KR20200055338A - 듀얼 pid 압력 제어를 적용한 원유생산시스템 - Google Patents

듀얼 pid 압력 제어를 적용한 원유생산시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200055338A
KR20200055338A KR1020180138886A KR20180138886A KR20200055338A KR 20200055338 A KR20200055338 A KR 20200055338A KR 1020180138886 A KR1020180138886 A KR 1020180138886A KR 20180138886 A KR20180138886 A KR 20180138886A KR 20200055338 A KR20200055338 A KR 20200055338A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
crude oil
pressure control
vessel
value
Prior art date
Application number
KR1020180138886A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102158914B1 (ko
Inventor
이승엽
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020180138886A priority Critical patent/KR102158914B1/ko
Publication of KR20200055338A publication Critical patent/KR20200055338A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102158914B1 publication Critical patent/KR102158914B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
    • G05D16/08—Control of liquid pressure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

본 발명은 생산된 원유를 기체와 액체로 분리하여 처리하는 과정에서 발생하는 운전 압력 설정 범위 값 이상인 경우의 압력 제어와 이하인 경우의 압력 제어를 서로 달리 제어할 수 있도록 듀얼 PID 압력 제어를 적용함으로써, 최적의 압력 제어가 가능함은 물론, 운전 압력 설정 범위 값 이하로 떨어질 경우 압력 제어 밸브의 빠른 응답속도로 인한 압력의 오르내림에 따른 급변화 및 압력 맥동을 최소화하고, 그에 따라 시스템에 대한 운전 안정화가 신속히 이루어질 수 있도록 한 것으로, 본 발명은 원유가 공급되는 베셀에 연결되는 가스처리라인 및 액체처리라인과; 상기 베셀의 내부 압력을 검출하도록 베셀과 연결되는 PT와; 상기 PT와 전기적 신호로 연결되는 PC와; 상기 가스처리라인으로부터 분기 형태로 연결된 연소라인에 구비되고 상기 PC와 전기적으로 신호 연결되는 PCV와; 운전 설정 조건에서 PC의 운전 압력 설정 범위 값 이상과 이하에 따라 PCV의 동작에 대한 응답 속도가 서로 다르게 제어되도록 각각 설정한 제1 및 제2 PID를 포함하여 구성되는 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템이 제공된다.

Description

듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템{crude oil production system which dual PID pressure control is applied}
본 발명은 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생산된 원유를 기체와 액체로 분리하여 처리하는 과정에서 발생하는 운전 압력 설정 범위 값 이상인 경우에 대한 압력 제어와 이하인 경우에 대한 압력 제어를 서로 달리 제어할 수 있도록 듀얼 PID 압력 제어를 적용함으로써, 최적의 압력 제어가 가능함은 물론, 운전 압력 설정 범위 값 이하로 떨어질 경우 압력 제어 밸브의 빠른 응답속도로 인한 압력의 오르내림에 따른 급변화 및 압력 맥동을 최소화하고, 그에 따라 시스템에 대한 운전 안정화가 신속히 이루어질 수 있도록 한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 원유생산시스템을 나타낸 개념도로서, 간략히 설명하면 생산된 원유는 공급라인(10)을 통해 원유생산시스템의 베셀(12,vessel)로 공급된다. 상기 베셀(12)로 공급된 원유는 베셀(12)에서 기체와 액체로 분리되며 여기서 분리된 기체는 베셀(12)과 연결된 가스처리라인(14)으로 이송 처리되고, 액체는 액체처리라인(16)으로 이송 처리된다.
또한, 상기 베셀(12)은 베셀(12)의 내부 압력을 검출하는 PT(18)와 연결되어 있고, 상기 PT(18)는 PC(20)와 전기적 신호선(E1)으로 연결되어 있으며, 상기 PC(20)는 가스처리라인(14)으로부터 분기 형태로 연결된 연소라인(22)에 구비되어 있는 PCV(24)와 전기적 신호선(E2)으로 연결되어 있다.
따라서, 상기 PT(18)에서 검출된 압력 수치에 따라 가스처리라인(14)으로부터 분기된 연소라인(22)의 PCV(24)에 대한 동작이 제어된다.
예를 들면, 상기 베셀(12)의 내부 압력 증가가 운전 압력 설정 범위 값 이상, 즉 오버 압력인 경우, PCV(24)를 개방하여 가스처리라인(14)으로 흐르는 가스의 일부를 연소라인(22)으로 이송 및 연소시킴으로써 베셀(12)의 내부 압력을 해소하고 있다.
한편, 상기 베셀(12)에는 수위를 검출하는 LT(26)가 구비되어 있고, LT(26)는 LC(28)와 전기적 신호선(E3)로 연결되어 있으며, 상기 LC(28)는 액체처리라인(16)에 구비된 LCV(30)와 전기적 신호선(E4)으로 연결된다. 따라서, 상기 LT(26)에서 검출된 수위에 따라 액체처리라인(16)의 LCV(30)에 대한 동작이 제어된다.
예를 들면, 상기 베셀(12)의 내부로 공급된 원유의 수위가 운전 수위 설정 범위 값 이하로 검출될 경우, LCV(30)를 폐쇄시켜 수위가 과도하게 낮아짐으로 해서 발생하는 문제를 방지하게 된다.
위와 같은 원유생산시스템에서 PC(20)에 사전 입력된 운전 압력 설정 범위 값을 넘는 오버 압력인 경우, 압력 해소에 관여하는 PCV(24)의 동작 응답 속도가 빠르게 이루어질 수 있도록 게인 값을 설정한 PID(32) 제어를 통해 운전 압력이 시스템의 최대설계압력 혹은 시스템의 비상 정지가 요구되는 압력 설정 값을 초과하기 전에 가스처리라인(14)으로 흐르는 가스의 일부를 연소라인(22)으로 이송 및 연소시켜 그에 따라 시스템에 대한 운전 안정화가 신속히 이루어질 수 있도록 하고 있다. 오버 압력 시의 압력 상승 속도는 베셀(12)로 유입되는 원유의 양에 따라 가변적이며 특히 원유 이송 파이프 라인에서 유체의 슬러깅에 의해 유입 양이 급변 할 경우 압력 구배가 더욱 심하게 발생한다.
따라서, 운전 압력 상승으로 인한 시스템의 비상정지를 최소화하기 위해 상기 PID(32)의 게인 설정 값은 PCV(24)의 동작 응답 속도가 가급적 빠르게 이루어질 수 있도록 설정한다.
그런데, 운전 압력 설정 범위 값 기준 이하로 압력이 떨어질 경우, 예를 들어 압력 해소에 관여하는 PCV(24)의 동작 응답 속도가 빠르게 응답할 필요가 없음에도 오버 압력 경우와 동일하게 인식하여 PID(32) 제어에 의해 PCV(24)의 동작 응답 속도가 빠르게 이루어져 PVC(24)의 개도를 과도하게 빨리 줄여, 이로 인해 다시 압력 상승이 반복되는 압력의 오르내림에 따른 급변화 및 압력 맥동이 길어지게 되고 그에 따라 시스템의 운전에 대한 안정화에 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.
본 발명은 생산된 원유를 기체와 액체로 분리하여 처리하는 과정에서 발생하는 운전 압력 설정 범위 값 이상인 경우의 압력 제어와 이하인 경우의 압력 제어를 서로 달리 제어할 수 있도록 듀얼 PID 압력 제어를 적용함으로써, 최적의 압력 제어가 가능함은 물론, 특히 운전 압력 설정 범위 값 이하로 떨어질 경우 압력 제어 밸브의 빠른 응답속도로 인한 압력의 오르내림에 따른 급변화 및 압력 맥동을 최소화하고, 그에 따라 시스템에 대한 운전 안정화가 신속히 이루어질 수 있도록 한 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원유가 공급되는 베셀에 연결되는 가스처리라인 및 액체처리라인과; 상기 베셀의 내부 압력을 검출하도록 베셀과 연결되는 PT와; 상기 PT와 전기적 신호로 연결되는 PC와; 상기 가스처리라인으로부터 분기 형태로 연결된 연소라인에 구비되고 상기 PC와 전기적으로 신호 연결되는 PCV와; 운전 설정 조건에서 PC의 운전 압력 설정 범위 값 이상과 이하에 따라 PCV의 동작에 대한 응답 속도가 서로 다르게 제어되도록 각각 설정한 제1 및 제2 PID를 포함하여 구성되는 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템을 통해 목적을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명은 운전 압력 설정 범위 값 이상인 경우, PCV의 동작 응답 속도가 빠르게 이루어지도록 셋팅한 제1 PID 제어를 통해 압력 제어가 이루어지도록 하고, 상기 운전 압력 설정 범위 값 이하인 경우, 상기 제1 PID 제어에 따른 PCV의 동작 응답 속도 보다 느리게 제어될 수 있도록 셋팅한 제2 PID의 제어를 통해 압력 제어가 이루어지도록 한 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템을 통해 목적을 달성할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 운전 압력 설정 범위 값 이상인 경우의 압력 제어와 이하인 경우의 압력 제어를 서로 달리 제어할 수 있도록 듀얼 PID 압력 제어를 적용함으로써, 최적의 압력 제어가 가능함은 물론, 특히 운전 압력 설정 범위 값 이하로 떨어질 경우 압력 제어 밸브의 빠른 응답속도로 인한 압력의 오르내림에 따른 급변화 및 압력 맥동을 최소화할 수 있는 효과 및 시스템에 대한 운전 안정화가 신속히 이루어질 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 일반적인 원유생산시스템의 압력 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2에서는 본 발명에 따른 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템을 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.
간략히 설명하면 생산된 원유는 공급라인(10)을 통해 원유생산시스템의 베셀(12, vessel)로 공급된다. 상기 베셀(12)로 공급된 원유는 베셀(12)에서 기체와 액체로 분리되며 여기서 분리된 기체는 베셀(12)과 연결된 가스처리라인(14)으로 이송 처리되고, 액체는 액체처리라인(16)으로 이송 처리된다.
또한, 상기 베셀(12)은 베셀(12)의 내부 압력을 검출하는 PT(18)와 연결되어 있고, 상기 PT(18)는 PC(20)와 전기적 신호선(E1)으로 연결되어 있으며, 상기 PC(20)는 가스처리라인(14)으로부터 분기 형태로 연결된 연소라인(22)에 구비되어 있는 PCV(24)와 전기적 신호선(E2)으로 연결되어 있다.
또한, 상기 베셀(12)에는 수위를 검출하는 LT(26)가 구비되어 있고, LT(26)는 LC(28)와 전기적 신호선(E3)으로 연결되어 있으며, 상기 LC(28)는 액체처리라인(16)에 구비된 LCV(30)와 전기적 신호선(E4)으로 연결된다. 참고로, 수위에 따른 LCV(30)의 동작 제어는 앞서 설명된 배경기술과 동일하므로 중복설명을 피하고자 생략한다.
따라서, 상기 PT(18)에서 검출된 압력 수치에 따라 가스처리라인(14)으로부터 분기된 연소라인(22)의 PCV(24)에 대한 동작이 제어된다. 예를 들면, 상기 베셀(12)의 내부 압력 증가가 PC(20)에 사전 입력된 운전 압력 설정 범위 값 이상, 즉 오버 압력인 경우, PCV(24)를 개방하여 가스처리라인(14)으로 흐르는 가스의 일부를 연소라인(22)으로 이송 및 연소시킴으로써 베셀(12)의 내부 압력을 해소하고 있다.
위와 같은 원유생산시스템의 운전 설정 조건에서 특히, 운전 압력 설정 범위 값 이상을 형성하는 오버 압력의 경우, 예를 들어 압력 제어에 관여하는 PCV(24)의 동작 응답이 빠르게 이루어질 수 있도록 게인 값을 설정한 제1 PID(40) 제어를 통해 압력 제어가 빠르게 이루어지도록 함으로써 운전 압력이 시스템의 최대설계 압력 혹은 시스템의 비상정지가 요구되는 압력 설정 값을 초과하기 전에 가스처리라인(14)으로 흐르는 가스의 일부를 연소라인(22)으로 이송 및 연소시켜 그에 따라 시스템의 운전 안정화가 신속히 이루어질 수 있도록 제어한다.
반대로, 운전 압력 설정 범위 값 이하로 떨어질 경우, 앞서 언급한 동작 응답속도가 제1 PID(40) 응답 속도보다 느리게 제어될 수 있도록 게인 값으로 설정한 제2 PID(50) 제어를 통해 PCV(24)의 동작 응답이 느려지도록 함으로써,운전 압력 설정 범위 값 이하 운전조건에서 빠르게 셋팅 된 PID 게인 값에 따른 과대한 PCV(24) 개도 변경으로 인한 압력의 오르내림에 따른 급변화 및 압력 맥동을 최소화하고 그에 따라 시스템의 운전 안정화가 신속히 이루어질 수 있도록 한 것이다.
다시 말해, 본 발명에 따른 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템을 사용하게 되면, 운전 압력 설정 범위 값 이상의 경우와 이하의 경우에 대해 각각 해당하는 제1 및 제2 PID(40, 50) 제어 통하여 최적의 압력 제어와 함께 시스템의 안정화를 신속히 이룰 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 공급라인
12 : 베셀
14 : 가스처리라인
16 : 액체처리라인
18 : PT (Pressure Transmitter)
20 : PC (Pressure Controller)
22 : 연소라인
24 : PCV (Pressure Control Valve)
26 : LT (Level Transmitter)
28 : LC (Level Controller)
30 : LCV (Level Control Valve)
32 : PID
40 : 제1 PID
50 : 제2 PID

Claims (2)

  1. 원유가 공급되는 베셀(12)에 연결되는 가스처리라인(14) 및 액체처리라인(16)과;
    상기 베셀(12)의 내부 압력을 검출하도록 베셀(12)과 연결되는 PT(18)와;
    상기 PT(18)와 전기적 신호로 연결되는 PC(20)와;
    상기 가스처리라인(14)으로부터 분기 형태로 연결된 연소라인(22)에 구비되고 상기 PC(18)와 전기적으로 신호 연결되는 PCV(24)와;
    운전 설정 조건에서 PC(20)의 운전 압력 설정 범위 값 이상과 이하에 따라 PCV(24)의 동작에 대한 응답 속도가 서로 다르게 제어되도록 각각 설정한 제1 및 제2 PID(40, 50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전 압력 설정 범위 값 이상인 경우, PCV(24)의 동작 응답속도가 빠르게 이루어지도록 셋팅한 제1 PID(40) 제어를 통해 압력 제어가 이루어지도록 하고, 상기 운전 압력 설정 범위 값 이하인 경우, 상기 제1 PID(40) 제어에 따른 PCV(24)의 동작 응답속도 보다 느리게 제어될 수 있도록 셋팅한 제2 PID(50) 제어를 통해 압력 제어가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 듀얼 PID 압력 제어를 적용한 원유생산시스템.
KR1020180138886A 2018-11-13 2018-11-13 듀얼 pid 압력 제어를 적용한 원유생산시스템 KR102158914B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180138886A KR102158914B1 (ko) 2018-11-13 2018-11-13 듀얼 pid 압력 제어를 적용한 원유생산시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180138886A KR102158914B1 (ko) 2018-11-13 2018-11-13 듀얼 pid 압력 제어를 적용한 원유생산시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200055338A true KR20200055338A (ko) 2020-05-21
KR102158914B1 KR102158914B1 (ko) 2020-09-22

Family

ID=70910363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180138886A KR102158914B1 (ko) 2018-11-13 2018-11-13 듀얼 pid 압력 제어를 적용한 원유생산시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102158914B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111764877A (zh) * 2020-05-29 2020-10-13 中国海洋石油集团有限公司 临界破裂变压解堵工艺方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11235069A (ja) 1998-02-09 1999-08-27 Nec Corp 電動ブラインドの速度制御装置
JP2009015514A (ja) 2007-07-03 2009-01-22 Nippon Petroleum Refining Co Ltd Ｐｉｄ制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11235069A (ja) 1998-02-09 1999-08-27 Nec Corp 電動ブラインドの速度制御装置
JP2009015514A (ja) 2007-07-03 2009-01-22 Nippon Petroleum Refining Co Ltd Ｐｉｄ制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111764877A (zh) * 2020-05-29 2020-10-13 中国海洋石油集团有限公司 临界破裂变压解堵工艺方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102158914B1 (ko) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109506028B (zh) 一种压力调节阀的快速随动控制方法
KR20200055338A (ko) 듀얼 pid 압력 제어를 적용한 원유생산시스템
RU2015154098A (ru) Пилотный газовый регулятор с защитой диафрагмы
RU2014149173A (ru) Способ, способ для топливной системы двигателя и система двигателя
RU2015156475A (ru) Система регулирования давления отбираемого воздуха для противообледенительной системы воздушного судна, противообледенительная система мотогондолы двигателя воздушного судна и способ регулирования отбора воздуха в противообледенительной системе
RU2622575C1 (ru) Способ формирования водогазовой смеси для закачки в нагнетательную скважину и система управления для его реализации
CN104681470A (zh) 化学药液分配***及其流量控制方法
KR20170031279A (ko) 유정유체 분리장비
JP2017146084A (ja) 燃焼装置及び燃焼方法
JP4749103B2 (ja) ロードセンシング制御装置
JP4809809B2 (ja) 液体供給システム
JP3705750B2 (ja) 油圧駆動装置
JP6335757B2 (ja) ガス圧力調整装置
CN106287656A (zh) 用于给水***的控制***及方法
JP6552085B2 (ja) ボイラ給水装置
KR101030083B1 (ko) 도시가스 공급 시스템
JPWO2022153688A5 (ko)
CN208934756U (zh) 再热汽轮机高压旁路***
JP6836178B2 (ja) 給水制御システム
JP2000105610A (ja) 振り分け弁制御装置
MX2023011542A (es) Dispositivo de control de encendido/ apagado de bomba hidraulica y sistema provisto de este dispositivo.
JP2002121031A (ja) 溶融ガラスのための減圧清澄ユニット
JPS57103954A (en) Hydraulic control valve
JPS575121A (en) Flow rate control system
JP6300476B2 (ja) 流体圧回路の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant