of the oil and gas complex supplied to the MCP, set in accordance with the technological schedule of the installation. As a result, at the CV output, the PID controller 27 generates a signal 31 that controls the degree of opening/closing of the CR 6, which regulates the amount of gas condensate mixture passing through the first section of TO 8 "gas-condensate", maintaining the required temperature of the oil and gas complex entering the MCP.

Для поддержания температуры газоконденсатной смеси в низкотемпературном сепараторе 14 АСУ ТП 5 использует ПИД-регулятор 28. Для этого АСУ ТП 5 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 28 подает сигнал 23 - значение фактической температуры, измеряемой датчика температуры 15, установленным в низкотемпературном сепараторе 14. Одновременно АСУ ТП 5 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 24 - значение уставки температуры в низкотемпературном сепараторе 14, заданной в соответствие с технологическим регламентом установки. В результате на выходе CV ПИД-регулятор 28 формирует сигнал 32, управляющий степенью открытия/закрытия КР 10, который поддерживает температуру в низкотемпературном сепараторе 14 путем изменения степени дросселирования газоконденсатной смеси, поступающей на вход этого сепаратора.To maintain the temperature of the gas condensate mixture in the low-temperature separator 14, the APCS 5 uses a PID controller 28. To do this, the APCS 5 sends a signal 23 to the feedback input PV of the PID controller 28 - the value of the actual temperature measured by the temperature sensor 15 installed in the low-temperature separator 14 At the same time, ACS TP 5 sends a signal 24 to the input of the task SP of the same PID controller - the value of the temperature setpoint in the low-temperature separator 14, set in accordance with the technological schedule of the installation. As a result, at the CV output, the PID controller 28 generates a signal 32 that controls the degree of opening/closing of the CR 10, which maintains the temperature in the low-temperature separator 14 by changing the degree of throttling of the gas condensate mixture entering this separator.

Перед запуском установки в работу обслуживающий персонал задает и вводит в БД АСУ ТП 5 уставку плана расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке - Qгкс_план, уставки и границы возможных вариаций ряда контролируемых параметров:Before the installation is put into operation, the maintenance personnel sets and enters into the DB APCS 5 the setting for the flow rate plan of the produced gas condensate mixture for the installation - Q gks_plan , the settings and limits of possible variations of a number of controlled parameters:

а) положение рабочего органа КР 2, которое может варьироваться от полностью открыт до прикрыт до строго заданного нижнего значения Smin_КР2. Интервал допустимых перемещений этого КР задают в виде неравенства Smin_КР 2≤SКР 2, где SКР 2 текущее положение рабочего органа КР 2.a) the position of the working body of KR 2, which can vary from fully open to covered up to a strictly specified lower value S min_KR2 . The interval of allowable movements of this CR is set as the inequality S min_CR 2 ≤S CR 2 , where S CR 2 is the current position of the working body of CR 2.

б) положение рабочего органа КР 10, которое может варьироваться от полностью открыт до прикрыт до строго заданного нижнего значения Smin_КР 10. Интервал допустимых перемещений этого КР задают в виде неравенства Smin_КР 10≤SКР 10, где SКР 10 текущее положение рабочего органа КР 10.b) the position of the working body KR 10, which can vary from fully open to covered up to a strictly specified lower value S min_KR 10 . The interval of allowable movements of this CR is set as the inequality S min_CR 10 ≤S CR 10 , where S CR 10 is the current position of the working body of CR 10.

в) допустимые вариации уставки расхода добываемой газоконденсатной смеси Qгкс_план, проходящей через установку, задают в виде неравенстваc) allowable variations in the flow rate setting of the produced gas condensate mixture Qgc_plan passing through the installation are given in the form of the inequality

Qmin_ГКС≤QГКС_ПЛАН≤Qmax_ГКС,Q min_GKS ≤Q GKS_PLAN ≤Q max_GKS ,

где Qmin_гкс минимально допустимое, a Qmax_ГКС максимально допустимое значение уставки расхода добываемой газоконденсатной смеси, проходящей через установку. При этом изменение уставки Qгкс_план АСУ ТП 5 производит только в случае необходимости и пошагово, на величину ΔQгкс_план, которую назначают из соотношения

Figure 00000002
где n - число допустимых шагов изменения уставки Qгкс_план. В результате АСУ ТП 11 с помощью КР 2 управляет расходом добываемой газоконденсатной смеси, поступающей на вход установки, соблюдая ограничения, заданные системой двух неравенствwhere Q min_gc is the minimum allowable, and Q max_gc is the maximum allowable value of the flow rate setting for the produced gas condensate mixture passing through the unit. At the same time, the setting Q gks_plan of the APCS 5 is changed only if necessary and step by step, by the value ΔQ gks_plan , which is assigned from the ratio
Figure 00000002
where n is the number of allowable steps for changing the setpoint Q gks_plan . As a result, ACS TP 11 with the help of KR 2 controls the flow rate of the produced gas condensate mixture entering the unit inlet, observing the restrictions set by the system of two inequalities

Figure 00000003
Figure 00000003

и требованием пошагового изменения уставки плана добычи только в случае выявления такой необходимости.and the requirement to incrementally change the production plan setpoint only if such a need is identified.

В процессе эксплуатации установки, положение рабочих органов КР 6 и КР 9, в отличие от положения КР 2 и КР 10, может изменяться от полностью открыт до полностью закрыт.During the operation of the installation, the position of the working bodies of KR 6 and KR 9, in contrast to the position of KR 2 and KR 10, can vary from fully open to fully closed.

г) уставку температуры осушенного газа, поступающего в МГП, и допустимые вариации фактической температуры T°CОГ от значения уставки, которые задают неравенствомd) the temperature setting of the dried gas entering the MGP and the allowable variations in the actual temperature T°C of the exhaust gas from the setpoint value, which are given by the inequality

T°Cmin_ОГ≤T°CОГ≤T°Cmax_ог,T°C min_exhaust ≤T°C exhaust ≤T°C max_exhaust ,

где T°Cmin_ОГ минимально допустимое, а Т°Cmax_ОГ максимально допустимое значение температуры осушенного газа.where T°C min _ exhaust gas is the minimum allowable value, and T°C max_exhaust gas is the maximum allowable dry gas temperature.

д) уставку температуры НГК, и допустимые вариации фактической температуры Т°СНГК от значения уставки, которые задают неравенствомe) OGK temperature setpoint, and allowable variations of the actual OGK temperature Т° С from the setpoint value, which are given by the inequality

T°Cmin_НГК≤T°CНГК≤T°Cmax_НГК,T°C min_NGK ≤T°C NGK ≤T°C max_NGK ,

где Т°Cmin_нгк минимально допустимое, а Т°Cmax_НГк максимально допустимое значение температуры НГК.where T°C min _ NGK is the minimum allowable, and T°C max_NGK is the maximum allowable value of the OGK temperature.

е) уставку температуры в низкотемпературном сепараторе, и допустимые вариации фактической температуры Т°СНС от значения уставки, которые задают неравенствомf) the temperature setting in the low-temperature separator, and the allowable variations in the actual temperature T ° C HC from the set value, which are given by the inequality

T°Cmin_НС≤T°CНС≤T°Cmax_НС,T°C min_HC ≤T°C HC ≤T°C max_HC ,

где T°Cmin_НС минимально допустимое, а T°Cmax_НС максимально допустимое значение температуры в низкотемпературном сепараторе.where T°C min_HC is the minimum allowable temperature and T°C max_HC is the maximum allowable temperature value in the low temperature separator.

Обслуживающий персонал перед запуском установки в эксплуатацию также вводит в БД АСУ ТП 5 первоначальные значения следующих параметров - степень открытия КР 2, КР 6, КР 9 и КР 10 и нижнюю границу вариаций положения рабочего органа КР 2 - Smin_КР2 и КР 10 - Smin_кр10.Prior to putting the plant into operation, the service personnel also enters into the DB APCS 5 the initial values of the following parameters - the degree of opening of the CR 2, CR 6, CR 9 and CR 10 and the lower limit of variations in the position of the working body CR 2 - S min_CR2 and CR 10 - S min_cr10 .

После запуска установки в работу АСУ ТП 5 в реальном режиме времени осуществляет контроль положения рабочих органов КР 2, КР 6, КР 9 и КР 10, а также температуры в низкотемпературном сепараторе 14 с помощью датчика 15, температуры осушенного газа/НТК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, с помощью датчиков 16 и 13, соответственно.After the unit is put into operation, the automated process control system TP 5 monitors in real time the position of the working bodies КР 2, КР 6, КР 9 and КР 10, as well as the temperature in the low-temperature separator 14 using sensor 15, the temperature of the dried gas/NTC, incoming/supply in MGP/MKP, using sensors 16 and 13, respectively.

Контролируя указанные параметры АСУ ТП 5 ведет управление технологическим процессом с учетом указанных выше ограничений и поддерживает выполнение планового задания по расходу добываемой газоконденсатной смеси в рамках допустимых вариаций - первый вид эксплуатации. Если в процессе работы не удастся достичь заданной температуры в низкотемпературном сепараторе 14 или заданной температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, либо рабочий орган КР 6 или КР 9 или КР 10 перейдет в одно из своих крайних положений, то АСУ ТП 5 автоматически переходит на следующий режим, предусматривающий управление планом расхода добываемой газоконденсатной смеси Qгкс_план по установке в рамках допустимых вариаций. Этот режим АСУ ТП 5 реализует с помощью ПИД-регулятора 25 и управляемого им КР 2 в рамках ограничений, установленных системой неравенств (1), изменив значение первоначально заданной уставки по плану добычи на один шаг. Одновременно АСУ ТП 5 формирует сообщение оператору установки об автоматическом переводе установки на следующий режим работы и значения его новых параметров.By controlling the specified parameters, APCS 5 manages the technological process taking into account the above restrictions and supports the fulfillment of the planned target for the consumption of the produced gas condensate mixture within the allowable variations - the first type of operation. If in the course of operation it is not possible to achieve the set temperature in the low-temperature separator 14 or the set temperature of the dried gas/NGK entering/supplying to the MGP/MKP, or the working body of KR 6 or KR 9 or KR 10 will move to one of its extreme positions, then the automated control system TP 5 automatically switches to the next mode, which provides for the management of the plan for the flow of the produced gas condensate mixture Q gks_plan for the installation within the allowable variations. This mode of APCS 5 implements with the help of PID controller 25 and CR 2 controlled by it within the limits set by the system of inequalities (1), changing the value of the initially set setpoint according to the production plan by one step. At the same time, ACS TP 5 generates a message to the plant operator about the automatic transfer of the plant to the next mode of operation and the values of its new parameters.

Этот вид эксплуатации установки АСУ ТП 5 реализует, увеличивая/уменьшая значение уставки плана расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке, в зависимости от сложившейся ситуации в ту или иную сторону, до значенияThis type of operation of the APCS 5 unit is implemented by increasing/decreasing the value of the set value of the flow rate plan for the produced gas condensate mixture for the unit, depending on the current situation in one direction or another, up to the value

Qгкс_план±ΔQгкс_план=Qгкс_план±(Qmax_ГКС-Qmin_ГКС)/n.Q gks_plan ±ΔQ gks_plan =Q gks_plan ±(Q max_GKS -Q min_GKS )/n.

Это измененное значение плана добычи АСУ ТП 5 подает в виде сигнала 18 на вход SP ПИД-регулятора 25. Сравнивая его значение с фактическим расходом добываемой газоконденсатной смеси ПИД-регулятор 25 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал 29, который задает необходимую степень открытия/закрытия КР 2. Это ведет к изменению расхода добываемой газоконденсатной смеси, проходящей через установку, и тем самым, повышает/понижает перепад давления между ее входом и выходом, а также температуру в низкотемпературном сепараторе 14, что, в свою очередь, ведет к повышению/понижению температуры газа/НГК, поступающих/подаваемых в МГП/МКП.The APCS 5 sends this modified value of the production plan in the form of a signal 18 to the input SP of the PID controller 25. By comparing its value with the actual flow rate of the produced gas condensate mixture, the PID controller 25 generates a control signal 29 at its output CV, which sets the required degree of opening / closing KP 2. This leads to a change in the flow rate of the produced gas condensate mixture passing through the installation, and thereby increases / decreases the pressure drop between its inlet and outlet, as well as the temperature in the low-temperature separator 14, which, in turn, leads to an increase / decrease temperature of gas/NGK entering/supplying to MGP/MKP.

Корректировку значения уставки плана расхода добываемой газоконденсатной смеси Qгкс_план по установке АСУ ТП 5 производит пошагово в зависимости от направления возникшего нарушения и с учетом инерционности технологических процессов установки. Количество шагов n, перекрывающих весь интервал допустимых вариаций изменения уставки расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке Qгкс_план, как правило, назначают равным 10, по 5 шагов в каждую сторону от первоначально заданного значения. При этом на каждом шаге АСУ ТП 5 реализует режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее τconst, являющегося индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально. В частности, для установок Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения требуется время τconst для завершения переходных процессов порядка 10 минут. Если при реализации очередного шага, начиная от первого удается устранить возникшее нарушение в ходе технологического процесса - достичь заданной температуры в низкотемпературном сепараторе 14 или заданной температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, либо рабочий орган КР 6 или КР 9 или КР 10 перейдет в одно из своих рабочих положений, то АСУ ТП 5 продолжает работать, зафиксировав значение этой уставки в качестве задания. В противном случае АСУ ТП продолжит поиск, изменив значение уставки еще на один шаг.Adjustment of the setting value of the plan for the flow rate of the produced gas condensate mixture Q gks_plan for the installation of automated control system TP 5 is carried out step by step depending on the direction of the disturbance that has occurred and taking into account the inertia of the technological processes of the installation. The number of steps n, covering the entire interval of allowable variations of the change in the flow rate setpoint of the produced gas condensate mixture at the installation Q gks_plan , as a rule, is set to 10, 5 steps in each direction from the initially set value. At the same time, at each step, the APCS 5 implements the process control mode of the installation with a new setpoint value for a time interval of at least τ const , which is an individual characteristic of the installation, determined experimentally. In particular, for the installations of the Zapolyarnoye oil and gas condensate field, time τ const is required to complete transient processes of the order of 10 minutes. If during the implementation of the next step, starting from the first one, it is possible to eliminate the violation that occurred during the technological process - to reach the set temperature in the low-temperature separator 14 or the set temperature of the dried gas/NGK entering/supplying to the MGP/MCP, or the working body of KR 6 or KR 9 or KR 10 will move to one of its operating positions, then APCS 5 continues to work, fixing the value of this setting as a task. Otherwise, the process control system will continue the search by changing the setpoint value by one more step.

Такой режиме коррекции уставки Qгкс_план с помощью КР 2 осуществляют в следствии изменения потребления газа потребителями и иных причин. Поэтому такой подход позволяет АСУ ТП 5 многократно возвращаться к ранее реализованным режимам работы, в том числе и к первоначальному.This mode of correction of the setpoint Q gks_plan using KR 2 is carried out as a result of changes in gas consumption by consumers and other reasons. Therefore, this approach allows APCS 5 to repeatedly return to previously implemented modes of operation, including the original one.

Если в режиме коррекции уставки Qгкс_план с помощью КР 2 будет достигнута одна из границ допустимых вариаций расхода добываемой газоконденсатной смеси Qmin_гкс или Qmax_гкс, либо рабочий орган КР 2 перейдет в состояние полностью открыт или Smin_КР2, но температура осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, или температура в низкотемпературном сепараторе не войдет в рамки заданных ограничений, АСУ ТП 5 формирует об этом сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин, либо режима работы установки с подключением турбодетандерных агрегатов и/или аппаратов воздушного охлаждения.If in the setpoint correction mode Q gks_plan with the help of KR 2 one of the limits of permissible variations in the flow rate of the produced gas condensate mixture Q min_gks or Q max_gks is reached, or the working body of KR 2 switches to the fully open state or S min_KR2 , but the temperature of the dried gas/NGC entering /supplied to MGP/MKP, or the temperature in the low-temperature separator will not fall within the specified limits, APCS 5 generates a message about this to the plant operator to make a decision on changing the operation mode of gas well clusters, or the operation mode of the plant with the connection of turbo-expander units and/or air coolers.

Настройку используемых ПИД-регуляторов проводит обслуживающий персонал в момент запуска системы в работу под конкретный режим работы установки согласно методу, изложенному, например, в «Энциклопедии АСУ ТП», п. 5.5, ПИД-регулятор, ресурс:The adjustment of the PID controllers used is carried out by the maintenance personnel at the time the system is put into operation for a specific mode of operation of the installation according to the method described, for example, in the Encyclopedia of Process Control Systems, clause 5.5, PID controller, resource:

http://www.bookasutp.ru/Chapier5_5.aspx#HandTuning.http://www.bookasutp.ru/Chapier5_5.aspx#HandTuning.

Способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа, работающей в условиях севера РФ, реализован в ПАО «Газпром» ООО «Газпром добыча Ямбург» на Заполярном нефтегазоконденсатном газоконденсатном месторождении на УКПГ 1В и УКПГ 2В. Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях РФ.A method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the Russian Federation was implemented at PJSC Gazprom, LLC Gazprom dobycha Yamburg at the Zapolyarnoye oil and gas condensate gas condensate field at GTP 1V and GTP 2V. 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 автоматически поддерживать температурный режим на установках, расположенных в районах севера РФ, в рамках технологических норм и ограничений, предусмотренных их технологическими регламентами, благодаря чему появляется возможность:The use of this method makes it possible to automatically maintain the temperature regime at plants located in the regions of the north of the Russian Federation, within the framework of technological standards and restrictions provided for by their technological regulations, which makes it possible:

- удерживать в автоматическом режиме динамически изменяющийся температурный режим технологических процессов установки в рамках установленных границ, обеспечивая ее эффективную работу с учетом динамики текущих значений внешних и внутренних параметров;- keep in automatic mode the dynamically changing temperature regime of the technological processes of the installation within the established boundaries, ensuring its efficient operation, taking into account the dynamics of the current values of external and internal parameters;

- осуществлять контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа/НГК, поступающих/подаваемых в МГП и МКП, с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке газо- и конденсатопроводов на севере РФ;- control and maintain the required temperature of dry gas/NGK entering/supplying to MGP and MCP in order to protect permafrost soils from defrosting during underground laying of gas and condensate pipelines in the north of the Russian Federation;

- практически минимизировать роль «человеческого фактора» при принятии управленческих решений в процессе эксплуатации установки.- to practically minimize the role of the "human factor" in making managerial decisions during the operation of the plant.

Claims (3)

1. Способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа (далее – установка), работающей в условиях севера РФ, включающий предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей с отделением нестабильного газового конденсата – НГК и водного раствора ингибитора – ВРИ в сепараторе первой ступени сепарации, после чего смесь НГК и ВРИ из кубовой части этого сепаратора отводят в разделитель жидкостей – РЖ, а газоконденсатную смесь с выхода сепаратора первой ступени сепарации разделяют на два потока и охлаждают их в первых секциях рекуперативных теплообменников, далее ТО, «газ-газ» и ТО «газ-конденсат», при этом поток, поступающий в ТО «газ-конденсат», идет через клапан-регулятор – КР расхода газоконденсатной смеси, который регулирует ее расход, обеспечивая поддержание заданной температуры НГК на выходе второй секции ТО «газ-конденсат», и далее потоки, выходящие из первых секций ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат», объединяют и подают через КР, выполняющий роль управляемого редуктора, на котором осуществляют адиабатическое расширение газоконденсатной смеси, и направляют ее в оснащенный датчиком температуры низкотемпературный сепаратор, где осуществляют окончательное разделение газоконденсатной смеси на осушенный газ и смесь НГК с ВРИ, которую из кубовой части низкотемпературного сепаратора подают на вход второй секции ТО «газ-конденсат» и далее в РЖ, в котором выделяют НГК, ВРИ и газ выветривания, после чего НГК с помощью насосного агрегата подают в магистральный конденсатопровод – МКП, поток выделенного газа – газ выветривания из РЖ транспортируют для утилизации или компримирования и подачи в магистральный газопровод – МГП, ВРИ направляют в цех регенерации ингибитора, а холодный осушенный газ, выходящий из низкотемпературного сепаратора, разделяют на два потока, один из которых подают на вход второй секции ТО «газ-газ», а второй – на байпас этой секции, оснащенный КР расхода газа, который изменяет соотношение проходящих потоков газа через ТО и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры газа до заданных значений, требуемых технологическим регламентом установки при подаче газа в МГП, отличающийся тем, то автоматизированная система управления технологическими процессами – АСУ ТП с момента запуска установки в эксплуатацию реализует режим ее работы, используя первоначально заданные значения уставок контролируемых параметров, которые вводят в базу данных – БД АСУ ТП перед запуском установки в эксплуатацию, и как только АСУ ТП обнаружит выход одного из контролируемых параметров за пределы установленных границ, нарушающий технологический регламент работы установки, АСУ ТП пошагово изменяет значение уставки плана расхода добываемой газоконденсатной смеси QГКС_ПЛАН по установке на величину ΔQГКС_ПЛАН в интервале, определяемом неравенством Qmin_гкс≤QГКС_ПЛАН≤Qmax_гкс, где Qmin_гкс - минимально допустимое, a Qmax_гкс - максимально допустимое значение расхода добываемой газоконденсатной смеси по установке, а величину ΔQГКС_ПЛАН назначают из соотношения
Figure 00000004
где n – число допустимых шагов изменения уставки QГКС_ПЛАН, и это изменение уставки АСУ ТП осуществляет в направлении, обеспечивающем устранение выявленного нарушения, и после каждого шага удерживает режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее τconst, достаточного для завершения переходных процессов в системе и являющегося индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально, и если значения остальных контролируемых параметров технологического процесса за это время вернутся в пределы установленных для них границ допустимых вариаций, то АСУ ТП фиксирует это значение новой уставки плана расхода добываемой газоконденсатной смеси как рабочее и генерирует сообщение оператору об автоматической смене режима работы и его новых характеристиках, и далее АСУ ТП реализует вновь выбранный режим эксплуатации установки, а в противном случае АСУ ТП изменяет значение уставки еще на один шаг в том же направлении.
1. A method for automatic control of a low-temperature gas separation unit (hereinafter referred to as the unit) operating in the conditions of the north of the Russian Federation, including preliminary purification of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities with the separation of unstable gas condensate - NGC and an aqueous solution of an inhibitor - VRI in the separator of the first separation stage, after whereby the mixture of NGK and VRI from the bottom part of this separator is diverted to the liquid separator - RJ, and the gas condensate mixture from the outlet of the separator of the first separation stage is divided into two streams and cooled in the first sections of recuperative heat exchangers, then TO, "gas-gas" and TO "gas-condensate", while the flow entering the gas-condensate TO goes through the valve-regulator - KR gas condensate mixture flow, which regulates its flow, ensuring the maintenance of the specified temperature of the OGK at the outlet of the second section of the gas-condensate TO, and then the flows leaving the first sections of TO "gas-gas" and TO "gas-condensate" are combined and fed through the CR, acting as a controlled reducer, on which the adiabatic expansion of the gas condensate mixture is carried out, and it is sent to a low-temperature separator equipped with a temperature sensor, where the final separation of the gas condensate mixture into dried gas and a mixture of OGK with VRI is carried out, which is fed from the bottom part of the low-temperature separator to the input of the second section of the TO “gas-condensate” and further into the RJ, in which the NGC, VRI and weathering gas are separated, after which the NGC is fed to the main condensate pipeline - MCP using a pumping unit, the flow of the released gas - the weathering gas from the RJ is transported for disposal or compression and supply to the main gas pipeline - MGP, VRI is sent to the inhibitor regeneration shop, and the cold dried gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the "gas-gas" TO, and the second - to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve that changes the ratio of passing flows gas flow through the TO and the bypass, providing real-time correction of the gas temperature to the set values required by the technological regulations of the installation when gas is supplied to the MGP, which differs in that the automated process control system - APCS from the moment the installation is put into operation implements the mode of its operation, using the initially set values of the settings of the controlled parameters, which are entered into the database - the DB of the automated process control system before the installation is put into operation, and as soon as the automated process control system detects the output of one of the controlled parameters beyond the established limits, violating the technological schedule of the installation, the automated process control system step by step changes the setting value of the flow rate plan for the produced gas condensate mixture Q GKS_PLAN by setting by the value ΔQ GKS_PLAN in the interval determined by the inequality Q min _ gks ≤Q GKS_PLAN ≤Q max_gks , where Q min_gks is the minimum allowable, and Q max_gks is the maximum allowable flow rate of the produced gas conde nat mixture according to the installation, and the value of ΔQ GKS_PLAN is assigned from the ratio
Figure 00000004
where n is the number of allowable steps for changing the setpoint Q GKS_PLAN , and this change in the setpoint is carried out by the APCS in the direction that eliminates the detected violation, and after each step it keeps the process control mode of the plant with a new setpoint value for a time interval of at least τ const , sufficient to complete transient processes in the system and which is an individual characteristic of the installation, determined experimentally, and if the values of the remaining controlled parameters of the process during this time return within the limits of permissible variations established for them, then the automated process control system fixes this value of the new setting of the flow rate plan of the produced gas condensate mixture as operating and generates a message to the operator about the automatic change of the operating mode and its new characteristics, and then the automated process control system implements the newly selected operating mode of the installation, and otherwise the automated process control system changes the setpoint value by one more step in the same direction enii.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед запуском установки в эксплуатацию обслуживающий персонал вводит в АСУ ТП значения уставок контролируемых параметров, а для уставки плана добычи газоконденсатной смеси по установке QГКС_ПЛАН дополнительно вводят значение шага ее изменения ΔQГКС_ПЛАН и границы интервала ее допустимых изменений от Qmin_гкс до Qmax_гкс, в которых АСУ ТП установки может ее менять в случае выявления такой необходимости, а также границы допустимых вариаций относительно уставок фактических значений температуры Tнс в низкотемпературном сепараторе, температуры Тог осушенного газа, поступающего в МГП, температуры Tнгк НГК, подаваемого в МКП, и вместе с ними вводят значения предельно допустимого положения рабочих органов КР, управляющего расходом добытой газоконденсатной смеси по установке, и КР, управляющего давлением газоконденсатной смеси, поступающей в низкотемпературный сепаратор, разрешив их перемещение от установленных нижних значений до полностью открыт, и после ввода всех указанных параметров в БД АСУ ТП осуществляют запуск установки в эксплуатацию, которую она ведет, используя четыре ПИД-регулятора, построенных на ее базе, каждый из которых с помощью подключенного к нему КР управляет своим параметром.2. The method according to claim 1, characterized in that before the unit is put into operation, the operating personnel enters the values of the settings of the controlled parameters into the automated process control system, and for the setting of the gas condensate mixture production plan for the Q GKS_PLAN unit, the value of the step of its change ΔQ GKS_PLAN and the boundaries of the interval are additionally entered its allowable changes from Q min _ gks to Q max_gks , in which the process control system of the installation can change it if such a need is identified, as well as the boundaries of permissible variations relative to the settings of the actual temperature values T ns in the low-temperature separator, the temperature T og of the dried gas entering the MGP , temperature T of the gas condensate mixture supplied to the MCP, and together with them enter the values of the maximum allowable position of the working bodies of the KR, which controls the flow of the produced gas condensate mixture through the installation, and the KR, which controls the pressure of the gas condensate mixture entering the low-temperature separator, allowing their movement from the established lower values to fully open dug, and after entering all the specified parameters in the DB of the automated process control system, the installation is put into operation, which it conducts using four PID controllers built on its basis, each of which controls its own parameter with the help of a CR connected to it. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что АСУ ТП формирует сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин, либо перехода на режим работы установки с подключением аппаратов воздушного охлаждения, либо турбодетандерных агрегатов, в зависимости от сезона года, обеспечивающих поступление в систему дополнительного холода, если в режиме коррекции уставки QГКС_ПЛАН с помощью КР, установленного на входе установки и управляющего расходом добытой газоконденсатной смеси по установке, как только будет выявлено то, что достигнута одна из границ допустимых вариаций расхода добываемой газоконденсатной смеси Qmin_ПЛАН или Qmax_ПЛАН, либо рабочий орган этого КР перейдет в состояние полностью открыт или достигнет минимально допустимого положения.3. The method according to claim 2, characterized in that the automated process control system generates a message to the operator of the installation to make a decision on changing the operating mode of the clusters of gas producing wells, or switching to the operating mode of the installation with the connection of air coolers, or turbo expander units, depending on the season of the year , which ensure the supply of additional cold to the system, if in the correction mode of the Q GKS_PLAN setpoint using the KR installed at the unit inlet and controlling the flow rate of the produced gas condensate mixture through the unit, as soon as it is revealed that one of the limits of permissible variations in the flow rate of the produced gas condensate mixture Q is reached min_PLAN or Q max_PLAN , or the working body of this RC will go to the fully open state or reach the minimum allowable position.
RU2022106782A 2022-03-15 Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the russian federation RU2781231C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781231C1 true RU2781231C1 (en) 2022-10-07

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU771422A1 (en) * 1978-11-23 1980-10-15 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро "Промавтоматика" Министерства Приборостроения, Средств Автоматизации И Систем Управления Ссср System for regulating process duty of low-temperature gas separation installation
US20020185006A1 (en) * 2001-03-29 2002-12-12 Lecomte Fabrice Process for dehydrating and fractionating a low-pressure natural gas
US8128728B2 (en) * 2006-05-05 2012-03-06 Plasco Energy Group, Inc. Gas homogenization system
RU2685460C1 (en) * 2018-04-17 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic support of the temperature mode of technological processes of the installation of low-temperature gas separation under the far north conditions
RU2709044C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north
RU2709045C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of low-temperature gas separation unit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU771422A1 (en) * 1978-11-23 1980-10-15 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро "Промавтоматика" Министерства Приборостроения, Средств Автоматизации И Систем Управления Ссср System for regulating process duty of low-temperature gas separation installation
US20020185006A1 (en) * 2001-03-29 2002-12-12 Lecomte Fabrice Process for dehydrating and fractionating a low-pressure natural gas
US8128728B2 (en) * 2006-05-05 2012-03-06 Plasco Energy Group, Inc. Gas homogenization system
RU2685460C1 (en) * 2018-04-17 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic support of the temperature mode of technological processes of the installation of low-temperature gas separation under the far north conditions
RU2709044C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north
RU2709045C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of low-temperature gas separation unit

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
RU2685460C1 (en) Method for automatic support of the temperature mode of technological processes of 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
US10941677B2 (en) Power plant and power output increase controlling method for power plant
CN1869532A (en) Automatic control method for central cold supply system
RU2709044C1 (en) Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions 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
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
WO2018184612A1 (en) Method and system of facilities for energy conversion using carbon dioxide
RU2781231C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the 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
WO2009096028A1 (en) Motive power supply system for plant, method for operating the same, and method for modifying the same
RU2783035C1 (en) Method for automatic control of low-temperature gas separation unit with air cooling apparatus in the north of rf
RU2783034C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit with air cooling apparatus in the extreme north of the russian federation
RU2783036C1 (en) Method for automatic maintenance of temperature condition at low-temperature gas separation installations with turbo-expander units in the extreme north of the russian federation
RU2783037C1 (en) Method for automatic maintenance of the temperature condition on low-temperature gas separation installations with air cooling apparatus in the extreme north of the russian federation
RU2783033C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit with turbo-expander units in the extreme north of the russian federation
RU2781238C1 (en) Method for automatic control of low-temperature gas separation unit with turbo-expander units in the north of rf
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
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
CN204781126U (en) Secondary pressurization station intelligence control system
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
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
DE102005034847A1 (en) Steam power station comprises switching units intended for switching off the last high-pressure preheater in front of the steam generator within the framework of primary regulation of the mains frequency
RU2743870C1 (en) Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia