(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НЕФТЕДОБЫЧИ
1
Изобретение относитс к нефт ной промышленности и может быть использовано дл построени автоматизированных систем управлени нефтегазодобывающим предпри тием.
По основному авт. св. № 409550 известна автоматизированна система управлени технологическими процессами нефтедобычи, содержаща блок контрол и управлени работой скважины, регистраторы времени, блок управлени групповыми измерительными установками , блоки управлени сепарацией нефти , подготовкой нефти, сдачей нефти, -транспортом газа и закачкой воды, соедшенные с соответствующими блоками информационного обеспечени , коммутатор направлений, приемно-передающие устройства, блок переключени , блок управлени информационными потоками, блок согласовани , блок долговременной пам ти, вычислительной блок, аналоговые модели, оптимизатор , блок заданий, блок обслуживани за вок, блок производственных программ, блок контрол выполнени плана, регистратор за вок, блок распределени ресурсов, табло-график , причем блок управлени информационными потоками соединен с блоком пронэводственных программ, блоком контрол выполнени плана, регистратором за вок и блоком распределени ресурсов, а блок контрол выполнени плана соединен с блоком производственных программ, при этом регистратор за вок соедшсен с блоком распределени ресурсов , а табло-график соед1шен с блоком заданий по входу и по выходу с приемно-передающим устройством, а при зтом оптимизатор соединен с аналоговой моделью и вычислительным блоком 1.
Недостатком известной системы вл етс то, что она не обеспечивает сбор информации от рассредоточенных объектов при задании посто нной программы измерени дл повышени оперативности в контроле за производительностью скважин, реализацию предварительной подготовки информации на районных инженерно-технологических службах дл выработки команд управлени , текущего прогноза возможности выполнени производственных программ и централизацш сбора информации с объектов нефтедобычи непосредственно со службы обработки информа №и дл формировани производственных программ. Цель изобретени - повышение надежности обработки информации и повышение оперативности в управлении. riocTaBneFfflaa цель достигаетс тем, что сист ма снабжена блоком задани режима изменени , блоком подготовки информавди, блоком задани режима поверки, блоком регистрации состо ни объектов, блоком прогноза выполнени плана, блоком управлени , блоком опроса и формирователем производственных программ, который соед1О1ен с вычислительным блоком взаимными св з ми и блоком управлени , подключенным к вычислительному блоку взаимными св з ми и блоку опроса., который соедашен с блоком согласован}-ш , блок. прогноза выполнени плана соеди нен с блоком контрол выполнени плана и взаимными св з ми с блоком управлени информационными потоками, причем блок регистрации состо ни объектов соединен с при но-передающим устройством и блоком подготовки . информаци , под4 люченным к блоку задани режима измерени и взаимными св з ми к приемно-передающему устройству, а блок задани режима измерени соединен с блоком переключени и блоком обслуживани за вок, а блок задани режима поверки соединен с блоком переключени . На чертеже приведена блок-схема предлагае мой автоматизированной системы управлени технологическими процессами. . Система состоигт из блоков 1 контрол и управлени скважин, блоков 2 управлени групповыми измерительными установками (и индивидуальными измерительными установками дл отдаленных скважин), св занных с блоками управле1 и других объектов гидравл ческим каналом 3 св зи, и регистраторов 4 времени, устанавливаемых на скважинах. Имеютс блоки 5 1шформационио1о обеспечени , соединенные с районной инженерно-техно логической службой 6 телефошп1).ми и телемеханическими каналами св зи, котора содержит коммутатор 7 направлений и приемно передающее устройство 8. Блоки 5 информа1ЩОННОГО обеспече и охвачены св з ми с блоками 9 управлени сепарацией нефти, блоками 10 управлени подготовкой нефти, блоками И управлени сдачей нефти, блоками 12 управлени транспортом газа, блоками 13 управлени закачкой воды и блоком 2 управлени групповыми гомеритель ными установками. На районной 1шженерно-т нолог меской службе 6 диспетчер 14 и имеютс блок 15 обслуживани за вок и блок 16 переключени . На центральной инженерно-технологической службе 17 система кроме коммутатора направлений 7 и ириемно-передающего устройства 8 содержит блок 18 управлени информационными потоками, блок 19 контрол выполнени плана, блок 20 производственных программ , регистратор за вок 21 и блок 22 распределени ресурсов, имеющие световую и цифровую индикацию дл диспетчера 14. В систему включено и база 23 производственного обслуживани ,содержаща приемнопередающее устройство 8, блок 24 заданий и табло-график 25. Имеетс служба 26 обработки информации, где установленьг блок 27 согласовани , вычислительный блок 28, блок 20 долговременной пам ти, модели 30 и оптимизаторы 31. Система имеет кроме указанных блоков также на районных инженерно- технологических службах блок 32 задани режима измерени , блок 33 подготовки информЛ1ии, блок 34 задани режима поверки и блок 35 регистрации состо ни объектов, и на центральной инженерно-технологической службе 17 блок 36 прогноза выполнени плана и в службе 26 обработки информации блок 37 зправлени . блок 38 опроса и формирователь 39 производственных программ. Система функционирует следующим образом. Блоки 1 управлени работой скважин обеспечивают на механизированных скважинах пуск и остановку привода и защитные функции при различных аварийных ситуаци х. На фонтанных скважинах осуществл етс автоматическа блокировка коллектора при превышении давлени вьние заданного и при порыве коллектора с автоматической разблокировкой при восстановлении рабочего давлени и выкид ном коллекторе. На газлифтных скважинах реализуетс регулирование подачи газа в зависимости от режима отбора нефти (жидкости) и установле1шого удельного расхода газа, управление периодической эксплуатацией и защитные функции при авари х. Работой самих скважин управл ет группова измерительна установка, к которой они подключены по оптимальному методу группировани , через блок 2 управлени и гидравлический канал 3 св зи. Регистратор времени 4 фиксирует действительное врем работы скважины. По технологическому циклу продукци скважин поступает на групповую измерительную установку, где производитс процесс измерени и регистрации параметров каждой из подключенных скважин. Блок 2 по команде блока 5 информационного обеспечени подключает очередную скважину на измерение. В зависимости от режима разработки и производительности групповых измерительных установок выбираетс посто нна или переменна программа измерени с j ieTOM характеристик самих скважин. Выбор программ измерени осуществл ет диспетчер при помощи блока 32 задани режима измерени . С блока 32 . через блок 16 переключени и коммутатор 7 направлений подаетс соответствующа команда на блок 5 информационного обеспечени , чем устанавливаетс выбранна программа измерени на групповой измерительной установк При посто нной программе врем измерени выбираетс одно и то же дл всех подключенных скважин с учетом выбранной общей погрешности измерени . Переменна программа измерени задаетс временным диапазоном по максимальному и минимальному дебитам скважин, подключенных к групповой. Таким образом, измерение каждой скважины осуществл етс по индивидуальной самонастраивающейс программе в зависимости от ее параметров. После окончани цикла измерени блок 5 информационного обеспечени формирует сигнал за вки и передает его в районную инженерно-технологическую службу 6, котора осуществл ет сбор информации с групповых измерительных установок по методу массового обслуживани за вок. Коммутатор направлений подключает к направлению, подавшему за вку, приемт опередающее устройство 8, которое подает сигнал опроса на соответствующую групповую и осуществл ет прием аварийной и измерительной информации. Приемно-передающее устройство 8 принимает во втором международном коде следующие характеристики объекта: номер групповой Nrp, номер скваж1шы №скв врем измерени Ь изм дебит жидкости 01 к дебит газа ч г и процент обводненности продукции скважины. Эта информаци поступает в блок 33 подготовки информации, где данные предварительно обрабатываютс с целью прогноза суточной производительности скважин по циклическим измерени м. Така обработка обеспечивает диспетчера оперативной информацией о работе скважин. По окончании передачи информации блок 5 информационного обеспечени подключает на измерение очередную скважину при помощ1{ блока 2, а на районной инженерно-технологической службе 6 обслуживаетс очередна за вка . Газожидкостна смесь поступает на сепарационные установки с предварительным сбросом балластной воды. Здесь осуществл етс сепараци нефти от газа и балластных вод. Управ ление всеми технологическими процессами на сепарационных установках осуществл етс блоком 9 управлени сепарацией нефти. Промежутоша регистраци параметров сепарационНОЙ установки (суммарный дебит жидкости г lacTKa сбора Ql. , дебит газа Q. г, дебит подаваемой в сырье гор чей балластной воды Q гви дебит сброшенной балластной водый з и дальнейша их передача на районную инженерно-технологическую службу 6 осуществл етс своим блоком 5 информационного обеспечен1ш . Сбор Ю1формации с сепарационных установок осуществл етс по опорадической программе . Отсепарированна от газа и частично от балластной воды нефть поступает на установку товарной подготовки. Здесь нефть обессоливаетс и обезвоживаетс , доводитс до товаркой кондиции и сдаетс потребителю, Регу-, лирование технологическими процессами на установке товарной подготовки н товарносдаточными операци ми на установке товар- ной сдачи осуществл етс блоками 10 и 11 управлени подготовкой нефти н сдачей нефти. Информац.ч с блоков 10 и 11 управлени подготовкой нефти и сдачей нефти, Шформащш с блоков управлени подготовкой 10 (количество подготовленной нефти, количество затрачегшого реагента и тепла и количество сданного нестабгтьного бензина) и сдачи 11 (кол№ ество сданной нефти и ее качества) передаетс на районную 1шженерно-техпологическую службу 6 блоками 5 ршформациошюго обеспечени по спорад 1ческой программе. Дл обеспечени требуемой . точности сдаш товарной продукщш (товарной нефти) производитс поверка средств измерений расхода на установке товарной при помощи трубопоршневых установок или образцовых счетшжов . Поверка может осуществлйгьс Б начале и конце товаросдатоннь х операщт, но не реже одного раза в декаду. Команда на поверку формируетс в районной инженернотехнологической службе 6 диспетчером 14 при помощи блока 34 задани режима поверки. Сшнал (комагща на поверку) поступает с блока 34 через блок 16 переключени , коммутатор 7 направленшЧ и блок 5 информационного обеспеченил на блок 11 управлени сдачей нефти. В результате поверки при помощи трубопоршневой установки формируютс поправочные коэффициенты дл расходомеров, которые блоком 5 передаютс в районную инженерно-технологическую службу 6 и устанавливаютс на месте оператором. Отсепар11фоваш(ый газ с сепарационных установок подаетс на компрессорн ю станцию, режим которой регушфуетс блоком 12 управлени транспорта газа. Информаци (количество газа и фракционной состав) передаетс спорадигески блоком 5 информационного обеспечени .
Балластна вода подготавливаетс дл закачки в пласт на очистных сооружени х и закачиваетс в пласт цехом подаержани пластового давлени , который кроме этого закачивае и пресную воду. Регулирование процессами осуществл етс блоком 13 улравленют закачкой воды. Информаци (количество закаченной пресной и соленой воды, расход коагул нта и расходы по KycTOBbiM насосным станщшм) передаетс на районную (снженерно-технологическую службу 6 блоком 5 информационного обеспечен .
Информаци о времени работы скважин от регистратора 4 времени передаетс на районную инженерно-технолопиескую службу 6 через оператор. Информаци с групповых шмертельных установок передаетс по стохастической или ц{и л№-{еской программе,. а со всех остальных объектов по спорадической программе . Характер работы аппаратуры районной инженерно-тежюлогической .службы задаетс днспетчером 14 через блоки 15 обсл)жива1ш за вок, который воздействует на коммутатор 7 направлений и приемно-передающее устройство 8 через блок 16 переключени . На районной инженерно-технологической службе 6 регистрируетс аварийное состо ние групповых измерительных установок и объектов ППД. При этом обеспечиваетс расшифровка адреса объекта, подавшего аварийный сигнал. Кроме того, диснетчер осущеспзл ет передачу через приемно-нередающее устройство измерителызой , контрольной и производствешю-технолоптческой 1шформаций, а также Згшвок на транспорт и ремонт на центральную инже . нерно-технологическую службу 17. В этом режиме блок 16 переключени блокирует коммутатор 7 наиравпений и объекты ожидают конца передачи. Обеспечиваетс также расишфровка адреса и отключение от направлен1Ш групповой измерете ьной установки, иа которой произошло аварийное отключение электроэнергии . На районной га1женерно-технологической службе 6. полную обработку информации не производ т, а осуществл ют предварительную подготовку данных, чтобы обеспечить требуемое оперативное управление объектами нефтедобычи. Аваркшал информаци с приемно-передающего устройства 8 поступает . на- блок 35 регистрации СОСТОЯН.ЕШ объектов и формируетс нагл дна сотузлйш о работе каждого, звена тех1голог ческого процесса добычи , подготовки и сдачи нефти и поддержани пластового давлени . Как правило, ггеред работой диспетчер 14 задает исход11у1о ситуацию блоку 35. Затем в процессе работы Ситуационна картшш состо ни объектов нефтедобычи автоматически мен етс при игшичй соответствующей информаш й.
В роли цeнтpaль oгo регулирующего объек- та по данной схеме используетс сепарационна установка, управл юндие воздействи на другие объекты сбора и подготовки котора передает по гидравлическим каналам 3 св зи. Это позвол ет при необходимости производить переключение жидкостных потоков (обводнение и не обводнение скважины) и регулировать подачу нефти на подготовку. Вс производственно-технологическа информаци на центральной инженерно-технологической службе 17 принимаетс через коммутатор направлений 7 своим приемо-передающим устройством 8. Прин та информаци пред5 варителъно анализируетс , систематизируетс и распредел етс по соответствующим блокам диспетчером 14 через блок 18 управлени информациош{ыми потоками. Информаци может и непосредственно поступать с приемо-передаюQ щего устройства 8 на блок 18 управлени информационными потоками.