Разработка системы автоматизации для установки подготовки нефти - Курсовая работа

Нефтедобывающее предприятие представляет собой сложный комплекс технологических объектов, осуществляющих добычу, транспортировку, первичную подготовку, хранение и внешнюю перекачку нефти и газа. связь всех технологических объектов через единый пласт, на который проведены все эксплуатационные и нагнетательные скважины, через поток продукции (нефть, газ) и через энергетические потоки (пар, газ, вода); Установки подготовки нефти УПН предназначены для предварительного разделения добываемой продукции нефтяных скважин на нефть, газ и пластовую воду с последующей очисткой, замером, откачкой продукции по трубопроводу, а также для окончательной подготовки нефти до товарного качества. Сепаратор СВ предназначен для предварительной сепарации нефти от газа м представляет собой горизонтальный аппарат диаметром 1200 мм, с отбойником грубого разделения нефтегазового потока, вертикальной перегородкой из просечно-вытяжных листов для выравнивания скоростей потоков по сечению аппарата, струнным каплеотбойником для очистки газа, штуцерами для входа и выхода продуктов разделения. После входного сепаратора СВ газожидкостная смесь с температурой 33…45° С поступает в сепаратор первой ступени С1.1, где производится сепарация ее от газа и предварительное отделение пластовой воды.Автоматизированная система управления установки подготовки нефти состоит из трех уровней. Нижний уровень состоит из приборов и датчиков, преобразующих температуру, уровень, давление в электрические сигналы. Электрические сигналы поступают в операторную, где находится микропроцессорный контролер. Второй уровень представляет собой микропроцессорный контроллер, который выполняет следующие функции: - сбор и обработка сигналов с аналоговых датчиков;Схема автоматизации установки подготовки нефти приведена в приложении А. Во входном сепараторе СВ осуществляется: - автоматическое регулирование давления; В газовом сепараторе СГ осуществляется: - автоматическое поддержание давления с помощью клапана на трубопроводе газа на площадку факельных сепараторов; В нефтегазовом сепараторе со сбросом воды С1.1осуществляется: - снятие показаний с датчиков уровня воды, уровня нефти, температуры, перепада давления, давления; В сепараторе второй ступени С2.1 осуществляется: - снятие показаний с датчиков уровня воды, уровня нефти, температуры, перепада давления, давления;Преобразователь для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред применяется ТСМУ Метран-274, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионостойким. Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей. Малогабаритный датчик давления Метран-55 предназначен для работы в различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование давления. Преобразователи давления Альбатрос p20 и Альбатрос р20 DELTA (далее «приборы» или «преобразователи давления») применяются в системах автоматизации производственных объектов нефтегазовой, нефтехимической, химической, энергетической, металлургической отраслей промышленности, на предприятиях МО, МЧС, Роскосмос и ВПК (боеприпасы и спецхимия), а также на объектах ЖКХ. Расходомер Метран-350 предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах коммерческого учета жидкостей, пара и газов.Для связи компонентов системы автоматизации был использован кабель марки КВИП (Кабель высокоскоростной передачи данных). Кабель высокоскоростной передачи данных КВИП предназначен для передачи данных в диапазоне частот до 1 МГЦ и служит для формирования цифровых информационных шин, подключения датчиков с цифровым частотно-модулированным сигналом, по интерфейсу RS-485, RS-482, RS-422, в системах Foundation Fieldbus, PROFIBUS, HART, Ethernet и других, требующих использование «витой пары» в качестве канала приема/передачи данных. Кабели предназначены для стационарной и подвижной прокладки внутри и снаружи помещений при условии защиты от прямого воздействия солнечной радиации, на полках, в лотках, коробах, каналах, туннелях, земле (траншеях), в местах подверженных воздействию блуждающих токов. кабель с индексом «нг-FR»и «нг-FRHF» - огнестойкий, «нг» - не распространяющий горение;METSODNA - это распределенная автоматизированная система управления технологическим процессом, обладающая мощными возможностями автоматизации от базовых функций до управления производством и качеством продукции. Система контроля и управления построена по иерархическому принципу и состоит из нижнего, среднего и верхнего уровня. В этот уровень входят такие станции как станция оператора (OPS), станция аварийной сигнализации (ALP), станция инжиниринга (

Содержание

Введение

1. Описание технологического процесса и технологической схемы

2. Автоматизация технологического процесса

2.1 Структура и функции системы автоматизации

2.2 Описание схемы автоматизации установки подготовки нефти

2.3 Выбор технических средств автоматизации

2.4 Тип используемого кабеля для связи компонентов системы автоматизации

3. Программное обеспечение АСУТП METSODNA

3.1 Описание разработанных алгоритмов управления технологическим процессом

Заключение

Список использованных источников

Приложение А Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж Приложение И Приложение К

Нефтедобывающее предприятие представляет собой сложный комплекс технологических объектов, осуществляющих добычу, транспортировку, первичную подготовку, хранение и внешнюю перекачку нефти и газа.

Отличительными особенностями нефтедобывающего предприятия являются: - большая рассредоточенность объектов на площадях, достигающих тысяч и десятков тысяч гектаров;

- непрерывность технологических процессов;

- однотипность технологических процессов на объектах (скважины, групповые установки, сепараторы и т.д.);

- связь всех технологических объектов через единый пласт, на который проведены все эксплуатационные и нагнетательные скважины, через поток продукции (нефть, газ) и через энергетические потоки (пар, газ, вода);

- непостоянство объема добычи нефти на месторождении.

Некоторые из отмеченных особенностей способствуют ускорению развития автоматизации нефтедобывающих предприятий. Так, непрерывность и однотипность технологических процессов, связь их через единый продукт и энергетические потоки позволяют решать задачи автоматического управления, используя существующие методы теории автоматического управления.

Рассредоточенность технологических объектов на больших площадях приводит к необходимости и экономической целесообразности разработки и внедрения телемеханических систем и организационных структур дистанционного контроля и управления технологическими объектами и процессами.

В данной курсовой работе производится разработка проекта автоматизации установки подготовки нефти, предназначенного для контроля, управления, регулирования и сигнализации событий, происходящих на данном объекте.

1. Описание технологического процесса

Установки подготовки нефти УПН предназначены для предварительного разделения добываемой продукции нефтяных скважин на нефть, газ и пластовую воду с последующей очисткой, замером, откачкой продукции по трубопроводу, а также для окончательной подготовки нефти до товарного качества. Установки УПН могут эксплуатироваться в районах со средней температурой самой холодной пятидневки до минус 60 °С.

Сырая нефть с давлением 1,47 МПА и температурой 33…45° С поступает во входной сепаратор СВ. Сепаратор СВ предназначен для предварительной сепарации нефти от газа м представляет собой горизонтальный аппарат диаметром 1200 мм, с отбойником грубого разделения нефтегазового потока, вертикальной перегородкой из просечно-вытяжных листов для выравнивания скоростей потоков по сечению аппарата, струнным каплеотбойником для очистки газа, штуцерами для входа и выхода продуктов разделения.

После входного сепаратора СВ газожидкостная смесь с температурой 33…45° С поступает в сепаратор первой ступени С1.1, где производится сепарация ее от газа и предварительное отделение пластовой воды.

Нефтегазовый сепаратор со сбросом воды С1.1 предназначен для разделения продукции нефтяных скважин на нефть, газ и пластовую воду. Сепаратор С1.1 представляет собой горизонтальный аппарат диаметром 2000 мм, снабженный технологическими штуцерами, перегородками из просечно-вытяжных листов, секций Л-образных пластин, переливной перегородкой, струнным каплеотбойником для очистки газа.

Нефть от С1.1 направляется в сепаратор второй ступени С2.1 через регулирующий клапан уровня жидкости, автоматически поддерживающий уровень нефти в С1.1 не ниже рабочего.

Нефтяной газ, выделившийся при сепарации в СВ и С1.1, поступает в газосепаратор СГ, где производится его очистка от капельной жидкости. Давление в аппаратах СВ, С 1.1 и СГ поддерживается автоматически на уровне 1,47 МПА регулирующим клапаном, установленным в обвязке СГ по газу.

В сепараторе второй ступени С2.1 нефть освобождается от растворенного газа и от остаточной пластовой воды при давлении 0,49 МПА и температуре 33.. .44 °С.

Нефть от С2.1 направляется на установку сепарации СЗ через регулирующий клапан уровня жидкости, автоматически поддерживающий уровень нефти в С2.1 не ниже рабочего.

Пластовая вода, выделившаяся в сепараторе С2.1, через электрозадвижку направляется на сантехнические сооружения с последующим сжиганием на ГФУ.

Нефтяной газ от С2.1 замеряется и с давлением 0,49 МПА также подается на УПГ, где направляется в отдельный сепаратор газа С4 для очистки от капельной жидкости.

Конструктивно сепараторы СВ и СГ располагаются выше сепаратора С 1.1, что обеспечивает самотечный слив жидкости от них в С1.1.