Помощь студентам в учебе
Разработка программно - аппаратного комплекса физического подобия "Двухфазный сепаратор"
|
Ведение 16
1. Анализ технологических процессов сбора и подготовки скважинной
продукции на нефтяном месторождении 18
1.1 Технологический процесс подготовки нефти на месторождении
Чанцин 18
1.2 Обзор технических объектов на месторождении 19
1.2.1 Кусты скважин 19
1.2.2 Установки подготовки нефти (УПН) 20
1.2.3 Резервуарный парк (РП) 20
1.2.4 Система для поддержания пластового давления 22
1.3 Характеристики эмульсий 24
1.4 Методы создания эмульсий 25
1.4.1 Конденсационные методы 26
1.4.2 Диспергационные методы 26
1.5 Методы разрушения эмульсий 27
1.5.1 Химический метод 27
1.5.2 Термический метод 28
1.5.3 Физические методы 28
1.3 Вывод к разделу 29
2. Анализ характеристики сепаратора 30
2.1 Классификация и обзор конструкции промышленных сеператоров30
2.1.1 Контейнер основного корпуса 31
2.1.2 Отдельная часть 32
2.1.3 Секция управления 33
2.2 Технические требования к конструкции сепаратора 33
2.3 Принцип разделения нефти и воды 34
2.4 Требование к системе в целом 35
3. Моделирования стенда сепаратора 36
3.1 Разработка структурной схемы стенда 36
3.2 Разработка алгоритмов работы стенда 38
3.3 Алгоритм работы стенда в статическом режиме 38
3.4 Алгоритм работы стенда в статическом режиме 39
3.5 Разработка математической имитационной модели стенда 41
4. Выбор оборудования 47
4.1 Выбор контроллера 47
4.2 Выбор датчики уровня 49
4.3 Выбор насосов 54
4.4 Выбор клапанов 55
4.5 Выбор датчиков давления 56
4.6 Выбор датчиков температуры 58
4.7 Выбор датчиков компрессор 59
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 62
5.1.1 Структура работ в рамках научного исследования 62
5.1.2 Определение трудоемкости выполнения работ 63
5.2 Бюджет научно-технического исследования 65
5.2.1 Расчет материальных затрат НТИ 65
5.2.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 66
5.2.3 Основная заработная плата исполнителей темы 67
5.2.4 Дополнительная заработная плата 69
5.2.5 Отчисления во внебюджетные фонды 70
5.2.6 Накладные расходы 70
5.2.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 70
5.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования71
6 Социальная ответственность 74
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
6.2 Профессиональная социальная безопасность 75
6.3 Отклонения показателей микроклимата 76
6.4 Превышение уровня шума 78
6.5 Недостаточная освещенность рабочей зоны 79
6.6 Электробезопасность 79
6.7 Превышение уровня электромагнитных излучений 80
6.8 Экологическая безопасность 81
6.9 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
6.10 Выводы по разделу социальная ответственность 84
Заключение 85
Conclusion 86
Список литературы 87
1. Анализ технологических процессов сбора и подготовки скважинной
продукции на нефтяном месторождении 18
1.1 Технологический процесс подготовки нефти на месторождении
Чанцин 18
1.2 Обзор технических объектов на месторождении 19
1.2.1 Кусты скважин 19
1.2.2 Установки подготовки нефти (УПН) 20
1.2.3 Резервуарный парк (РП) 20
1.2.4 Система для поддержания пластового давления 22
1.3 Характеристики эмульсий 24
1.4 Методы создания эмульсий 25
1.4.1 Конденсационные методы 26
1.4.2 Диспергационные методы 26
1.5 Методы разрушения эмульсий 27
1.5.1 Химический метод 27
1.5.2 Термический метод 28
1.5.3 Физические методы 28
1.3 Вывод к разделу 29
2. Анализ характеристики сепаратора 30
2.1 Классификация и обзор конструкции промышленных сеператоров30
2.1.1 Контейнер основного корпуса 31
2.1.2 Отдельная часть 32
2.1.3 Секция управления 33
2.2 Технические требования к конструкции сепаратора 33
2.3 Принцип разделения нефти и воды 34
2.4 Требование к системе в целом 35
3. Моделирования стенда сепаратора 36
3.1 Разработка структурной схемы стенда 36
3.2 Разработка алгоритмов работы стенда 38
3.3 Алгоритм работы стенда в статическом режиме 38
3.4 Алгоритм работы стенда в статическом режиме 39
3.5 Разработка математической имитационной модели стенда 41
4. Выбор оборудования 47
4.1 Выбор контроллера 47
4.2 Выбор датчики уровня 49
4.3 Выбор насосов 54
4.4 Выбор клапанов 55
4.5 Выбор датчиков давления 56
4.6 Выбор датчиков температуры 58
4.7 Выбор датчиков компрессор 59
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 62
5.1.1 Структура работ в рамках научного исследования 62
5.1.2 Определение трудоемкости выполнения работ 63
5.2 Бюджет научно-технического исследования 65
5.2.1 Расчет материальных затрат НТИ 65
5.2.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 66
5.2.3 Основная заработная плата исполнителей темы 67
5.2.4 Дополнительная заработная плата 69
5.2.5 Отчисления во внебюджетные фонды 70
5.2.6 Накладные расходы 70
5.2.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 70
5.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования71
6 Социальная ответственность 74
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
6.2 Профессиональная социальная безопасность 75
6.3 Отклонения показателей микроклимата 76
6.4 Превышение уровня шума 78
6.5 Недостаточная освещенность рабочей зоны 79
6.6 Электробезопасность 79
6.7 Превышение уровня электромагнитных излучений 80
6.8 Экологическая безопасность 81
6.9 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
6.10 Выводы по разделу социальная ответственность 84
Заключение 85
Conclusion 86
Список литературы 87
Актуальность исследования: В современной промышленности нефть по-прежнему является незаменимым промышленным сырьем, особенно в области материаловедения и химической промышленности. С развитием технологий возрастает потребность рынка в новых материалах, а требования к технологии материалов становятся все более жесткими. Это также способствует постоянному совершенствованию добычи нефти и постоянному развитию технологий добычи и переработки. Поэтому техническому процессу подготовки нефти уделяется большое внимание. Однако по мере того, как основные нефтегазодобывающие районы мира находятся на средней и поздней стадиях разработки, они сталкиваются с такими проблемами, как резкий скачок содержания воды в сырой нефти, старение оборудования и снижение эффективности производства. В процессе добычи нефти и газа нефтеводной сепаратор является основной частью. Повышая эффективность разделения водомасляного сепаратора, можно эффективно повысить эффективность всего процесса добычи и производства нефти. Месторождение Чанцин расположено в бассейне Ордос на северо-западе Китая и является одним из важнейших нефтяных месторождений с самой большой добычей в Китае. Месторождение было введено в эксплуатацию в 1970 году, пластовое давление исчерпано, и для поддержания добычи сырой нефти в скважину необходимо постоянно закачивать воду. Таким образом, среднее содержание воды в сырой нефти из скважины превысило 80% и продолжает увеличиваться из года в год. Необходимо срочно внедрить более эффективную технологию управления процессом разделения нефти и воды.
Целью работы является разработкой автоматизированной системы управления стенда физического подобия "Двухфазный сепаратор" для повышения производительности процесса сепарации нефтесодержащей смеси по ГОСТ Р 51858 - 2002, объединяя процесс добычи нефти и газа на нефтяном месторождении Чанцин.
Объект исследования: Разработка стенда «Двухфазного сепаратора» с целью повышения эффективности процесса разделения водонефтяной эмульсии на месторождении Чанцин.
Предмет исследования: Модели, алгоритмы контроля и регулирования разделения на фазы нефтесодержащей смеси.
Для достижения цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Изучение нормативных технической документации по проектированию и эксплуатации сепаратора
2. Анализ методов повышения производительности процесса сепарации нефтесодержащей смеси
3. Разработал рекомендации по созданию структуры стенда
4. Построение математической имитационной модели стенда, проверка данных, полученных путём теоретического анализа.
Научная новизна:
1. На основе существующей теории предложен метод автоматического управления разделением водонефтяной смешанной эмульсии.
2. Разработана математическая модель трехфазного нефтегазового сепаратора, позволяющая отслеживать процесс водонефтяного разделения.
4. По образованию сплошных фазовых слоев была разработана имитационная модель для определения оптимального времени разделения, не влияющего на эффект разделения нефти и воды.
Целью работы является разработкой автоматизированной системы управления стенда физического подобия "Двухфазный сепаратор" для повышения производительности процесса сепарации нефтесодержащей смеси по ГОСТ Р 51858 - 2002, объединяя процесс добычи нефти и газа на нефтяном месторождении Чанцин.
Объект исследования: Разработка стенда «Двухфазного сепаратора» с целью повышения эффективности процесса разделения водонефтяной эмульсии на месторождении Чанцин.
Предмет исследования: Модели, алгоритмы контроля и регулирования разделения на фазы нефтесодержащей смеси.
Для достижения цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Изучение нормативных технической документации по проектированию и эксплуатации сепаратора
2. Анализ методов повышения производительности процесса сепарации нефтесодержащей смеси
3. Разработал рекомендации по созданию структуры стенда
4. Построение математической имитационной модели стенда, проверка данных, полученных путём теоретического анализа.
Научная новизна:
1. На основе существующей теории предложен метод автоматического управления разделением водонефтяной смешанной эмульсии.
2. Разработана математическая модель трехфазного нефтегазового сепаратора, позволяющая отслеживать процесс водонефтяного разделения.
4. По образованию сплошных фазовых слоев была разработана имитационная модель для определения оптимального времени разделения, не влияющего на эффект разделения нефти и воды.
В ходе разработки были рассмотрена нормативно-техническая документации по проектированию и эксплуатации сепаратора, определены различные требования, которые следует учитывать при проектировании сепаратора. уточены технический процесс стенда, работающего в статическом и динамическом режимах соответственно, и по техническому процессу выполнена конструкция стенда.
Проведен анализ методов повышения производительности процесса сепарации нефтесодержащей смеси. Разработаны рекомендации по моделированию автоматизированной системы управления для стенда физического подобия «Двухфазный сепаратор», были уточены технические спецификации стенда, работающего в статическом и динамическом режимах.
Были получены передаточная функция системы на основе настроек параметров в обычных ситуациях, и создана математическая имитационная модель в среде пакета Simulink программа Matlab. Запустив математическую модель, были получены различные интервалы настройки параметров, которые поддержат нормальную работу системы.
Проведен анализ методов повышения производительности процесса сепарации нефтесодержащей смеси. Разработаны рекомендации по моделированию автоматизированной системы управления для стенда физического подобия «Двухфазный сепаратор», были уточены технические спецификации стенда, работающего в статическом и динамическом режимах.
Были получены передаточная функция системы на основе настроек параметров в обычных ситуациях, и создана математическая имитационная модель в среде пакета Simulink программа Matlab. Запустив математическую модель, были получены различные интервалы настройки параметров, которые поддержат нормальную работу системы.