RU2743870C1 - Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia - Google Patents

Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia Download PDF

Info

Publication number
RU2743870C1
RU2743870C1 RU2020119452A RU2020119452A RU2743870C1 RU 2743870 C1 RU2743870 C1 RU 2743870C1 RU 2020119452 A RU2020119452 A RU 2020119452A RU 2020119452 A RU2020119452 A RU 2020119452A RU 2743870 C1 RU2743870 C1 RU 2743870C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
temperature
lts
pid
input
Prior art date
Application number
RU2020119452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Александрович Николаев
Анатолий Кузьмич Арабский
Олег Сайфиевич Хасанов
Алексей Леонидович Агеев
Сергей Иванович Гункин
Александр Александрович Турбин
Этибар Гурбанали оглы Талыбов
Владислав Леонидович Пономарев
Сергей Петрович Железный
Илья Александрович Дяченко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Priority to RU2020119452A priority Critical patent/RU2743870C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2743870C1 publication Critical patent/RU2743870C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
    • F17D3/01—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of a product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.
SUBSTANCE: invention relates to the field of extraction and preparation of natural gas for long-distance transportation at complex gas treatment plants (CGTP) of oil and gas condensate fields (OGCF) of Northern Russia. Method includes monitoring by means of automatic process control system (APCS) of CGTP, flow rate of dried gas supplied to main gas pipeline (MGP), flow rate of unstable gas condensate (UGC) supplied to main condensate line (MCL), automatic maintenance of gas separation temperature in low-temperature separator of each technological line (TL) of low-temperature gas separation (LTGS) at a given gas flow rate therefrom by varying the degree of gas throttling on the union facing the separator. Task of the dispatcher of the gas producing company as per the volume of production of UGC is sent to the automated control system, which executes the task with the help of a proportional integral differentiating (PID) controller for maintaining the flow rate of UGC in the MCL, which is implemented on the basis of APCS. To the SP setting input of this PID-controller APCS sets the dispatcher setting signal. Simultaneously, APCS sends to its PV feedback input a signal of current flow rate of UGC in MCL. At the SP input, this proportional-integral-derivative controller (PID) controller of the APCS PID controller controls the dispatcher setting signal, and at the same time to its feedback input the PV signals the current flow rate of the UGC to the MCL. Simultaneously, to the PV feedback input of these PID controllers, the APCS sends a signal of actual flow of the dried gas to the CGTP. Also, at the input of CV of PID-controllers of each LTS TL, a signal of the coefficient of the proportionality factor Cp_i, (where i is the LTS TL number), which determines the degree of action of this PID-controller on the control valve (CV) of the gas flow rate through it LTS TL. Value of the coefficient of proportionality Cp_i is determined for each LTS TL by its proportionality coefficient calculation unit depending on the current temperature in the low-temperature separator of said lines by the readings recorded by the ACS with the help of a corresponding temperature sensor.
EFFECT: method provides a given degree of UGC extraction from natural gas at the CGTP in the initial and increasing stages of the OGCF operation with observance of the norms and restrictions on the process technological parameters, which are set by the process regulations of the installation, guaranteeing the specified quality of natural gas treatment for long-distance transport with simultaneous consideration of actual condition of the equipment of the plant.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи и подготовки природного газа валанжинских залежей (далее природный газ) к дальнему транспорту на установках комплексной подготовки газа (УКПГ) нефтегазоконденсатных месторождений (НГКМ) Севера РФ.The invention relates to the field of production and preparation of natural gas from Valanginian deposits (hereinafter natural gas) for long-distance transport at integrated gas treatment units (CTP) of oil and gas condensate fields (NGKM) in the North of the Russian Federation.

На НГКМ Севера РФ производится разработка валанжинских залежей, расположенных на глубине порядка 3500÷3600 м, пластовый газ который содержит значительное количество конденсата, достигающее 300÷350 г/куб метр [см., например, стр. 360, Андреев Е.Б. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа: учебное пособие для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2008. - 399 с.]. При высоких пластовых давлениях, которые характерны для валанжинских залежей, подготовку газа к дальнему транспорту осуществляют методами низкотемпературной сепарации (НТС) или низкотемпературной абсорбции, которые сводятся к охлаждению природного газа с последующим разделением газоконденсатной смеси на жидкую и газовую фазу.At the oil and gas condensate field of the North of the Russian Federation, Valanginian deposits are being developed, located at a depth of about 3500 ÷ 3600 m, formation gas which contains a significant amount of condensate, reaching 300 ÷ 350 g / cubic meter [see, for example, p. 360, Andreev Ye.B. and other Automation of technological processes of oil and gas production and preparation: textbook for universities. - M .: LLC "Nedra-Business Center", 2008. - 399 p.]. At high reservoir pressures, which are typical for Valanginian deposits, gas preparation for long-distance transport is carried out by low-temperature separation (LTS) or low-temperature absorption methods, which are reduced to natural gas cooling with subsequent separation of the gas-condensate mixture into liquid and gas phases.

Технология промысловой обработки природных газов НГКМ севера РФ характеризуется низкой степенью извлечения жидких углеводородов: этана - около 10, пропан-бутанов - 30, компонентов тяжелых углеводородов C5+В - 95 мас. % от их потенциального содержания в пластовом газе [например, см. стр. 371, Гриценко А.И. и др. Сбор, промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. - М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. - 473 с.]. Именно относительно низкий уровень извлечения углеводородов в промысловых условиях НГКМ Севера РФ создал возможность широкого применения технологического процесса НТС на температурном уровне до минус 30°С на УКПГ [например, см. стр. 371-403, Гриценко А.И. и др. Сбор, промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. - М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. - 473 с.].The technology of field processing of natural gases at the oil and gas condensate field in the north of the Russian Federation is characterized by a low degree of recovery of liquid hydrocarbons: ethane - about 10, propane-butanes - 30, heavy hydrocarbon components C 5 + B - 95 wt. % of their potential content in reservoir gas [for example, see p. 371, Gritsenko A.I. and other Collection, field preparation of gas in the northern fields of Russia. - M .: JSC "Publishing house" Nedra ", 1999. - 473 p.]. It is the relatively low level of hydrocarbon recovery in the field conditions of the oil and gas condensate field in the North of the Russian Federation that has created the possibility of widespread use of the LTS technological process at temperatures up to minus 30 ° С at the gas processing plant [for example, see pp. 371-403, Gritsenko A.I. and other Collection, field preparation of gas in the northern fields of Russia. - M .: JSC "Publishing house" Nedra ", 1999. - 473 p.].

На УКПГ природный газ осушается по влаге и углеводородам до определенных кондиций в соответствии с требованиями и нормами для природного газа холодной климатической зоны по ОСТ 51.40-93 «Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам», а конденсат газовый нестабильный (товарный) по СТО Газпром 5.11-2008 «Конденсат газовый нестабильный». Для соблюдения норм и требований этих регламентирующих документов температура в низкотемпературном сепараторе должна поддерживаться на уровне минус 23-30°С. Этот режим работы низкотемпературного сепаратора обеспечивает достижение температуры осушаемого газа на выходе УКПГ близким к температуре грунта, что в условиях Севера гарантирует стационарность состояния системы трубопровод - многолетнемерзлые породы [например, см. стр. 778, Вяхирев Р.И., Гриценко А.И., Тер-Саркисов P.M. Разработка и эксплуатация газовых месторождений. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. - 880 с.].At the GPP, natural gas is dried for moisture and hydrocarbons to certain conditions in accordance with the requirements and standards for natural gas in a cold climatic zone according to OST 51.40-93 "Natural combustible gases supplied and transported through main gas pipelines", and unstable gas condensate (commercial) according to STO Gazprom 5.11-2008 “Unstable gas condensate”. To comply with the norms and requirements of these regulatory documents, the temperature in the low-temperature separator must be maintained at a level of minus 23-30 ° C. This mode of operation of the low-temperature separator ensures that the temperature of the dried gas at the outlet of the GPP is close to the temperature of the soil, which in the North guarantees the stationarity of the state of the pipeline system - permafrost [for example, see p. 778, Vyakhirev RI, Gritsenko AI. , Ter-Sarkisov PM Development and operation of gas fields. - M .: LLC "Nedra-Business Center", 2002. - 880 p.].

Для получения низких температур в УКПГ используют пластовую энергию природного газа или искусственное охлаждение. В первом случае температура природного газа понижается в результате адиабатического расширения (дросселирование), во втором - за счет внешних источников холода (агрегаты воздушного охлаждения, турбодетандерные агрегаты). В начальной и нарастающих стадиях эксплуатации НГКМ, как правило, используют технологические схемы с получением холода за счет дросселирования газа на штуцере.To obtain low temperatures, the gas processing unit uses reservoir energy of natural gas or artificial cooling. In the first case, the temperature of natural gas decreases as a result of adiabatic expansion (throttling), in the second - due to external sources of cold (air cooling units, turbo expander units). In the initial and increasing stages of oil and gas condensate field operation, as a rule, technological schemes are used with obtaining cold due to gas throttling at the choke.

Согласно технологического процесса сбора и подготовки природного газа к дальнему транспорту природный газ от кустов эксплуатационных скважин поступает в УКПГ - в здание переключающей арматуры. Из него газ через общий коллектор распределяется по нескольким (до 8, а в перспективе - и более) идентичным технологическим линиям (ТЛ) НТС газа [см. стр. 361, Андреев Е.Б. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа: учебное пособие для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2008. - 399 с.]. Например, на Заполярном НГКМ в УКПГ используются по четыре ТЛ НТС газа.According to the technological process of collecting and preparing natural gas for long-distance transport, natural gas from the clusters of production wells enters the GPP - the switching valve building. From it, gas through a common collector is distributed over several (up to 8, and in the future - and more) identical technological lines (TL) of LTS gas [see. p. 361, Andreev E.B. and other Automation of technological processes of oil and gas production and preparation: textbook for universities. - M .: LLC "Nedra-Business Center", 2008. - 399 p.]. For example, at the Zapolyarnoye oil and gas condensate field, the gas treatment plant uses four TL LTS of gas.

В процессе эксплуатации, по разным причинам, например, из-за залповых выбросов воды и пескопроявления в скважинах, возникающих при добыче природного газа, из-за коррозии оборудования и т.д., происходит изменение состояния оборудования ТЛ НТС, приводящее к ухудшению качества его работы, в том числе к ухудшению свойств разделения сепараторов. Это увеличивает унос капельной жидкости и механических примесей из них, что приводит к снижению эффективности работы рекуперативных теплообменников (ТО) из-за загрязнения поверхности их теплообменных труб. Происходит образование гидратных и иных отложений в аппаратах УКПГ, что приводит к изменению перепада давления в них и, в конечном итоге, сказывается на эффективности их работы.During operation, for various reasons, for example, due to burst outbursts of water and sand production in wells arising from natural gas production, due to corrosion of equipment, etc., there is a change in the state of equipment TL LTS, leading to a deterioration in the quality of its work, including the deterioration of the separation properties of separators. This increases the carryover of dropping liquid and mechanical impurities from them, which leads to a decrease in the efficiency of recuperative heat exchangers (HE) due to contamination of the surface of their heat exchange tubes. The formation of hydrate and other deposits in the units of the CGTP occurs, which leads to a change in the pressure drop in them and, ultimately, affects the efficiency of their work.

Очевидно, что изменение состояния оборудования ТЛ НТС на УКПГ протекает не одинаково. Поэтому фактическое состояние оборудования ТЛ НТС по работоспособности со временем будет отличаться друг от друга. Следовательно, для повышения эффективности процесса подготовки природного газа к дальнему транспорту необходимо осуществлять распределение нагрузки между ТЛ НТС УКПГ в реальном режиме его работы с учетом фактического состояния каждой линий. Это позволит значительно повысить качества подготавливаемого природного газа к дальнему транспорту при соблюдении норм и ограничений технологического регламента УКПГ.It is obvious that the change in the state of the equipment of TL LTS at the GPP does not proceed in the same way. Therefore, the actual state of the equipment of TL NTS in terms of operability over time will differ from each other. Consequently, in order to increase the efficiency of the process of preparing natural gas for long-distance transport, it is necessary to distribute the load between the TL NTS of the UKPG in the real mode of its operation, taking into account the actual state of each line. This will significantly improve the quality of the prepared natural gas for long-distance transport, while observing the norms and restrictions of the technological regulations of the CGTP.

На качество товарной продукции при процессе НТС существенное влияние оказывает изменение температуры в низкотемпературном сепараторе [например, см., А.В. Кравцов и др. Анализ влияния технологических параметров и оптимизация процессов низкотемпературной сепарации. Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 315. №3, стр. 57-60]. Поэтому, при подготовке природного газа к дальнему транспорту, поддержание заданной температуры в низкотемпературном сепараторе, регламентируемое технологическим регламентом УКПГ, имеет первостепенное значение. А это значит, что для получения нестабильного газового конденсата (НГК) на выходе УКПГ с заданными характеристиками необходимо строго соблюдать температурный режим работы низкотемпературного сепаратора в рамках уставок, предусмотренных технологическим регламентом установки. Действительно, снижение температуры в низкотемпературном сепараторе ниже минимальной уставки Тмин вызывает выделение легких фракций конденсата, что может привести к проблемам при его транспортировке, а повышение температуры в нем выше максимальной уставки Тмакс приведет к неоправданным его потерям.The quality of marketable products during the LTS process is significantly influenced by the change in temperature in the low-temperature separator [for example, see A.V. Kravtsov et al. Analysis of the influence of technological parameters and optimization of low-temperature separation processes. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2009. T. 315. No. 3, pp. 57-60]. Therefore, when preparing natural gas for long-distance transport, maintaining the set temperature in the low-temperature separator, regulated by the technological regulations of the UKPG, is of paramount importance. This means that in order to obtain unstable gas condensate (NGK) at the outlet of the GPP with the specified characteristics, it is necessary to strictly observe the operating temperature of the low-temperature separator within the limits of the settings provided for by the technological regulations of the unit. Indeed, a decrease in the temperature in the low-temperature separator below the minimum setting T min causes the release of light fractions of condensate, which can lead to problems during its transportation, and an increase in temperature in it above the maximum setting T max will lead to unjustified losses.

Известен способ автоматического управления подготовки природного газа на ТЛ НТС газа к дальнему транспорту, который позволяет автоматически поддерживать температуру сепарации газа в низкотемпературном сепараторе, при заданном значении расхода газа по ТЛ НТС, путем изменения степени дросселирования газа на штуцерах, стоящих перед этими сепараторами [см., стр. 111-112, Б.Ф. Тараненко, В.Т. Герман. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. М., "Недра", 1976 г., 213 с.].A known method of automatic control of natural gas preparation on TL LTS gas for long-distance transport, which allows you to automatically maintain the temperature of gas separation in a low-temperature separator, at a given value of gas flow rate on TL LTS, by changing the degree of gas throttling on the fittings facing these separators [see. , pp. 111-112, B.F. Taranenko, V.T. Hermann. Automatic control of gas production facilities. M., "Nedra", 1976, 213 p.].

Недостатком указанного способа является то, что он никак не учитывает фактическое состояние оборудования при распределении нагрузки между ТЛ НТС. Этот фактор снижает эффективность процесса разделения газоконденсатной смеси и приводит к ухудшению качества, как подготовляемого газа, так и НГК к дальнему транспорту.The disadvantage of this method is that it does not take into account the actual state of the equipment in the distribution of the load between TL NTS. This factor reduces the efficiency of the gas-condensate mixture separation process and leads to a deterioration in the quality of both the prepared gas and the NGK for long-distance transport.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ автоматического управления подготовки газа на ТЛ НТС газа к дальнему транспорту, который позволяет автоматически поддерживать температуру сепарации газа в низкотемпературном сепараторе, при заданном значении расхода газа по нему путем изменения степени дросселирования газа на штуцерах, стоящих перед этими сепараторами [см. стр. 404, Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов. М., недра, 1983, 424 с.]The closest in technical essence to the claimed invention is a method of automatic control of gas preparation on TL LTS gas for long-distance transport, which allows you to automatically maintain the temperature of gas separation in a low-temperature separator, at a given value of gas flow through it by changing the degree of gas throttling at the fittings facing these separators [see. p. 404, Isakovich R.Ya., Loginov V.I., Popadko V.E. Automation of production processes in the oil and gas industry. Textbook for universities. M., nedra, 1983, 424 p.]

Существенным недостатком данного способа является то, что в нем, как и в аналоге, не учитываются изменения состояния оборудования ТЛ НТС, которые происходят в процессе эксплуатации и которые необходимо учитывать при распределении нагрузки между ТЛ НТС. Этот фактор снижает эффективность процесса разделения газоконденсатной смеси и приводит к ухудшению качества, как подготавливаемого газа, так и НГК к дальнему транспорту.A significant disadvantage of this method is that it, like in the analogue, does not take into account the changes in the state of the equipment of the TL NTS, which occur during operation and which must be taken into account when distributing the load between the TL NTS. This factor reduces the efficiency of the gas-condensate mixture separation process and leads to a deterioration in the quality of both the prepared gas and the NGK for long-distance transport.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности процесса подготовки природного газа и НГК к дальнему транспорту и улучшение качества подготавливаемой продукции для поставки потребителям.The aim of the present invention is to improve the efficiency of the process of preparing natural gas and oil and gas condensate for long-distance transport and improve the quality of prepared products for delivery to consumers.

Техническим результатом, достигаемым от реализации настоящего изобретения, является обеспечение заданной степени извлечения НГК из природного газа на УКПГ при соблюдении норм и ограничений на технологические параметры процесса, установленные технологическим регламентом установки, с одновременным учетом фактического состояния ее оборудования для оптимизации процессов НТС газа.The technical result achieved from the implementation of the present invention is to provide a predetermined degree of oil and gas recovery from natural gas at the gas processing plant, subject to the norms and restrictions on the technological parameters of the process established by the technological regulations of the installation, while taking into account the actual state of its equipment to optimize the LTS gas processes.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ автоматического распределения нагрузки между ТЛ НТС на УКПГ НГКМ Севере РФ включает контроль средствами автоматизированной системы управления технологическим процессами (АСУ ТП) УКПГ:The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of automatic load distribution between TL LTS at the gas processing plant of the oil and gas condensate field in the North of the Russian Federation includes control by means of an automated process control system (APCS) of the gas processing plant:

- расхода осушенного газа, поступающего в магистральный газопровод (МГП);- consumption of dried gas entering the main gas pipeline (MGP);

- расхода НГК, поступающего в магистральный конденсатопровод (МКП);- the consumption of NGK entering the main condensate pipeline (MCP);

- автоматическое поддержание температуры сепарации газа в низкотемпературном сепараторе каждой ТЛ НТС при заданном значении расхода газа по нему путем изменения степени дросселирования газа на штуцере, стоящем перед этим сепаратором.- automatic maintenance of the gas separation temperature in the low-temperature separator of each TL NTS at a given value of the gas flow through it by changing the degree of gas throttling at the choke in front of this separator.

Поставленная цель достигается за счет того, что задание диспетчера газодобывающего предприятия по объему добычи НГК поступает в АСУ ТП УКПГ, которая исполняет задание с помощью пропорционально интегрально дифференцирующего (ПИД) регулятора поддержания расхода НГК в МКП, реализованного на базе АСУ ТП. На вход задания SP этого ПИД-регулятора АСУ ТП подает сигнал задания диспетчера. Одновременно АСУ ТП подает на его вход обратной связи PV сигнал текущего расхода НГК в МКП. ПИД-регулятор сравнивает эти параметры и формирует на своем выходе CV сигнал задания, который подает на вход задания SP ПИД-регуляторов всех ТЛ НТС газа. Одновременно на вход обратной связи PV этих ПИД-регуляторов АСУ ТП подает сигнал фактического расхода осушенного газа по УКПГ. Также одновременно на вход Kp ПИД-регулятора каждой ТЛ НТС подается значения коэффициента пропорциональности Кп_i, где i номер ТЛ НТС, определяющего степень воздействия этого ПИД-регулятора на управляемый им клапан-регулятор (КР) расхода газа по его ТЛ НТС. При этом величина коэффициента пропорциональности Кп_i определяется блоком расчета коэффициента пропорциональности ТЛ НТС, в зависимости от текущей температуры в низкотемпературном сепараторе этой линий по показаниям, регистрируемым АСУ ТП с помощью соответствующего датчика температуры, по следующим формулам:This goal is achieved due to the fact that the task of the dispatcher of the gas production company in terms of oil and gas production volume is sent to the automated process control system of the gas processing plant, which performs the task using a proportionally integral differentiating (PID) regulator for maintaining the oil and gas production in the MCP, implemented on the basis of the automated process control system. The control signal of the dispatcher is sent to the SP reference input of this PID-controller of the ACS TP. At the same time, the APCS sends a signal of the current flow rate of the oil and gas condensate to the MCP to its PV feedback input. The PID controller compares these parameters and generates a reference signal at its CV output, which feeds the SP reference input of the PID controllers of all LPNC gas TLs. At the same time, to the PV feedback input of these PID controllers, the ACS sends a signal of the actual dry gas flow rate at the gas treatment plant. Also, at the same time, the values of the proportionality coefficient K p_i are fed to the input Kp of the PID controller of each TL NTS, where i is the TL NTS number, which determines the degree of influence of this PID controller on the gas flow rate regulator (KR) controlled by it according to its TL NTS. In this case, the value of the proportionality coefficient K p_i is determined by the unit for calculating the proportionality coefficient of the TL LTS, depending on the current temperature in the low-temperature separator of this line according to the readings recorded by the APCS using the appropriate temperature sensor, according to the following formulas:

если производительность необходимо повысить, т.е. Fплан-Fфакт>0, то:if productivity needs to be increased, i.e. F plan -F fact > 0, then:

Figure 00000001
Figure 00000001

если производительность необходимо понизить, т.е. Fплан - Fфакт<0, то:if performance needs to be reduced, i.e. F plan - F fact <0, then:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Ti - текущее значение температуры в низкотемпературном сепараторе i-ой ТЛ НТС, поступающее на вход I.i ее блока расчета коэффициента пропорциональности;where T i is the current value of the temperature in the low-temperature separator of the i-th TL NTS, entering the input Ii of its block for calculating the proportionality coefficient;

Тмакс_i - уставка максимально допустимой температуры в низкотемпературном сепараторе i-ой ТЛ НТС, поступающая на вход I.2 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;T max_i is the setting of the maximum allowable temperature in the low-temperature separator of the i-th TL LTS, entering the input I. 2 of its block for calculating the proportionality coefficient;

Тмин_i - уставка минимально допустимой температуры в низкотемпературном сепараторе i-ой ТЛ НТС, поступающая на вход I.3 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;T min_i is the setting of the minimum permissible temperature in the low-temperature separator of the i-th TL LTS, entering the input I. 3 of its blocks for calculating the proportionality coefficient;

Кп_макс_i - уставка максимального значения коэффициента пропорциональности ПИД-регулятора i-ой ТЛ НТС, поступающая на вход I.4 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;K p_max_i is the setting of the maximum value of the proportionality coefficient of the PID controller of the i-th TL NTS, entering the input I. 4 of its blocks for calculating the proportionality coefficient;

Кп_мин_i - уставка минимального значения коэффициента пропорциональности ПИД-регулятора i-ой ТЛ НТС, поступающая на вход I.5 ее блока расчета коэффициента пропорциональности 24i.K p_min_i is the setting of the minimum value of the proportionality coefficient of the PID controller of the i-th TL NTS, entering the input I. 5 of its block for calculating the proportionality coefficient 24 i .

При этом вычисление Кп_i по формулам (1) и (2) ограничивается следующими условиями:In this case, the calculation of K p_i according to formulas (1) and (2) is limited by the following conditions:

если Кп_i<Кп_мин_i, то Кп_i=Кп_мин_i,if K p_i <K p_min_i , then K p_i = K p_min_i ,

если Кп_i>Кп_макс_i, то Кп_i=Кп_макс_i.if K p_i > K p_max_i , then K p_i = K p_max_i .

Значения Кп_мин_i, Кп_макс_i, Тмакс_i и Тмин_i задаются при настройке системы управления обслуживающим персоналом с учетом технологических норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки.The values K p_min_i , K p_max_i , Tmax_i and Tmin_i are set when setting up the control system for the operating personnel, taking into account the technological standards and restrictions provided for by the technological regulations of the installation.

Если в ходе технологического процесса температура в низкотемпературном сепараторе одой из ТЛ НТС выйдет за границы Тмакс или Тмин, обозначенные в технологическом регламенте УКПГ, то АСУ ТП формирует сообщение об этом оператору установки для оценки сложившейся ситуации на конкретной ТЛ НТС и принятия решения по изменению технологического режима работы установки.If, during the technological process, the temperature in the low-temperature separator by one of the TL LTS goes beyond the boundaries of T max or T min indicated in the technological regulations of the UKPG, then the APCS generates a message about this to the plant operator to assess the current situation on a specific TL LTS and make a decision to change technological mode of operation of the installation.

Если в ходе технологического процесса значение температуры точки росы осушенного газа, поступающего в МГП, достигнет верхней допустимой границы, определенной технологическим регламентом установки, АСУ ТП формирует об этом сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы установки.If in the course of the technological process the value of the dew point temperature of the dried gas entering the MHP reaches the upper permissible limit determined by the technological regulations of the installation, the APCS generates a message about this to the operator of the installation to make a decision on changing the operating mode of the installation.

На фиг. 1 приведена укрупненная принципиальная технологическая схема УКПГ, а на фиг. 2 структурная схема автоматического управления распределением нагрузки между ТЛ НТС УКПГ.FIG. 1 shows an enlarged schematic flow diagram of the GPP, and Fig. 2 block diagram of automatic control of load distribution between TL NTS UKPG.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения:FIG. 1, the following designations are used:

1 - коллектор сырого газа;1 - raw gas collector;

2i - входная линия i-ой ТЛ НТС, (i - номер ТЛ НТС, i=1, 2, …, n, где n - число ТЛ НТС на УКПГ);2 i is the input line of the i-th LNV TL, (i is the number of the LNV TL, i = 1, 2,…, n, where n is the number of LNV TL at the GPP);

3i - сепаратор первой ступени сепарации i-ой ТЛ НТС;3 i - separator of the first stage of separation of the i-th TL LTS;

4i - разделитель жидкостей i-ой ТЛ НТС;4 i - liquid separator of the i-th TL NTS;

5 - датчик расхода газового конденсата по УКПГ;5 - gas condensate flow sensor for the UKPG;

6i - рекуперативный теплообменник (ТО) газ-конденсат i-ой ТЛ НТС;6 i - recuperative heat exchanger (TO) gas-condensate of the i-th TL LTS;

7i - рекуперативный ТО газ-газ i-ой ТЛ НТС;7 i - recuperative TO gas-gas of the i-th TL LTS;

8i - промежуточный сепаратор сепарации i-ой ТЛ НТС;8 i - intermediate separator for separation of the i-th TL LTS;

9i - КР расхода газоконденсатной смеси i-ой ТЛ НТС;9 i - KP flow rate of the gas condensate mixture of the i-th TL LTS;

10i - низкотемпературный сепаратор i-ой ТЛ НТС;10 i - low-temperature separator of the i-th TL NTS;

11i - датчики температуры в низкотемпературном сепараторе газа i-ой ТЛ НТС;11 i - temperature sensors in the low-temperature gas separator of the i-th TL NTS;

12i - датчик расхода осушенного газа i-ой ТЛ НТС;12 i - flow sensor of dried gas of the i-th TL NTS;

13 - датчики температуры точки росы газа осушенного газа;13 - dry gas dew point temperature sensors;

14 - АСУ ТП УКПГ;14 - APCS of the UKPG;

Для простоты на фиг. 1 показаны связи датчиков и КР с АСУ ТП только для 1-ой ТЛ НТС.For simplicity, FIG. 1 shows the connections of the sensors and KR with the APCS only for the 1st TL NTS.

На фиг. 2 использованы следующие обозначения:FIG. 2, the following notation is used:

15 - сигнал фактического расхода НГК по УКПГ, формируемый АСУ ТП по показаниям датчика 5;15 - signal of the actual consumption of NGK at the UKPG, generated by the APCS according to the readings of the sensor 5;

16 - сигнал плана добычи НГК по УКПГ, задаваемый оператором установки на основании суточного плана добычи по УКПГ нефтегазодобывающего предприятия, задаваемого диспетчером;16 - signal of the oil and gas production plan for the GTP, set by the plant operator on the basis of the daily production plan for the GTP of the oil and gas production company, set by the dispatcher;

17 - сигнал фактического расхода осушенного газа по УКПГ, значение которого АСУ ТП определяет путем суммирования показания датчиков 12i;17 - signal of the actual consumption of dried gas for the UKPG, the value of which is determined by the APCS by summing the readings of the sensors 12 i ;

18i - сигнал фактической температуры газа, измеряемой датчиком 11i в низкотемпературном сепараторе 10i i-ой ТЛ НТС;18 i - signal of the actual gas temperature measured by the sensor 11 i in the low-temperature separator 10 i of the i-th TL LTS;

19i - Тмакс_i - уставка максимально допустимой температуры в низкотемпературном сепараторе 10i i-ой ТЛ НТС;19 i - T max_i - setting of the maximum allowable temperature in the low-temperature separator 10 i of the i-th TL NTS;

20i - Тмин_i - уставка минимально допустимой температуры в низкотемпературном сепараторе 10i i-ой ТЛ НТС;20 i - T min_i is the setting of the minimum allowable temperature in the low-temperature separator 10 i of the i-th TL NTS;

21i - Кп_макс_i - уставка максимального значения коэффициента пропорциональности ПИД-регулятора 25i i-ой ТЛ НТС;21 i - K p_max_i is the setting of the maximum value of the proportionality coefficient of the PID controller 25 i of the i-th TL NTS;

22i - Кп_мин_i - уставка минимального значения коэффициента пропорциональности ПИД-регулятора 25i i-ой ТЛ НТС;22 i - K p_min_i is the setting of the minimum value of the proportionality coefficient of the PID controller 25 i of the i-th TL NTS;

23 - ПИД-регулятор поддержания уровня добычи НГК по УКПГ;23 - PID-regulator for maintaining the oil and gas production level at the GPP;

24i - блок расчета коэффициента пропорциональности i-ой ТЛ НТС;24 i - block for calculating the proportionality coefficient of the i-th TL NTS;

25i - ПИД-регулятор, обеспечивающий уровень добычи НГК по i-ой ТЛ НТС;25 i - PID-regulator, which ensures the level of oil and gas production according to the i-th TL STS;

26i - сигнал управления, подаваемый на КР расхода природного газа 9i i-ой ТЛ НТС, подаваемый с ПИД-регулятора 25i.26 i - control signal supplied to the KR of natural gas flow rate 9 i i-th TL NTS, supplied from the PID controller 25 i .

Процесс подготовки природного газа к дальнему транспорту на i-ой ТЛ НТС, приведенной на фиг. 1, предусматривает:The process of preparing natural gas for long-distance transport on the i-th TL LTS, shown in Fig. 1, provides:

- первичную сепарацию природного газа во входном сепараторе 3i;- primary separation of natural gas in the inlet separator 3 i ;

- охлаждение входного потока газоконденсатной смеси в рекуперативных ТО газ-газ 7i потоком охлажденного газа и газ-конденсат 6i потоком охлажденного конденсата;- cooling the input flow of the gas-condensate mixture in the recuperative TO gas-gas 7 i with the flow of cooled gas and gas-condensate 6 i with the flow of cooled condensate;

- промежуточную сепарацию газоконденсатной смеси в сепараторе 8i для последующего ее разделения;- intermediate separation of the gas-condensate mixture in the separator 8 i for its subsequent separation;

- охлаждение газоконденсатной смеси за счет дросселирования потока на КР 9i;- cooling of the gas-condensate mixture by throttling the flow to KP 9 i ;

- окончательную сепарацию охлажденной газоконденсатной смеси в низкотемпературном сепараторе 10i.- final separation of the cooled gas-condensate mixture in the low-temperature separator 10 i .

ПИД-регулятор 23 поддержания уровня добычи НГК по УКПГ, блоки расчета коэффициента пропорциональности 24 и ПИД-регуляторы 25, обеспечивающий уровень добычи НТК реализованы на базе АСУ ТП.The PID controller 23 for maintaining the oil and gas complex production at the GPP, the proportionality coefficient calculation blocks 24 and the PID controllers 25 that ensure the production level of the STC are implemented on the basis of an automated process control system.

Способ автоматического распределения нагрузки между ТЛ НТС на УКПГ НГКМ севера РФ реализуют следующим образом.The method of automatic load distribution between TL NTS at the gas processing plant of the oil and gas condensate field in the north of the Russian Federation is implemented as follows.

Природный газ от кустов эксплуатационных скважин поступает в УКПГ - в здание переключающей арматуры, откуда через коллектор сырого газа 1 распределяется между ТЛ НТС и по входным линиям 2i подается в сепаратор первой ступени сепарации 3i, где в нем отделяется жидкая фаза (пластовая вода с растворенным ингибитором и сконденсировавшийся углеводородный конденсат). Отсепарированная газоконденсатная смесь разделяется на два потока, один из которых направляется в рекуперативный ТО газ-газ 7i, а второй в ТО газ-конденсат 6i, для рекуперации холода с дросселированного потока газа и отделенного конденсата. Для предупреждения гидратообразования в поток смеси перед ТО впрыскивают ингибитор гидратообразования (на фиг. 1 не показан). Далее потоки охлажденной газожидкостной смеси с выходов ТО 6i «газ-конденсат» и 7i «газ-газ» объединяются и объединенный поток поступает на вход промежуточного сепаратора 8i, где происходит дальнейшее отделение жидкой фазы. С выхода промежуточного сепаратора 8i газожидкостная смесь через КР расхода 9i поступает в низкотемпературный сепаратор 10i, где из потока смеси окончательно отделяются сконденсировавшиеся жидкие углеводороды и водный раствор ингибитора (ВРИ) гидратообразования.Natural gas from the clusters of production wells enters the GPP - to the switching valve building, from where it is distributed through the raw gas collector 1 between the TL LTS and through the input lines 2 i is fed to the separator of the first separation stage 3 i , where it separates the liquid phase (formation water from dissolved inhibitor and condensed hydrocarbon condensate). The separated gas-condensate mixture is divided into two streams, one of which is directed to the recuperative TO gas-gas 7 i , and the second to the TO gas-condensate 6 i , to recover cold from the throttled gas flow and separated condensate. To prevent hydrate formation, a hydrate inhibitor (not shown in Fig. 1) is injected into the mixture stream before TO. Further, the flows of the cooled gas-liquid mixture from the outputs of TO 6 i "gas-condensate" and 7 i "gas-gas" are combined and the combined flow enters the inlet of the intermediate separator 8 i , where further separation of the liquid phase takes place. From the outlet of the intermediate separator 8 i, the gas-liquid mixture through the KR flow rate 9 i enters the low-temperature separator 10 i , where condensed liquid hydrocarbons and an aqueous solution of the hydrate formation inhibitor (VRI) are finally separated from the mixture flow.

Снижение температуры газоконденсатной смеси в низкотемпературном сепараторе 10i происходит за счет дросселирования газа на КР расхода 9i.The decrease in the temperature of the gas-condensate mixture in the low-temperature separator 10 i occurs due to the throttling of the gas at the KP flow rate 9 i .

Осушенный газ из низкотемпературного сепаратора 10i проходит через рекуперативный ТО 7i, где нагревается. С выхода ТО 7i он подается в МГП, оснащенный датчиком расхода газа 12i. Жидкая фаза - НГК из низкотемпературного сепаратора 10i и промежуточного сепаратора 8i, проходя через рекуперативный ТО 6i, нагревается и смешивается с жидкой фазой, отводимой из сепаратора 3i. Этот объединенный поток поступает в трехфазный разделитель жидкостей 4i. Из него газ выветривания отправляется либо на факел, либо используется на собственные нужды. ВРИ, выводимый из нижней части трехфазного разделителя жидкостей 4i, направляется на регенерацию в цех регенерации ингибитора УКПГ, а НГК подается в МКП для дальнейшей транспортировки потребителям.The dried gas from the low-temperature separator 10 i passes through the recuperative TO 7 i , where it is heated. From the outlet of TO 7 i, it is fed to the MGP equipped with a gas flow sensor 12 i . The liquid phase - NGK from the low-temperature separator 10 i and the intermediate separator 8 i , passing through the recuperative TO 6 i, is heated and mixed with the liquid phase withdrawn from the separator 3 i . This combined flow enters the 3-phase liquid separator 4 i . From it, the weathering gas is sent either to a torch or used for own needs. VRI, withdrawn from the lower part of the three-phase separator of liquids 4 i , is sent for regeneration to the inhibitor regeneration workshop of the UKPG, and the NGK is supplied to the MCP for further transportation to consumers.

НГК по сравнению с осушенным газом считается более ценным продуктом, поэтому в УКПГ, в первую очередь поддерживают уровень добычи по НГК.NGK is considered a more valuable product in comparison with dry gas, therefore, at the GPP, first of all, the level of production at NGK is maintained.

Задание диспетчера газодобывающего предприятия по уровню добычи НГК АСУ ТП 14 поддерживает путем регулирования расхода природного газа по УКПГ с помощью ПИД-регулятора 23. Для этого АСУ ТП 14 на вход задания SP ПИД-регулятора 23 подает сигнал 16, соответствующий плану добычи НГК по УКПГ. Одновременно АСУ ТП на вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора подает сигнал 15 с датчика 5, соответствующий значению фактического расхода НГК по УКПГ. Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 23 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал, обеспечивающий заданный уровень добычи НГК по УКПГ, который подает на вход задания SP ПИД-регуляторов 25 всех ТЛ НТС. Одновременно на вход обратной связи PV ПИД-регуляторов 25 АСУ ТП 14 подают общий для всех сигнал 17 - значение суммарного расхода осушенного газа по всем ТЛ НТС УКПГ, который определяется путем суммирования показаний датчиков расхода газа 12i, установленных на каждой i-ой ТЛ НТС. Также одновременно на вход Kp каждого ПИД-регулятора 25, подается индивидуальный сигнал значения коэффициента пропорциональности Кп_i, определяющего степень воздействия ПИД-регулятора 25i на КР 9i расхода газа по i-ой ТЛ НТС. При этом величина коэффициента пропорциональности Кп_i определяется для каждой ТЛ НТС блоками расчета коэффициента пропорциональности 24i, в зависимости от текущей температуры в низкотемпературных сепараторах 10i, регистрируемой датчиком температуры 11i.The task of the dispatcher of the gas production company by the production level of the oil and gas complex ACS 14 supports by regulating the flow of natural gas at the gas processing plant using the PID controller 23. For this, the automated process control system 14 sends a signal 16 to the input of the task SP of the PID regulator 23, corresponding to the production plan of the oil and gas complex at the gas processing plant. At the same time, the APCS sends a signal 15 from sensor 5 to the PV feedback input of the same PID controller, which corresponds to the value of the actual flow rate of the NGK at the GPP. Comparing these two signals, the PID regulator 23 at its output CV forms a control signal that provides a predetermined level of oil and gas production at the GTP, which feeds the input of the set SP of the PID regulators 25 of all TL LTS. At the same time, a common signal 17 for all is fed to the feedback input of the PV PID controllers 25 of the APCS 14 - the value of the total consumption of dried gas for all TL LTS UKPG, which is determined by summing up the readings of the gas flow sensors 12 i installed on each i-th TL LTS ... Also, at the same time, to the input Kp of each PID controller 25, an individual signal of the value of the proportionality coefficient K p_i is supplied , which determines the degree of influence of the PID controller 25 i on the KP 9 i of the gas flow rate along the i-th TL LTS. In this case, the value of the proportionality coefficient K p_i is determined for each TL LTS by the blocks for calculating the proportionality coefficient 24 i , depending on the current temperature in the low-temperature separators 10 i , recorded by the temperature sensor 11 i .

ПИД-регулятор 23 поддержания уровня добычи НГК непрерывно контролирует разность значений между планом добычи НГК по УКПГ, поступающим от оператора установки, который задается исходя из суточного плана добычи диспетчером нефтегазодобывающего предприятия Fплан и его фактическим значением Fфакт, поступающим с датчика 5. Если в результате сравнения выясниться, что Fплан - Fфакт>0, то на выходе ПИД-регулятора 23 будет сформирован управляющий сигнал на увеличение прохождения газа по установке, если Fплан - Fфакт<0, то на выходе ПИД-регулятора 23 будет сформирован управляющий сигнал на уменьшение прохождения газа по установке. Этот сигнал поступает на вход задания SP каждого ПИД-регулятора 25i. В результате производительность по НГК УКПГ будет повышена в первом случае, либо понижена во втором случае ПИД-регуляторами 25i до планового задания, которое определяется соотношением Fплан - Fфакт=0. При этом коэффициент пропорциональности Кп_i для каждого ПИД-регулятора 25i будет рассчитан в его блоке 24i по следующим формулам:The PID controller 23 for maintaining the oil and gas production level continuously monitors the difference in values between the oil and gas production plan for the gas treatment plant received from the plant operator, which is set on the basis of the daily production plan by the dispatcher of the oil and gas production company F the plan and its actual value F fact coming from the sensor 5. If As a result of the comparison, it turns out that F plan - F fact > 0, then at the output of the PID controller 23 a control signal will be generated to increase the gas flow through the installation, if F plan - F fact <0, then a control signal will be formed at the output of the PID controller 23 signal to reduce gas flow through the installation. This signal is fed to the SP reference input of each PID controller 25 i . As a result, the productivity of the NGK GPPG will be increased in the first case, or reduced in the second case by the PID controllers 25 i to the planned target, which is determined by the ratio F plan - F fact = 0. In this case, the proportionality coefficient K p_i for each PID controller 25 i will be calculated in its block 24 i according to the following formulas:

Если производительность необходимо повысить, т.е. Fплан - Fфакт>0, то:If productivity needs to be increased, i.e. F plan - F fact > 0, then:

Figure 00000003
Figure 00000003

если производительность необходимо понизить, т.е. Fплан - Fфакт<0, то:if performance needs to be reduced, i.e. F plan - F fact <0, then:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Ti - текущее значение температуры, поступающее с датчика температуры 11i в низкотемпературном сепараторе 10i, которое поступает в виде сигнала 18i на вход I.1 блока расчета расчета коэффициента пропорциональности 24i;where T i is the current temperature value coming from the temperature sensor 11 i in the low-temperature separator 10 i , which is fed in the form of a signal 18 i to the input I. 1 of the unit for calculating the proportionality coefficient 24 i ;

Тмакс_i - уставка максимально допустимой температуры в сепараторе 10i, поступающая виде сигнала 19i на вход I.2 блока расчета коэффициента пропорциональности 24i;T max_i is the setting of the maximum allowable temperature in the separator 10 i , supplied in the form of a signal 19 i to input I. 2 of the block for calculating the proportionality coefficient 24 i ;

Тмин_i - уставка минимально допустимой температуры в сепараторе 10i, поступающей виде сигнала 20i на вход I.3 блока расчета коэффициента пропорциональности 24i;T min_i is the setting of the minimum permissible temperature in the separator 10 i , which is received as a signal 20 i at input I. 3 blocks for calculating the proportionality coefficient 24 i ;

Кп_макс_i - уставка максимального значения коэффициента пропорциональности ПИД-регулятора 25i, поступающая в виде сигнала 21i на вход I.4 блока расчета коэффициента пропорциональности 24i;K p_max_i is the setting of the maximum value of the proportionality coefficient of the PID controller 25 i , supplied in the form of a signal 21 i to the input I. 4 blocks for calculating the proportionality coefficient 24 i ;

Кп_мин_i - уставка минимального значения коэффициента пропорциональности, поступающая в виде сигнала 22i на вход I.5 блока расчета коэффициента пропорциональности 24i;K p_min_i is the setting of the minimum value of the proportionality coefficient, supplied in the form of a signal 22 i to input I. 5 of the block for calculating the proportionality coefficient 24 i ;

Вычисление Кп_i по формулам (1) и (2) ограничиваются следующими условиями:Calculation of К п_i according to formulas (1) and (2) is limited by the following conditions:

если Кп_i<Кп_мин_i,_ то Кп_i = Кп_мин_i,if K p_i <K p_min_i , _ then K p_i = K p_min_i ,

если Кп_i>Кп_макс_i, то Кп_i=Кп_макс_i.if K p_i > K p_max_i , then K p_i = K p_max_i .

Значения Кп_мин_i, Кп_макс_i, Тмакс_i и Тмин_i задаются при настройке системы управления обслуживающим персоналом с учетом технологических норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки.The values K p_min_i , K p_max_i , Tmax_i and Tmin_i are set when setting up the control system for the operating personnel, taking into account the technological standards and restrictions provided for by the technological regulations of the installation.

Такой способ управления производительностью установки позволяет распределить нагрузку между ТЛ НТС с учетом их состояния в зависимости от температуры в низкотемпературном сепараторе 10i, что, в свою очередь, приводит к получению НГК и газа с существенно более стабильными характеристиками качества.This method of controlling the performance of the installation allows you to distribute the load between TL LTS, taking into account their state, depending on the temperature in the low-temperature separator 10 i , which, in turn, leads to the production of NGK and gas with significantly more stable quality characteristics.

Если в ходе технологического процесса температура в низкотемпературном сепараторе 10i выйдет за Тмакс_i или Тмин_i, обозначенных в технологическом регламенте УКПГ, то АСУ ТП 14 формирует сообщение об этом оператору установки для оценки сложившейся ситуации и принятия решения по изменению технологического режима работы установки.If during the technological process the temperature in the low-temperature separator 10 i goes beyond T max_i or T min_i , indicated in the process regulations of the UKPG, then the APCS 14 generates a message about this to the plant operator to assess the current situation and make a decision to change the technological mode of the plant.

АСУ ТП 14 в режиме реального времени контролирует параметры температуры точки росы, используя показания датчика 13. В случае достижения значения температуры точки росы своей верхней (Тр_max) границы, определенной технологическим регламентом установки, АСУ ТП 14 формирует об этом сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы установки.ACS TP 14 in real time monitors the parameters of the dew point temperature using the readings of the sensor 13. If the dew point temperature reaches its upper (T p_max ) limit determined by the technological regulations of the installation, the ACS 14 generates a message about this to the operator of the installation for making a decision to change the operating mode of the installation.

Настройку используемых ПИД-регуляторов проводит обслуживающий персонал в момент запуска системы в работу под конкретный режим работы установки согласно методу, изложенному, например, в «Энциклопедии АСУ ТП», п. 5.5, ПИД-регулятор, ресурс:The tuning of the PID controllers used is carried out by the maintenance personnel at the time of starting the system into operation for a specific operating mode of the installation according to the method set forth, for example, in the "Encyclopedia of ACS TP", p. 5.5, PID controller, resource:

http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.

Способ автоматического распределения нагрузки между ТЛ НТС на УКПГ НГКМ реализован в ПАО «Газпром» ООО «Газпром добыча Ямбург» на Заполярном НГКМ на УКПГ 1В, УКПГ 2В. Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях РФ.The method of automatic load distribution between TL NTS at the GPP of the oil and gas condensate field was implemented in PJSC Gazprom, OOO Gazprom dobycha Yamburg at the Zapolyarnoye oil and gas condensate field, at the GPP 1V, GPP 2V. Operational results have shown its high efficiency. The claimed invention can be widely used in other operating and newly developed gas condensate fields in the Russian Federation.

Применение данного способа позволяет обеспечить заданную степень извлечения НГК из природного газа на УКПГ в начальной и нарастающих стадиях эксплуатации НГКМ при соблюдении норм и ограничений на технологические параметры процесса, предъявляемые технологическим регламентом установки, обеспечивая заданное качество подготовки природного газа для дальнего транспорта с одновременным учетом фактического состояния оборудования установки.The use of this method makes it possible to provide a given degree of oil and gas recovery from natural gas at the gas processing plant in the initial and increasing stages of oil and gas condensate field operation, subject to the norms and restrictions on the technological parameters of the process set forth by the technological regulations of the plant, ensuring the specified quality of natural gas preparation for long-distance transport, while taking into account the actual state installation equipment.

Claims (17)

1. Способ автоматического распределения нагрузки между технологическими линиями - ТЛ низкотемпературной сепарации - НТС газа на установках комплексной подготовки газа - УКПГ нефтегазоконденсатных месторождений Севера РФ, включающий контроль средствами автоматизированной системы управления технологическим процессами - АСУ ТП УКПГ расхода осушенного газа, поступающего в магистральный газопровод - МГП, расхода нестабильного газового конденсата - НГК, поступающего в магистральный конденсатопровод - МКП, автоматическое поддержание температуры сепарации газа в низкотемпературном сепараторе при заданном значении расхода газа по нему путем изменения степени дросселирования газа на штуцере, стоящем перед этим сепаратором, отличающийся тем, что задание диспетчера газодобывающего предприятия по объему добычи НГК поступает в АСУ ТП, которая исполняет задание с помощью ПИД-регулятора поддержания расхода НГК в МКП, реализованного на базе АСУ ТП, на вход задания SP которого АСУ ТП подает сигнал задания диспетчера и одновременно на его вход обратной связи PV подает сигнала текущего расхода НГК в МКП, сравнивая которые, этот ПИД-регулятор формирует на своем выходе CV сигнал задания, который подает на вход задания SP ПИД-регуляторов всех ТЛ НТС газа, а на вход обратной связи PV этих ПИД-регуляторов АСУ ТП подает сигнал фактического расхода осушенного газа по УКПГ, также одновременно на вход Kp ПИД-регулятора каждой ТЛ НТС подается сигнал значения коэффициента пропорциональности Кп_i, определяющего степень воздействия этого ПИД-регулятора на управляемый им клапан-регулятор - КР расхода газа по его ТЛ НТС, при этом величина коэффициента пропорциональности Кп_i определяется блоком расчета коэффициента пропорциональности ТЛ НТС в зависимости от текущей температуры в низкотемпературном сепараторе этой ТЛ НТС по показаниям, регистрируемым АСУ ТП с помощью соответствующего датчика температуры.1. Method of automatic load distribution between technological lines - TL of low-temperature separation - LTS of gas at integrated gas treatment plants - UKPG of oil and gas condensate fields in the North of the Russian Federation, including control by means of an automated process control system - ACS TP of UKPG of dried gas flow entering the main gas pipeline - MGP , the flow rate of unstable gas condensate - NGK, entering the main condensate pipeline - MCP, automatic maintenance of the gas separation temperature in the low-temperature separator at a given value of the gas flow through it by changing the degree of gas throttling at the choke in front of this separator, characterized in that the task of the gas producer of the enterprise in terms of oil and gas production volume enters the APCS, which performs the task with the help of the PID controller for maintaining the NGK flow rate in the MCP, implemented on the basis of the APCS, to the SP input of which the APCS sends a signal set the dispatcher and at the same time to its feedback input PV sends a signal of the current flow rate of the NGK to the MCP, comparing which, this PID controller forms a reference signal at its CV output, which feeds the SP reference input of the PID controllers of all TL LTS gas, and to the input feedback PV of these PID-controllers of the APCS sends a signal of the actual flow rate of dried gas through the gas processing unit, and simultaneously to the input Kp of the PID-controller of each TL LTS, the signal of the proportionality coefficient value Kp_i is supplied , which determines the degree of influence of this PID-controller on the valve-regulator controlled by it - KR of the gas flow rate according to its TL NTS, while the value of the proportionality coefficient K p_i is determined by the unit for calculating the proportionality coefficient of the TL NTS depending on the current temperature in the low-temperature separator of this TL NTS according to the readings recorded by the APCS using the appropriate temperature sensor. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что значение коэффициента пропорциональности Кп_i для ПИД-регулятора каждой ТЛ НТС определяет ее блок расчета коэффициента пропорциональности, используя текущее значение температуры в ее низкотемпературном сепараторе этой линии, по следующим формулам:2. The method according to claim 1, characterized in that the value of the proportionality coefficient K p_i for the PID controller of each TL LTS determines its proportionality coefficient calculation unit, using the current temperature value in its low-temperature separator of this line, according to the following formulas: если производительность необходимо повысить, т.е. Fплан - Fфакт>0, то:if productivity needs to be increased, i.e. F plan - F fact > 0, then:
Figure 00000005
Figure 00000005
 если производительность необходимо понизить, т.е. Fплан - Fфакт<0, то:if performance needs to be reduced, i.e. F plan - F fact <0, then:
Figure 00000006
Figure 00000006
 где Ti - текущее значение температуры в низкотемпературном сепараторе i-й ТЛ НТС, поступающее на вход I.1 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;where T i is the current value of the temperature in the low-temperature separator of the i-th TL LTS, entering the input I. 1 of its block for calculating the proportionality coefficient; Тмакс_i - уставка максимально допустимой температуры в низкотемпературном сепараторе i-й ТЛ НТС, поступающая на вход I.2 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;T max_i is the setting of the maximum allowable temperature in the low-temperature separator of the i-th TL LTS, supplied to input I. 2 of its block for calculating the proportionality coefficient; Тмин_i - уставка минимально допустимой температуры в низкотемпературном сепараторе i-й ТЛ НТС, поступающая на вход I.3 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;T min_i is the setting of the minimum allowable temperature in the low-temperature separator of the i-th TL LTS, supplied to input I. 3 of its blocks for calculating the proportionality coefficient; Кп_макс_i - уставка максимального значения коэффициента пропорциональности ПИД-регулятора i-й ТЛ НТС, поступающая на вход I.4 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;K p_max_i is the setting of the maximum value of the proportionality coefficient of the PID regulator of the i-th TL NTS, which is fed to input I. 4 of its blocks for calculating the proportionality coefficient; Кп_мин_i - уставка минимального значения коэффициента пропорциональности ПИД-регулятора i-й ТЛ НТС, поступающая на вход I.5 ее блока расчета коэффициента пропорциональности;K p_min_i is the setting of the minimum value of the proportionality coefficient of the PID controller of the i-th TL NTS, which is fed to input I. 5 of its block for calculating the proportionality coefficient; при этом вычисление Kп_i по формулам (1) и (2) ограничивается следующими условиями:in this case, the calculation of K p_i according to formulas (1) and (2) is limited by the following conditions: если Кп_i<Кп_мин_i, то Кп_i=Кп_мин_i,if K p_i <K p_min_i , then K p_i = K p_min_i , если Кп_i>Кп_макс_i, то Кп_i=Кп_макс_i if K p_i > K p_max_i , then K p_i = K p_max_i а значения Кп_мин_i, Кп_макс_i, Тмакс_i и Тмин_i задаются при настройке системы управления обслуживающим персоналом с учетом технологических норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки.and the values K p_min_i , K p_max_i , Tmax_i and Tmin_i are set when setting up the control system for the operating personnel, taking into account the technological standards and restrictions provided for by the technological regulations of the installation. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что если в ходе технологического процесса температура в низкотемпературном сепараторе одной из ТЛ НТС выйдет за границы Тмакс_i или Тмин_i, обозначенные в технологическом регламенте УКПГ, то АСУ ТП формирует сообщение об этом оператору установки для оценки сложившейся ситуации на конкретной ТЛ НТС и принятия решения по изменению технологического режима работы установки.3. The method according to claim 1, characterized in that if, during the technological process, the temperature in the low-temperature separator of one of the TL LTS goes beyond the boundaries of T max_i or T min_i indicated in the technological regulations of the UKPG, then the APCS generates a message about this to the plant operator for assessing the current situation at a specific TL LTS and making a decision on changing the technological mode of operation of the installation. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что если в ходе технологического процесса значение температуры точки росы осушенного газа, поступающего в МГП, достигнет верхней допустимой границы, определенной технологическим регламентом установки, АСУ ТП формирует об этом сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы установки.4. The method according to claim 1, characterized in that if during the technological process the value of the dew point temperature of the dried gas entering the MGP reaches the upper permissible limit determined by the technological regulations of the installation, the APCS generates a message about this to the operator of the installation for making a decision on changing the operating mode of the installation.
RU2020119452A 2020-06-04 2020-06-04 Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia RU2743870C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119452A RU2743870C1 (en) 2020-06-04 2020-06-04 Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119452A RU2743870C1 (en) 2020-06-04 2020-06-04 Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2743870C1 true RU2743870C1 (en) 2021-03-01

Family

ID=74857456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020119452A RU2743870C1 (en) 2020-06-04 2020-06-04 Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2743870C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819122C1 (en) * 2023-03-13 2024-05-14 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of productivity of gas fields taking into account their energy efficiency in conditions of the far north

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105674054A (en) * 2014-11-17 2016-06-15 罗纳德·格兰特·肖莫迪 Waste gas treatment and transportation for conserving resources and reducing emission
CN104006295B (en) * 2014-04-28 2018-01-05 张夏炎 A kind of equipment of the displaced type pressure carrying method of liquefied gas at low temp
RU2680532C1 (en) * 2018-04-17 2019-02-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic support of the temperature mode of technological processes with the use of turboexpander aggregate on the installation of low-temperature gas separation under the far north conditions
RU2709045C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of low-temperature gas separation unit
RU2709044C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104006295B (en) * 2014-04-28 2018-01-05 张夏炎 A kind of equipment of the displaced type pressure carrying method of liquefied gas at low temp
CN105674054A (en) * 2014-11-17 2016-06-15 罗纳德·格兰特·肖莫迪 Waste gas treatment and transportation for conserving resources and reducing emission
RU2680532C1 (en) * 2018-04-17 2019-02-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic support of the temperature mode of technological processes with the use of turboexpander aggregate on the installation of low-temperature gas separation under the far north conditions
RU2709045C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of low-temperature gas separation unit
RU2709044C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819122C1 (en) * 2023-03-13 2024-05-14 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of productivity of gas fields taking into account their energy efficiency in conditions of the far north
RU2819130C1 (en) * 2023-03-13 2024-05-14 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of reducing fuel gas consumption by successively operating lines of gas compressor units of booster compressor station
RU2819129C1 (en) * 2023-03-13 2024-05-14 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method of reducing fuel gas consumption by parallel operating gas compressor units of booster compressor station

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2680532C1 (en) Method for automatic support of the temperature mode of technological processes with the use of turboexpander aggregate on the installation of low-temperature gas separation under the far north conditions
RU2709044C1 (en) Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north
WO2020187338A1 (en) Pid control-based adaptive smart water injection system and water injection method
RU2685460C1 (en) Method for automatic support of the temperature mode of technological processes of the installation of low-temperature gas separation under the far north conditions
US10393430B2 (en) Method and system to control the methane mass flow rate for the production of liquefied methane gas (LMG)
RU2697208C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to main condensate line, using turboexpander unit, in installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
RU2692164C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate supplied to the main condensate line, using the air cooling apparatus, at the units of low-temperature gas separation in areas of the far north
RU2700310C1 (en) Method for automatic maintenance of density of unstable gas condensate, supplied to main condensate line, at installations of low-temperature gas separation in areas of extreme north
WO2017152813A1 (en) Parallel control system and control method for steam recompression apparatuses
RU119389U1 (en) INSTALLATION FOR PREPARATION OF GAS OIL AND GAS-CONDENSATE DEPOSITS FOR TRANSPORT
RU2709045C1 (en) Method of automatic control of capacity of low-temperature gas separation unit
Ilyushin et al. Development of a spatial-distributed control system for preparation of pulse gas
RU2743870C1 (en) Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants of oil and gas condensate fields of northern russia
RU2709119C1 (en) Method for optimizing the process of washing the inhibitor from unstable gas condensate at low-temperature gas separation plants
RU2661500C1 (en) Method of inhibitor supply automatic control for prevention of the hydrates formation in gas gathering tails of gas condensate deposits located in the far north regions
RU2743690C1 (en) Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines with turbo-expander units at gas treatment facilities of northern russia
RU2743869C1 (en) Method for automatic load distribution between low-temperature gas separation lines at gas treatment plants using air cooling units, oil and gas condensate fields of northern russia
RU2755099C1 (en) Method for automatic control of low-temperature gas separation at oil and gas condensate fields in the north of the russian federation
CN201648315U (en) Skid-mounted natural gas condensate stabilizer
CN110069889B (en) Steam adaptation method for stripping tower of diesel hydrogenation device based on back-end measurement and calculation
Kulіnchenko et al. Development of extreme regulator of separation moisture from the gas stream
RU2781231C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the russian federation
RU2687519C1 (en) Inhibitor supply automatic control method for the hydrates formation prevention in located in the far north regions integrated / preliminary gas preparation installations gathering systems
RU2768443C1 (en) Method for automatic maintenance of unstable gas condensate density supplied to the main condensate pipeline at low-temperature gas separation plants in the far north
RU2782988C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the extreme north of the russian federation