SU1529004A1 - Автоматическа система управлени дебитом кустов газовых скважин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике автоматического управлени  и может быть использовано в системах управлени  технологическими процессами добычи и подготовки газа. Цель изобретени  - повышение надежности управлени . Автоматическа  система управлени  дебитом кустов газовых скважин содержит исполнительные механизмы 4, интегрально-пропорциональные регул торы 5, задатчики дебита газа 6, 13, преобразователи разности давлений 7 и датчики давлений 10, 11. Воздействие на исполнительные механизмы 4 формируют пропорционально перепаду давлени , определенному между конечной точкой эталонного шлейфа 2, выбранного с заведомо известными техническими характеристиками, и конечной точкой каждого последующего шлейфа 1, при этом дебит газа в эталонном шлейфе 2 поддерживаетс  автономно в зависимости от давлени  в общем газовом коллекторе 3. 1 ил.

Description

I

(21)4340487/25-29

(22)01.09,87

(46) 15.12.89. Бюп. ff 46

(71)Научно-производственное объели- неиие Про швтоиатика

(72)В.Я.Бырко, А.В.Лихачев и В.А.Пацюк

(53)621.643 (088.8)

(56)Авторское свилетельство СССР К 667667, кл. Е 21 В 43/00,

G 05 В 11/00, l J79.

(54)АВТОМАТИ 1ЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЕБИТОМ КУСТОВ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

(57)Изобретение относитс  к технике автоматического управлени  и может быть использовано п системах управлени  технологическими процессами добычи и подготовки газа. Цель изобретени  - повышение надежности управлени . Автонатическа  система управлени  дебитом кустов газовых скважин содержит испольнительные механи мы 4, интегрально-пропор1Ц1ональные регул торы 5, задатчики дебита газа 6,13, преобразователи разности давлений 7 и датчики давлений 10,11. Воздействие на исполнительные механизмы 4 формируют пропорционально перепаду давлени , определенному между конечной точкой эталонного шлейфа 2, выбранного с заведомо известными техническими характеристиками , и конечной точкой каждого последующего пшейЛа 1, при этом дебит газа в эталонном шлейфе 2 поддерживаетс  автономно в зависимости от давлени  в общем газовом коллекторе 3. 1 ил.

СО

СП N9

Изобретение относитс  к технике автоматического управлени  и регулировани  технологическими процессами и может быть использовано на га о- копделсатних и га овых месторож;те- ни х, в системах управлени  технологическими процессами добычи и подготовки газа.

Цель изобретени  - повышение на- дежиости управлени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что воздействие на исполнительные механизмы формируют пропорционально перепаду давлени , определенному между конечной точкой эталонного шлейфа, выбранного с заведомо известными техническими характеристиками и конечной точкой каждого последующего гшейфа, при этом дебит га- за в эталонном шлейфе поддерживаетс  автономно в зависимости от давлени  в общем газовом коллекторе.

На чертеже изображена схема уст- ройства.

Автоматическа  система управлени  делителем кустов газовых скважин включает п газовых шлейфов 1 (один из которых эталонньп 2) , подключен- ных к общему газовоьгу коллектору 3 и далее к установке комплексной подготовки гапа (УКПГ) (не показана).

По числу шлейЛов установлено п исполнительных механизмов А, св зан- ных с соответствующими интегрально- пропорциональными регул торами 5, один вход которых св зан с задатчико 6 дебита газа, а другой - с выходом преобразовател  7 разности давлени; ; Преобразователь 7 разности давлений двум  импульсными лини ми Р. и 9 подсоединен к конечным точкам отбора давле}1Ий с датчиками 10 и 11 от соо ветствую1 1его контролируемого шлейЛа 1 и эталонного шлейЛа 2. При этом к одному входу пропорционально интегрального регул тора 5, принадлежащего эталонному шлейфу 2, подсоединен выход датчика 12 давлени , установленного на общем газовом коллекторе 3, а к другому входу - автономньп задатчик 13 дебита.

Автоматическа  система управлени дебитом кустов работает следуюп1им образом.

Представленную на чертеже кустов схему сбора газа по индивидуальным шлейфам с общим коллектором 3 можно

описать в статике системой следующих уравнений:

Уравнение движени  газа по i-му горизонтальному шлейфу:

-г 1 Р . -Р ,

Si 2

г a,q.

lO

I;Z,RT;I.; ;

Де 1,; . i - давление газа в начале шлейфа (на устье скважин ) и в конечной его точке;

с|д; - дебит газа по ишейЛу; 1; - коэфЛициент гидравлического сопротивлени  илейфов;

; ;, R - коэфЛициент сжимаемости транспортируемого газа и универсальна  газова  посто нна ;

Т; - абсолютна  температура газа в конечной точке шлейфов;

L ; - длина шлейЛа 1; П - внутренний диаметр

трубы шлейфа 1.

Уравнение расхода газа через ис- олнительньп механизм:

I l;- к i(n)

де oi; - козЛЛициент

VI с I I Ki (

II расхода газа; Р - давление

газа в общем коллекторе 3;

СО 1 - площадь проходного сечени  исполнительного механизма 4 f

Уравнени  материального баланса о притоку и отбору газа:

VI

Ч

q; ;

м

)

где q; - дебити газа по шлейфам 1; (/ - отборы газа на технологическую подготовку из общего коллектора 3;

При равенстве диаметров D j шлег- Лов 1 в представленной схеме сбора

51529004

газа длина 1, ишейЛоп 1 ппредел етпьфпжени ни

{ МЙМ

1-2 -лАУЧи- ULj V 1-ДЛИЦ+ ЛТ.;

/ апление гала Р.,

i-(1,n)

в обП1ем коллекторе 3 определ етс  притоками газа q в коллектор 3, которые завис т от величины проходных сечений С0| исполнительных механизмов А, отбором гапа о; на технологическую подготовку , величина которого определ етс  технологическими возможност ми и регламентом работы УКПГ, а также г ависит от гидравлических характеристик шлейфов 1 и величины пластового давлени , которые стохастически измен ютс  во времени.

Таким образом, величина давлени  газа Г, п общем коллекторе 3  вл етс  функцией многих параметров, поэтому в предлагаемом способе предусматриваетс  стабилизаци  этой величины локальной системо автоматического регулировани , управл ющим воздействием которой  вл етс  гфиток (дебит) газа q и общий коллектор 3 от эталонного илейЛа 2 (длиной L,).

Стабилизаци  обеспечиваетс  настройкой задани  Р Ш1-регул тору 5 о автономного задатчика 7.

Дебитами остальных (п-1) шлейфов управл ют аналогичными локальными контурами общеГ системы автоматического регулировани  дебита кустов. На исполнительных механизмах этих шлейфов сигналы формируютс  П -регул то- рами 5 пропорционально разности между виходпыми сигналами от преобразователе; 7 разности  .анлений и сигналами задани  дебита q; по шлейфам 1

Сигналы задани  q, по всем (fi-1) шлейфам устанаплипают вручную от автономных задатчиков 6.

При этом пи-регул торы 5 на шлейфах настраивают на чадание П , величина которого подбираетс  с учетом двухсторонних ограничений, налагаемых на дебиты скважин кустов:

п а.

с q ; ,

- минимально и максимально Л :11ус гимые производите и.лг сти скнакин куста .

В процессе функционировани  системы автоматического управлени  изменение величины Г давлени  газа в общем коллекторе 3, например его уменьшение вследствие увеличени  нагрузки технологических линий УКПГ, вызывает поступление сигнала иа исполнитель- ньп механизм 4 эталонного шлейфа 2

Q (длиной L,). В результате процесса регулиропани  проходное сечение исполнительного механизма 4 увеличиваетс , что вызывает увеличение дебита газа q , по эталонному шлейфу 2

5 и изменеиие давлени  Р„ в его конечной точке. Л так как давление Р  вл етс  опорным давлением дл  преобразователей 7, то его изменение вызывает и соответствующее иамененйе

0 выходных сигналов преобразователей 7. nil-регул торы 5 формируют при этом на своих выходах сигналы управлени , пропорциональные разност м сигналов преобразователей 7 и сигна5 лов задани  дебитов qj от автоном ных задатчиков 6, которые воздействуют иа исполнительные механизмы 4 всех () шлейфов, вызыва  степень открыти  или закрыти  их.

0 Таким образом, исполнительные

механизмы 4 отрабатывают управл юпще сигналы, пропорциональные величине Р|, определенной через опорное давление

35

ЛР; Р-2;- 2.

i(2,n).

Различие в длине шлейфов ЛL-обуславливает и различные значени  величин давлений Pj в конечной точке илейфов, поэто гу при изменеиии величины Р, опорного давлени  управл ющие сигналы на исполнительные механизмы будут пропорциональны индивидуальной длине шлейАов Ц, что вызывает и соответствующие изменени  в дебитах газа q по (п-1) шлейфам.

Колебани  давлени  газа Р, в общем коллекторе 3 будет однозначно

вызывать изменени  дебитов q газа по шлейфам вследствие поддержани  регул торами 5 заданных значений дебитов q .

Величина перепада давлений на

каждом из (п-1) , которую можно определить как разность между давлением газа на устье скважин (в начальной точке гпейфа) и давлением Pj; в его конечной точке,  вллетс  нелипейппй ЛупкциеГ от рас- холл га а q- по пшейЛу, поэтому при изменени х величин п;, превьш ющих опрелеленный диапазон, будет сказыватьс  нелинейность, что потребует перестройки заданий qj по всем (п-1) сшейЛаг, т.е. потребует введение поправочного K03( по  а- данию регул торам 5.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автоматическа  система управлени  дебитом кустоп газовых скважин, содержаща  регул торы расхода газа   каждой скважине, подключенные к исполнительным механизмам, установленным на шлейфах скважин, датчик давлени  в газосборном коллекторе и ручные задлтчики расхода газа, о т л и - ч а ю IT а   с   тем, что, с целью повышени  надежности управлени , она снабжена датчиками давлени  в каждом

   Редактор И.Сегл ник

   Cocтaп rтeль Г.Егоров

   Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай

   Заказ 7837/34

   Тираж 433

   ВНШШИ Гш-.ударственного комитета по итобретени м и открыти м при ГКНТ 113035, Москва, , Раушска  наб., д. А/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина, 11)1

   5

   0

   Ш1еп(е, регул торы расхода газа содержат во всех, кроме одного шлейЛа, выбранного в качестве зталонного, преобразователи разности давлений, подключенные первып входом к датчикам давлени  , pacпoлoжeн iым в соответст- вуюгщх ылейЛах, и вторым входог-г к датчику давлени , расположенному в эталонном шлейфе, и интегрально- пропорциональные регул торы, подключенные своим первым входом к выходу преобразователей разности давлений, а вторие входом - к ручным задатчи- кам расхода газа, а регул тор расхода газа эталонного ылейфа содержит интегрально-пропорциональный регул тор , причем первьп1 его вход соединен с датчиком давлени  в общем газовом коллекторе, а втором с ручным задат- чиком давлени , а выходы всех интегрально-пропорциональных регул торов соединены с исполнительными механизмами .

   Подписное