RU2782988C1 - Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the extreme north of the russian federation - Google Patents

Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the extreme north of the russian federation Download PDF

Info

Publication number
RU2782988C1
RU2782988C1 RU2022106800A RU2022106800A RU2782988C1 RU 2782988 C1 RU2782988 C1 RU 2782988C1 RU 2022106800 A RU2022106800 A RU 2022106800A RU 2022106800 A RU2022106800 A RU 2022106800A RU 2782988 C1 RU2782988 C1 RU 2782988C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
condensate
installation
temperature
mixture
Prior art date
Application number
RU2022106800A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Борисович Арно
Анатолий Кузьмич Арабский
Алексей Леонидович Агеев
Сергей Иванович Гункин
Александр Александрович Турбин
Этибар Гурбанали оглы Талыбов
Владислав Леонидович Пономарев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Application granted granted Critical
Publication of RU2782988C1 publication Critical patent/RU2782988C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: The invention relates to the field of production and preparation of gas and gas condensate for long-distance transport. A method for automatic control of a low-temperature gas separation unit (hereinafter referred to as the unit) operating in the conditions of the Far North of the Russian Federation, includes preliminary cleaning of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities with the separation of unstable gas condensate (UGC) and an aqueous inhibitor solution (ASI) in the separator of the first separation stage, after whereby the mixture of UGC and ASI from the bottom part of this separator is diverted to a liquid separator (LS), and the gas condensate mixture from the outlet of the same separator of the first separation stage is divided into two streams and cooled in the first sections of recuperative heat exchangers (HE) "gas-gas" and "gas-condensate". The flow entering the "gas-condensate" HE goes through the gas condensate mixture flow rate control valve (CV), which regulates its flow, ensuring that the specified temperature of the oil and gas complex is maintained at the outlet of the second section of the "gas-condensate" HE, and then the flows leaving of the first sections of the HE "gas-gas" and HE "gas-condensate", are combined and fed through the CV, which acts as a controlled gearbox, on which the adiabatic expansion of the gas condensate mixture is carried out, and sent to a low-temperature separator equipped with a temperature sensor, where the final separation of the gas condensate is carried out mixture for dried gas and a mixture of UGC with ASI, which is fed from the bottom part of the low-temperature separator to the inlet of the second section of the HE "gas-condensate" and then into the LS, in which UGC, ASI and weathering gas are separated, after which UGC is fed using a pump unit into the main condensate pipeline - MCP, the flow of released gas - weathering gas from the LS is transported for disposal or compression and supply to the main gas pipeline - MGP, ASI is sent to the inhibitor regeneration workshop. The cold dry gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the gas-gas HE, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve, which changes the ratio of gas flows passing through the HE and bypass, providing real-time correction of the gas temperature to the set values ​​required by the technological regulations of the installation when gas is supplied to the MGP. From the moment the plant is put into operation, the automated process control system (APCS) implements the mode of its operation using the initially set values ​​of the settings of the controlled parameters, which are entered into the database (DB) of the APCS before the plant is put into operation. As soon as the APCS detects the output of one of the controlled parameters beyond the established limits of its allowable variations relative to the setpoint, violating the technological regulations for the operation of the unit, the APCS step by step changes the value of the allowable pressure setting
Figure 00000096
of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation by a value of
Figure 00000097
in the interval determined by the inequality
Figure 00000098
where
Figure 00000099
is the minimum allowable, and
Figure 00000100
is the maximum allowable value of the allowable pressure setting of the gas condensate mixture at the unit inlet. The value
Figure 00000097
is assigned from the ratio
Figure 00000101
where n is the number of allowable steps for changing the setpoint
Figure 00000096
and this change in the setpoint is carried out by the APCS in the direction that ensures the elimination of the detected violation, and after each step it keeps the process control mode of the plant with a new setpoint value for a time interval of not less than
Figure 00000102
, sufficient to complete transient processes in the system and which is an individual characteristic of the installation, determined experimentally. If the values ​​of the other controlled parameters of the technological process during this time return within the limits of permissible variations established for them, then the process control system fixes this value of the new gas condensate mixture pressure setpoint at the unit inlet as a working one and generates a message to the operator about the automatic change of the operating mode and its new characteristics, and then the automated process control system implements the newly selected mode of operation of the installation. Otherwise, the APCS changes the setpoint value by one more step in the same direction.
EFFECT: increasing the reliability of operation of the installation and the efficiency of the process of preparing gas and gas condensate for long-distance transport.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи и подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту, в частности, к автоматическому поддержанию температурного режима технологических процессов установки низкотемпературной сепарации газа (далее установка), работающей в условиях Крайнего Севера РФ.The invention relates to the field of production and preparation of gas and gas condensate for long-distance transport, in particular, to automatic maintenance of the temperature regime of technological processes of a low-temperature gas separation unit (hereinafter referred to as the plant) operating in the Far North of the Russian Federation.

Известен способ автоматизации установки низкотемпературной сепарации газа [см., например, стр. 406, Р.Я. Исакович, В.И. Логинов, В.Е. Попадько. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов, М., Недра, 1983, 424 с.], который обеспечивает поддержание температуры сепарации на установке с помощью клапана-регулятора (КР), изменяющего расход холодного газа, отводимого от низкотемпературного сепаратора через теплообменник.A known method of automating the installation of low-temperature gas separation [see, for example, page 406, R.Ya. Isakovich, V.I. Loginov, V.E. Popadko. Automation of production processes in the oil and gas industry. Textbook for universities, M., Nedra, 1983, 424 pp.], which maintains the separation temperature at the installation using a control valve (KR), which changes the flow of cold gas discharged from the low-temperature separator through a heat exchanger.

Недостатком данного способа является то, что поддержание температурного режима на установке регулируется количеством проходящего холодного газа через теплообменник, что может вызвать значительные колебания температуры осушенного газа, подаваемого в магистральный газопровод (МГП). Соответственно, отсутствует контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа и нестабильного газового конденсата (НГК), подаваемых в МГП и магистральный конденсатопровод (МКП) с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов на Крайнем Севере РФ [см., например, стр. 33-34, Ананенков А.Г., Ставкин Г.П., Андреев О.П., Арабский А.К., Салихов З.С., Талыбов Э.Г. АСУ ТП газопромысловых объектов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 343 с: ил.; стр. 19; Дмитриев В.М., Ганджа Т.В. и др. Интеллектуализация управления технологическими процессами на углеводородных месторождениях. Томск: В-Спектр, 2012. - 212 с]. Кроме этого, изменение режима работы установки осуществляется вручную, что увеличивает вероятность принятия оперативным персоналом ошибочных действий, также возрастает инерционность реакции управления процессом на возмущающие факторы, влияющие на ход процесса подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту.The disadvantage of this method is that maintaining the temperature regime at the plant is controlled by the amount of cold gas passing through the heat exchanger, which can cause significant fluctuations in the temperature of the dried gas supplied to the main gas pipeline (MGP). Accordingly, there is no control and maintenance of the required temperature of dried gas and unstable gas condensate (OGC) supplied to the MGP and the main condensate pipeline (MCP) in order to protect permafrost soils from thawing during underground pipeline laying in the Far North of the Russian Federation [see, for example, p. 33-34, Ananenkov A.G., Stavkin G.P., Andreev O.P., Arabsky A.K., Salikhov Z.S., Talybov E.G. Automatic process control system for gas production facilities. - M .: OOO "Nedra-Business Center", 2003. - 343 p.: ill.; page 19; Dmitriev V.M., Ganja T.V. and others. Intellectualization of control of technological processes in hydrocarbon deposits. Tomsk: V-Spectrum, 2012. - 212 p.]. In addition, the change in the operating mode of the installation is carried out manually, which increases the likelihood of erroneous actions by the operating personnel, and the inertia of the process control response to disturbing factors that affect the course of the gas and gas condensate preparation process for long-distance transport also increases.

Известен способ автоматического поддержания температурного режима технологических процессов установки низкотемпературной сепарации газа с применением аппаратов воздушного охлаждения в условиях Крайнего Севера [см., патент РФ на изобретения №2685460], включающий в себя предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей, отделение НГК и водного раствора ингибитора (ВРИ) в сепараторе первой ступени сепарации, из которого смесь НГК с ВРИ подают в разделитель жидкостей (РЖ). Выходящую из сепаратора смесь разделяют на два потока и охлаждают их в первых секциях рекуперативных теплообменников, далее ТО, «газ-газ» и ТО «газ-конденсат». При этом поток, поступающий в ТО «газ-конденсат» идет через КР расхода газоконденсатной смеси, который регулирует ее расход, обеспечивая поддержание заданной температуры НГК на выходе второй секции ТО «газ-конденсат». Далее потоки объединяют и охлаждают при их прохождении через штуцер-регулятор за счет адиабатического расширения. Далее, в низкотемпературном сепараторе осуществляют окончательное разделение газоконденсатной смеси на газ и смесь НГК с ВРИ, которую отводят в РЖ через вторую секцию ТО «газ-конденсат» для дегазации и разделения на фракции. НГК из РЖ подается насосом в МКП, поток выделенного газа - газ выветривания из РЖ транспортируют для утилизации или компримирования и подачи в МГП, а ВРИ направляют в цех регенерации ингибитора. Холодный осушенный газ, выходящий из низкотемпературного сепаратора, разделяют на два потока, один из которых подают на вход второй секции ТО «газ-газ», а второй - на байпас этой секции, оснащенный КР расхода газа, который изменяет соотношение проходящих потоков газа через ТО и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры осушенного газа, поступающего в МГП.A known method for automatically maintaining the temperature regime of technological processes of a low-temperature gas separation plant using air coolers in the conditions of the Far North [see, RF patent for inventions No. inhibitor (VRI) in the separator of the first separation stage, from which the mixture of NGK with VRI is fed into the liquid separator (RJ). The mixture leaving the separator is divided into two streams and cooled in the first sections of recuperative heat exchangers, then TO, "gas-gas" and TO "gas-condensate". At the same time, the flow entering the “gas-condensate” HT goes through the gas condensate mixture flow rate control valve, which regulates its flow, ensuring that the specified temperature of the oil and gas complex is maintained at the outlet of the second section of the “gas-condensate” HT. Next, the streams are combined and cooled as they pass through the nozzle-regulator due to adiabatic expansion. Further, in the low-temperature separator, the final separation of the gas condensate mixture into gas and the mixture of OGK with VRI is carried out, which is diverted to the RJ through the second section of the gas-condensate TO for degassing and separation into fractions. NGK from the RJ is pumped to the MCP, the flow of the released gas - weathering gas from the RJ is transported for disposal or compression and supply to the MGP, and the VRI is sent to the inhibitor regeneration shop. The cold dried gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the gas-to-gas TO, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve, which changes the ratio of gas flows passing through the TO and bypass, providing real-time correction of the temperature of the dried gas entering the MGP.

Недостатком данного способа является то, что его используют на стадии необходимости применения дополнительных источников холода для ведения технологических процессов на установке, когда не хватает энергии пласта.The disadvantage of this method is that it is used at the stage of the need to use additional sources of cold to conduct technological processes at the plant, when there is not enough reservoir energy.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ автоматического поддержания температурного режима установки низкотемпературной сепарации газа [см., например, стр. 112, Б.Ф. Тараненко, В.Т. Герман. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. М., "Недра", 1976 г., 213 с], который включает автоматическое поддержание заданного значения температуры сепарации на установке путем управления перепадом давления на КР, играющего роль штуцера, установленного на входе в низкотемпературный сепаратор, а регулировку перепада давления осуществляют коррекцией давления на выходе первой ступени редуцирования установки.The closest in technical essence to the claimed invention is a method for automatically maintaining the temperature regime of a low-temperature gas separation unit [see, for example, p. 112, B.F. Taranenko, V.T. Hermann. Automatic control of gas production facilities. M., "Nedra", 1976, 213 s], which includes automatic maintenance of the set value of the separation temperature at the installation by controlling the pressure drop on the KR, which plays the role of a fitting installed at the inlet to the low-temperature separator, and the pressure drop is adjusted by adjusting the pressure at the outlet of the first reduction stage of the plant.

Существенным недостатком данного способа является то, что этот способ не предусматривает контроль и поддержание заданной температуры осушенного газа/НТК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов на Крайнем Севере РФ [см. например, стр. 33-34, Ананенков А.Г., Ставкин Г.П., Андреев О.П., Арабский А.К., Салихов З.С., Талыбов Э.Г. АСУ ТП газопромысловых объектов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. - 343 с: ил.; стр. 19, Дмитриев В.М., Ганджа Т.В. и др. Интеллектуализация управления технологическими процессами на углеводородных месторождениях. Томск: В-Спектр, 2012. - 212 с]. Кроме этого, изменение режима работ установки, в случае возникновения такой необходимости, осуществляется вручную, что не позволяет оперативно реагировать на динамически изменяющиеся значения температурного режима технологических процессов установки и обеспечивать ее эффективную работу с учетом текущих вариаций внешних и внутренних возмущающих факторов, влияющих на ход процесса подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту. Также достаточно велика вероятность принятия оперативным персоналом ошибочных действий, которые могут привести к возникновению аварийных ситуаций.A significant disadvantage of this method is that this method does not provide for the control and maintenance of the desired temperature of the dried gas/NTC entering/supplied to the MGP/MKP, in order to protect permafrost soils from thawing during underground laying of pipelines in the Far North of the Russian Federation [see. for example, pp. 33-34, Ananenkov A.G., Stavkin G.P., Andreev O.P., Arabsky A.K., Salikhov Z.S., Talybov E.G. Automatic process control system for gas production facilities. - M .: OOO "Nedra-Business Center", 2003. - 343 p.: ill.; p. 19, Dmitriev V.M., Ganja T.V. and others. Intellectualization of control of technological processes in hydrocarbon deposits. Tomsk: V-Spectrum, 2012. - 212 p.]. In addition, the change in the operating mode of the installation, if necessary, is carried out manually, which does not allow you to quickly respond to dynamically changing values of the temperature regime of the technological processes of the installation and ensure its efficient operation, taking into account the current variations of external and internal disturbing factors affecting the course of the process. preparation of gas and gas condensate for long-distance transport. There is also a high probability that the operating personnel will take erroneous actions that can lead to emergencies.

Целью изобретения является повышение качества управления технологическим процессом по поддержанию температурного режима установки, работающей в условиях Крайнего Севера РФ, в рамках норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, и снижения роли человеческого фактора при управлении технологическим процессом по поддержанию температурного режима установки.The aim of the invention is to improve the quality of process control to maintain the temperature regime of an installation operating in the Far North of the Russian Federation, within the framework of the norms and restrictions provided for by its technological regulations, and to reduce the role of the human factor in process control to maintain the temperature regime of the installation.

Техническими результатами, достигаемыми от реализации изобретения, является автоматическое поддержание температурного режима технологических процессов установки, работающей в условиях Крайнего Севера РФ с соблюдением технологических норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, с учетом различных режимов работы, при котором обеспечивается:The technical results achieved from the implementation of the invention is the automatic maintenance of the temperature regime of the technological processes of the installation operating in the conditions of the Far North of the Russian Federation in compliance with the technological standards and restrictions provided for by its technological regulations, taking into account various operating modes, which ensures:

- поддержание заданного температурного режима технологических процессов установки, обеспечивающего ее эффективную работу;- maintenance of the specified temperature regime of technological processes of the installation, ensuring its efficient operation;

- контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов.- control and maintenance of the required temperature of the dried gas/NGK, supplied/supplied to the MGP/MKP, in order to protect permafrost soils from thawing during underground laying of pipelines.

Эффективность работы установки определяется значением перепада давления между ее входом и выходом - чем выше перепад давления, тем легче получить в результате дросселирования заданную (минусовую) температуру в низкотемпературном сепараторе установки. Очевидно, что на стадии нарастающей добычи газа месторождения (начальный период его эксплуатации), как правило, наличие высокого давления газа на входе установки позволяет поддерживать заданный режим ее работы за счет пластового давления (энергия пласта). Нежелательное изменение перепада давления между входом и выходом установки может возникать при изменении расхода газа, связанного с колебаниями потребления газа потребителями, при нарушении нормального режима работы фонда скважин, при образовании гидратов в теплообменниках и т.д.The efficiency of the installation is determined by the value of the pressure drop between its inlet and outlet - the higher the pressure drop, the easier it is to obtain the set (minus) temperature in the low-temperature separator of the installation as a result of throttling. It is obvious that at the stage of increasing gas production of the field (the initial period of its operation), as a rule, the presence of high gas pressure at the inlet of the installation allows you to maintain the specified mode of its operation due to reservoir pressure (reservoir energy). An undesirable change in the pressure drop between the inlet and outlet of the installation may occur when the gas flow rate changes due to fluctuations in gas consumption by consumers, when the normal operation of the well stock is disturbed, when hydrates form in heat exchangers, etc.

Изменение перепада давления между входом и выходом установки напрямую влияет на температурный режим работы низкотемпературного сепаратора, для нивелирования которого требуется управлять работой установки с учетом изменений текущего перепада давления и всех упомянутых факторов. Автоматически управляя значением температуры газоконденсатной смеси, поступающей в низкотемпературный сепаратор, с учетом изменений перепада давлений между входом и выходом установки в реальном режиме ее работы, можно обеспечить поддержание необходимого температурного режима.A change in the differential pressure between the inlet and outlet of the installation directly affects the temperature regime of the low-temperature separator, for leveling which it is necessary to control the operation of the installation, taking into account changes in the current pressure drop and all the above factors. By automatically controlling the temperature value of the gas condensate mixture entering the low-temperature separator, taking into account changes in the pressure drop between the inlet and outlet of the installation in its real mode of operation, it is possible to maintain the required temperature regime.

Как правило, на Крайнем Севере РФ используется подземная прокладка МГП и МКП. При такой прокладке на установке предусматривается круглогодичное охлаждение газа и газового конденсата до температуры -2°С, что исключает растепление многолетнемерзлых просадочных грунтов вокруг МГП и МКП. Благодаря этому значительно увеличивается надежность эксплуатации магистральных газо- и конденсатопроводов, а также снижается вероятность возникновения аварийных ситуаций с этими трубопроводами, способных привести к серьезным экологическим, людским и материальным потерям.As a rule, underground laying of MGP and MCP is used in the Far North of the Russian Federation. With such a laying, the plant provides for year-round cooling of gas and gas condensate to a temperature of -2°C, which excludes the thawing of permafrost subsidence soils around the MGP and MCP. This significantly increases the reliability of operation of main gas and condensate pipelines, as well as reduces the likelihood of emergency situations with these pipelines that can lead to serious environmental, human and material losses.

Установки, расположенные на Крайнем Севере РФ, в зависимости от складывающейся ситуации по подаче добываемой продукции потребителям, реализуют один из трех возможных видов их эксплуатации:Installations located in the Far North of the Russian Federation, depending on the current situation with the supply of produced products to consumers, implement one of three possible types of their operation:

1. Поддерживает расход добываемой газоконденсатной смеси по установке, если нет пиковых нагрузок по осушенному газу или НГК.1. Supports the flow rate of the produced gas condensate mixture through the installation, if there are no peak loads for dry gas or oil and gas.

2. Поддерживает расход осушенного газа по установке при пиковых нагрузках по осушенному газу, например, из-за наступления сильных холодов.2. Maintains dry gas flow through the plant during peak dry gas loads, such as extreme cold weather.

3. Поддерживает расход НГК по установке при появлении пиковых нагрузок по НГК, например, из-за аварий на других промыслах или из-за необходимости увеличения поставок потребителю.3. Maintains OGK consumption for the installation when there are peak loads on OGK, for example, due to accidents at other fields or due to the need to increase supplies to the consumer.

Заявляемый способ обеспечивает автоматический контроль и поддержание заданного температурного режима на установках низкотемпературной сепарации газа, работающих в условиях Крайнего Севера РФ и реализующих второй вид эксплуатации, который предусматривает поддержание заданного расхода осушенного газа, поступающего в МГП. Способ включает поддержание необходимых значений температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, а также температуры в низкотемпературном сепараторе при автоматическом переключении технологического процесса на новый режим в случае возникновения такой потребности. Это повышает надежность эксплуатации установки и эффективность процесса подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту.The claimed method provides automatic control and maintenance of a given temperature regime at low-temperature gas separation units operating in the conditions of the Far North of the Russian Federation and implementing the second type of operation, which provides for maintaining a given flow rate of dried gas entering the MGP. The method includes maintaining the required temperature values of the dried gas/NGK entering/supplying to the MGP/MKP, as well as the temperature in the low-temperature separator with automatic switching of the technological process to a new mode in case of such a need. This increases the reliability of operation of the plant and the efficiency of the process of preparing gas and gas condensate for long-distance transport.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа, работающей в условиях Крайнего Севера, включающий предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей и отделение смеси НГК и ВРИ в сепараторе первой ступени сепарации. Эту смесь НГК и ВРИ из кубовой части этого сепаратора отводят в РЖ. Газоконденсатную смесь, выходящую из этого же сепаратора, разделяют на два потока и охлаждают их в первых секциях ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат». Поток, поступающий в ТО «газ-конденсат» идет через КР расхода газоконденсатной смеси, который регулирует ее расход, обеспечивая поддержание заданной температуры смеси НГК и ВРИ на выходе второй секции ТО «газ-конденсат». Далее потоки, выходящие из первых секций ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат» объединяют и подают на вход КР, выполняющий роль управляемого редуктора. На этом редукторе осуществляют адиабатическое расширение газоконденсатной смеси и направляют ее в низкотемпературный сепаратор. В нем осуществляют окончательное разделение газоконденсатной смеси на осушенный холодный газ и смесь НГК с ВРИ. Смесь НГК с ВРИ из кубовой части низкотемпературного сепаратора подают на вход второй секции ТО «газ-конденсат» и далее, в РЖ. В РЖ происходит ее дегазация и разделение на фракции, после чего НГК из РЖ подают насосом в МКП, поток выделенного газа - газ выветривания из РЖ транспортируют для утилизации или компримирования и подачи в МГП, а ВРИ направляют в цех регенерации ингибитора.The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of automatic control of the installation of low-temperature gas separation operating in the Far North, including preliminary purification of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities and separation of the mixture of NGK and VRI in the separator of the first separation stage. This mixture of NGK and VRI is discharged from the bottom part of this separator into the RJ. The gas-condensate mixture leaving the same separator is divided into two streams and cooled in the first sections of the "gas-gas" and "gas-condensate" TO. The flow entering the "gas-condensate" HT goes through the gas condensate mixture flow rate control valve, which regulates its flow, ensuring that the specified temperature of the mixture of OGK and VRI is maintained at the outlet of the second section of the "gas-condensate" HT. Further, the flows leaving the first sections of TO "gas-gas" and TO "gas-condensate" are combined and fed to the input of the CR, which acts as a controlled reducer. This reducer performs adiabatic expansion of the gas condensate mixture and sends it to the low-temperature separator. It carries out the final separation of the gas condensate mixture into dried cold gas and a mixture of oil and gas condensate with VRI. A mixture of NGK with VRI from the bottom part of the low-temperature separator is fed to the inlet of the second section of the TO "gas-condensate" and further, to the RJ. In the RJ, it is degassed and separated into fractions, after which the NGK from the RJ is pumped into the MCP, the flow of the released gas - weathering gas from the RJ is transported for disposal or compression and supply to the MGP, and the VRI is sent to the inhibitor regeneration shop.

Холодный осушенный газ, выходящий из низкотемпературного сепаратора, разделяют на два потока, один из которых подают на вход второй секции ТО «газ-газ», а второй - на байпас этой секции, оснащенный КР расхода газа, который изменяет соотношение проходящих потоков газа через ТО и байпас. С помощью этого КР автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) регулирует соотношение потоков осушенного газа, проходящих через вторую секцию ТО «газ-газ» и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры осушенного газа до заданных значений, требуемых технологическим регламентом установки при подаче газа в МГП.The cold dried gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the gas-to-gas TO, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve, which changes the ratio of gas flows passing through the TO and bypass. With the help of this CR, the automated process control system (APCS) regulates the ratio of the dried gas flows passing through the second section of the gas-gas TO and bypass, providing real-time correction of the temperature of the dried gas to the set values required by the technological schedule of the installation at gas supply to MGP.

АСУ ТП с момента запуска установки в эксплуатацию реализует режим ее работы используя первоначально заданные значения уставок контролируемых параметров, которые вводят в базу данных (БД) АСУ ТП перед запуском установки в эксплуатацию. Но как только АСУ ТП обнаружит выход одного из контролируемых параметров за пределы установленных для него границ, нарушающий технологический регламент работы установки, АСУ ТП изменяет на один шаг значение уставки допустимого давления

Figure 00000001
добываемой газоконденсатной смеси на входе установки. Изменять значение уставки допустимого давления разрешается в интервале, определяемом неравенством
Figure 00000002
где
Figure 00000003
минимально допустимое, а
Figure 00000004
максимально допустимое значение уставки допустимого давления газоконденсатной смеси на входе установки. Величину шага изменения
Figure 00000005
назначают из соотношения
Figure 00000006
Figure 00000007
где n - число допустимых шагов изменения уставки
Figure 00000008
Само изменение уставки АСУ ТП осуществляет в направлении, которое определяет возникшее нарушение для его устранения. При этом, после каждого шага АСУ ТП удерживает режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее τconst. Этого времени достаточно для завершения переходных процессов в системе, и оно является индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально. И если остальные контролируемые параметры технологического процесса за это время окажутся в пределах установленных им границ, то АСУ ТП фиксирует это значение в качестве новой уставки давления газоконденсатной смеси на входе установки как рабочее и продолжает работать с ней. Одновременно АСУ ТП генерирует сообщение оператору об автоматической смене режима работы установки и его новых характеристиках.From the moment the plant is put into operation, the automated process control system implements its operation mode using the initially set values of the settings of the controlled parameters, which are entered into the database (DB) of the automated process control system before the installation is put into operation. But as soon as the APCS detects the output of one of the controlled parameters beyond the limits set for it, which violates the technological regulations for the operation of the installation, the APCS changes the value of the allowable pressure setting by one step
Figure 00000001
produced gas condensate mixture at the unit inlet. It is allowed to change the value of the allowable pressure setpoint in the interval determined by the inequality
Figure 00000002
where
Figure 00000003
the minimum allowed, and
Figure 00000004
the maximum allowable value of the allowable pressure setting of the gas condensate mixture at the unit inlet. Change step size
Figure 00000005
assigned from the ratio
Figure 00000006
Figure 00000007
where n is the number of allowable setpoint change steps
Figure 00000008
The change in the APCS setting itself is carried out in the direction that determines the violation that has occurred in order to eliminate it. At the same time, after each step, the APCS maintains the plant process control mode with a new setpoint value for a time interval of at least τ const . This time is sufficient to complete the transient processes in the system, and it is an individual characteristic of the installation, determined experimentally. And if the other controlled parameters of the process during this time turn out to be within the limits established by it, then the automated process control system fixes this value as a new pressure setting for the gas condensate mixture at the inlet of the installation as a working one and continues to work with it. At the same time, the automated process control system generates a message to the operator about the automatic change of the operating mode of the installation and its new characteristics.

Перед запуском установки в эксплуатацию обслуживающий персонал вводит в БД АСУ ТП значения уставок контролируемых параметров. Среди них уставка допустимого давления

Figure 00000009
газоконденсатной смеси на входе установки и значение шага ее изменения
Figure 00000010
Одновременно вводят границы интервала допустимых изменений уставки от
Figure 00000011
Также вводят уставку расхода осушенного газа по установке и границы допустимых вариаций ее фактического значения
Figure 00000012
Вводят уставку температуры в низкотемпературном сепараторе и границы допустимых вариаций ее фактического значения
Figure 00000013
Вводят уставку температуры осушенного газа, поступающего в МГП, и границы допустимых вариаций ее фактического значения
Figure 00000014
. Вводят уставку температуры НГК, подаваемого в МКП, и границы допустимых вариаций ее фактического значения
Figure 00000015
Вместе с ними в БД вводят значения предельно допустимого положения рабочих органов: КР, поддерживающего давление добытой газоконденсатной смеси на входе установки, и КР, управляющего давлением газоконденсатной смеси, поступающей в низкотемпературный сепаратор, разрешив их перемещение от установленных нижних значений до полностью открыт.И только после этого осуществляют запуск установки в эксплуатацию, технологические процессы которой ведет АСУ ТП. Для этого она использует четыре ПИД-регулятора, построенных на ее базе, каждый из которых с помощью подключенного к нему КР управляет своим параметром.Before the plant is put into operation, the maintenance personnel enters the values of the settings of the controlled parameters into the APCS database. Among them, the allowable pressure setting
Figure 00000009
gas condensate mixture at the inlet of the installation and the value of the step of its change
Figure 00000010
At the same time, the boundaries of the interval of permissible setpoint changes from
Figure 00000011
Also, the setpoint for the dry gas flow rate for the installation and the boundaries of permissible variations in its actual value are entered.
Figure 00000012
Enter the temperature setpoint in the low-temperature separator and the boundaries of permissible variations of its actual value
Figure 00000013
Enter the temperature setting for the dried gas entering the MGP, and the boundaries of permissible variations of its actual value
Figure 00000014
. Enter the temperature setting for the oil and gas supplied to the MCP, and the boundaries of permissible variations in its actual value
Figure 00000015
Together with them, the values of the maximum allowable position of the working bodies are entered into the database: the CR, which maintains the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation, and the CR, which controls the pressure of the gas condensate mixture entering the low-temperature separator, allowing them to move from the set lower values to fully open. And only after that, the installation is put into operation, the technological processes of which are carried out by the process control system. To do this, it uses four PID controllers built on its basis, each of which controls its own parameter with the help of a KR connected to it.

АСУ ТП формирует сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин, либо перехода на режим работы установки с подключением аппаратов воздушного охлаждения, либо турбодетандерных агрегатов, в зависимости от сезона года, чтобы обеспечить поступление в систему дополнительного холода. Такая ситуация возникает, если в режиме коррекции уставки

Figure 00000016
с помощью КР, установленного на входе установки и управляющего расходом
Figure 00000017
добытой газоконденсатной смеси по установке, будет выявлено то, что: достигнута одна из границ вариаций допустимого давления газоконденсатной смеси на входе установки
Figure 00000018
либо рабочий орган этого КР перешел в состояние полностью открыт или достиг минимально допустимого положения.The automated process control system generates a message to the plant operator to make a decision on changing the operating mode of the gas well clusters, or switching to the operating mode of the plant with the connection of air coolers or turbo-expander units, depending on the season, in order to provide additional cold to the system. This situation occurs if in the setpoint correction mode
Figure 00000016
with the help of a KR installed at the inlet of the installation and controlling the flow
Figure 00000017
of the produced gas condensate mixture at the unit, it will be revealed that: one of the limits of the allowable pressure variation of the gas condensate mixture at the unit inlet has been reached
Figure 00000018
or the working body of this RC has moved to the fully open state or has reached the minimum allowable position.

На фиг.1 приведена принципиальная технологическая схема установки.Figure 1 shows a schematic diagram of the plant.

В ней использованы следующие обозначения:It uses the following notation:

1 - входная линия установки;1 - input line of the installation;

2 - КР, поддерживающий давление добытой газоконденсатной смеси на входе установки;2 - KR, maintaining the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation;

3 - датчик давления газоконденсатной смеси, установленный перед сепаратором 4 первой ступени сепарации;3 - gas condensate mixture pressure sensor installed in front of separator 4 of the first separation stage;

4 - сепаратор первой ступени сепарации;4 - separator of the first stage of separation;

5 - КР расхода газоконденсатной смеси, проходящей через ТО 8 «газ-конденсат»;5 - KR flow rate of the gas condensate mixture passing through TO 8 "gas-condensate";

6 - АСУ ТП установки;6 - automated process control system of the installation;

7 - ТО «газ-газ»;7 - TO "gas-gas";

8 - ТО «газ-конденсат»;8 - TO "gas-condensate";

9-РЖ;9-RJ;

10 - КР расхода осушенного газа, проходящего по байпасу второй секции ТО 7 «газ-газ»;10 - KR flow rate of dried gas passing through the bypass of the second section TO 7 "gas-gas";

11 - редуцирующий КР газоконденсатной смеси, проходящего через установку;11 - reducing CR of the gas condensate mixture passing through the installation;

12 - датчик температуры осушенного газа, поступающего в МГП;12 - dry gas temperature sensor entering the MGP;

13 - датчик расхода осушенного газа, поступающего в МГП;13 - flow sensor of dried gas entering the MGP;

14 - низкотемпературный сепаратор;14 - low-temperature separator;

15 - датчик температуры, установленный в низкотемпературном сепараторе 14;15 - temperature sensor installed in the low-temperature separator 14;

16 - насосный агрегат подачи НГК в МКП;16 - pumping unit for supplying oil and gas to the MCP;

17 - датчик температуры НГК, подаваемого в МКП;17 - temperature sensor of NGK supplied to the MCP;

На фиг.2 приведена структурная схема автоматического управления температурой технологических процессов установки. В ней использованы следующие обозначения:Figure 2 shows a block diagram of the automatic temperature control of technological processes of the installation. It uses the following notation:

18 - сигнал с датчика расхода 13 осушенного газа, подаваемого в МГП, поступающий на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 26;18 - signal from the flow sensor 13 of dry gas supplied to the MGP, fed to the feedback input PV of the PID controller 26;

19 - сигнал уставки расхода осушенного газа, подаваемого в МГП, поступающий на вход задания SP ПИД-регулятора 26;19 - setpoint signal for the flow rate of dried gas supplied to the MGP, supplied to the input of the task SP of the PID controller 26;

20 - сигнал с датчика температуры 12 осушенного газа, подаваемого в МГП, поступающий на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 27;20 - signal from the temperature sensor 12 of the dried gas supplied to the MGP, fed to the feedback input PV of the PID controller 27;

21 - сигнал уставки температуры осушенного газа, подаваемого в МГП, поступающий на вход задания SP ПИД-регулятора 27;21 - setpoint signal for the temperature of the dry gas supplied to the MGP, supplied to the input of the task SP of the PID controller 27;

22 - сигнал с датчика температуры 17 НГК, подаваемого в МКП, подаваемый на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 28;22 - signal from the temperature sensor 17 of the NGK supplied to the MCP, supplied to the feedback input PV of the PID controller 28;

23 - сигнал уставки температуры НГК, подаваемого в МКП, поступающий на вход задания SP ПИД-регулятора 28;23 - temperature setpoint signal of the OGK supplied to the MCP, supplied to the input of the SP task of the PID controller 28;

24 - сигнал с датчика давления 3, установленного перед сепаратором 4, поступающий на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 29;24 - signal from the pressure sensor 3, installed in front of the separator 4, coming to the feedback input PV of the PID controller 29;

25 - сигнал уставки давления перед сепаратором 4, поступающий на вход задания SP ПИД-регулятора 29;25 - pressure setpoint signal in front of the separator 4, fed to the input of the task SP of the PID controller 29;

26 - ПИД-регулятор поддержания расхода осушенного газа, подаваемого в МГП;26 - PID controller for maintaining the flow of dried gas supplied to the MGP;

27 - ПИД-регулятор поддержания температуры осушенного газа, подаваемого в МГП;27 - PID controller for maintaining the temperature of the dry gas supplied to the MGP;

28 - ПИД-регулятор поддержания температуры НГК, подаваемого в МКП;28 - PID controller for maintaining the temperature of the oil and gas supplied to the MCP;

29 - ПИД-регулятор поддержания давления на входе установки;29 - PID controller for maintaining pressure at the inlet of the installation;

30 - сигнал управления КР 11;30 - control signal KR 11;

31 - сигнал управления КР 10;31 - control signal KR 10;

32- сигнал управления КР 5;32 - control signal KR 5;

33 - сигнал управления КР 2.33 - control signal KR 2.

ПИД-регуляторы 26, 27, 28 и 29 реализованы на базе АСУ ТП 6.PID controllers 26, 27, 28 and 29 are implemented on the basis of ACS TP 6.

Способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа, работающей в условиях Крайнего Севера реализуют следующим образом.The method of automatic control of the installation of low-temperature gas separation, operating in the conditions of the Far North, is implemented as follows.

Добываемая газоконденсатная смесь по входной линии 1 установки, оснащенной КР 2, поддерживающим давление добытой газоконденсатной смеси на входе установки и датчиком давления 3, поступает на вход сепаратора 4 первой ступени сепарации, в котором происходит ее первичное очищение от механических примесей и частичное отделение смеси НГК и ВРИ. По мере накопления в нижней части сепаратора 4 ее отводят в РЖ 9. Частично очищенную от капельной влаги и пластовой жидкости газоконденсатную смесь, выходящую из сепаратора 4, разделяют на два потока и подают их по трубопроводам для охлаждения на входы первых секций ТО 7 «газ-газ» и ТО 8 «газ-конденсат». При этом на вход ТО 8 «газ-конденсат» газоконденсатная смесь поступает через КР 5, который путем изменения ее расхода поддерживает заданную температуру НГК, подаваемого в МКП. Далее потоки газоконденсатной смеси, выходящие из первых секций ТО 7 «газ-газ» и ТО 8 «газ-конденсат», объединяют и подают на КР 11, который выполняет роль редуктора. В результате редуцирования на его выходе происходит охлаждение газожидкостной смеси, после чего ее подают в низкотемпературный сепаратор 14, оснащенный датчиком температуры 15. В этом сепараторе происходит окончательное отделение газа от НГК и ВРИ, смесь которых по мере накопления в его нижней части отводят через вторую секцию ТО 8 «газ-конденсат» в РЖ 9. Осушенный и охлажденный газ с выхода низкотемпературного сепаратора 14 разделяют на два потока, один из которых подают на вход второй секции ТО 7 «газ-газ», а второй направляют через ее байпас. КР 10 регулирует поток газа через байпас, изменяя его расход через вторую секцию ТО 7 «газ-газ», и обеспечивает поддержку заданной температуры осушенного газа, поступающего в МГП, который оснащен датчиками расхода 13 и температуры 12. Отводимую из сепараторов 4 и 14 смесь НГК с ВРИ подают в РЖ 9, где она подвергается разделению на фракции и дегазации. Поток выделенного газа (газ выветривания) из РЖ 9 отправляют на утилизацию или компримируют и подают в МГП. Поток НГК транспортируют либо на склад, либо при помощи насосного агрегата 16 подают в МКП, который оснащен датчиком температуры 17. Поток ВРИ подают на регенерацию в цех регенерации ингибитора.The produced gas condensate mixture through the inlet line 1 of the unit, equipped with a CR 2 that maintains the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet of the unit and pressure sensor 3, enters the inlet of the separator 4 of the first separation stage, in which its primary purification from mechanical impurities and partial separation of the mixture of OGK and VRI. As it accumulates in the lower part of the separator 4, it is diverted to the RJ 9. The gas condensate mixture leaving the separator 4, partially cleared of dripping moisture and reservoir fluid, is divided into two streams and fed through pipelines for cooling to the inlets of the first sections TO 7 "gas - gas" and TO 8 "gas-condensate". At the same time, the gas condensate mixture enters the TO 8 "gas-condensate" inlet through the CR 5, which, by changing its flow rate, maintains the specified temperature of the OGK supplied to the MCP. Next, the flows of the gas condensate mixture leaving the first sections TO 7 "gas-gas" and TO 8 "gas-condensate" are combined and fed to KR 11, which acts as a reducer. As a result of the reduction, the gas-liquid mixture is cooled at its outlet, after which it is fed into the low-temperature separator 14, equipped with a temperature sensor 15. In this separator, the final separation of gas from NGK and VRI takes place, the mixture of which, as it accumulates in its lower part, is removed through the second section TO 8 "gas-condensate" in RJ 9. The dried and cooled gas from the outlet of the low-temperature separator 14 is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section TO 7 "gas-gas", and the second is sent through its bypass. KR 10 regulates the gas flow through the bypass, changing its flow rate through the second section of TO 7 "gas-gas", and maintains the desired temperature of the dried gas entering the MGP, which is equipped with flow sensors 13 and temperature 12. The mixture discharged from separators 4 and 14 NGK with VRI is fed into RZh 9, where it is subjected to separation into fractions and degassing. The flow of the released gas (weathering gas) from the RJ 9 is sent for disposal or compressed and fed to the MGP. The NGK flow is transported either to a warehouse, or, using a pump unit 16, it is fed to the MCP, which is equipped with a temperature sensor 17. The WRI flow is fed for regeneration to the inhibitor regeneration shop.

Для поддержания заданного расхода осушенного газа, поступающего в МГП, АСУ ТП 6 использует ПИД-регулятора 26. Для этого АСУ ТП 6 на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора подает сигнал 18 с датчика расхода 13 - значение фактического расхода осушенного газа. Одновременно АСУ ТП 6 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 19 - значение уставки расхода осушенного газа по установке. Ее величину устанавливает диспетчерская служба газодобывающего предприятия. Сравнивая эти два сигнала ПИД-регулятор 26 на своем выходе CV формирует сигнал 30, который управляет степенью открытия/закрытия КР 11, поддерживая установленный заданием расход осушенного газа, поступающего в МГП и температуру в низкотемпературном сепараторе 14.To maintain a given flow rate of dry gas entering the MGP, APCS 6 uses a PID controller 26. To do this, APCS 6 sends a signal 18 from the flow sensor 13 to the feedback input PV of this PID controller - the value of the actual flow rate of the dried gas. At the same time, ACS TP 6 sends a signal 19 to the input of the SP task of the same PID controller - the value of the dry gas flow rate setpoint for the installation. Its value is set by the dispatching service of the gas producing enterprise. Comparing these two signals, the PID controller 26 generates a signal 30 at its output CV, which controls the degree of opening/closing of the CR 11, maintaining the flow rate of the dried gas entering the MGP and the temperature in the low-temperature separator 14 set by the task.

Для поддержания температуры осушенного газа, поступающего в МГП, АСУ ТП 6 использует ПИД-регулятор 27. Для этого АСУ ТП 6 на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора подает сигнал 20 - значение фактической температуры осушенного газа, измеряемое датчиком 12, установленным на входе в МГП. Одновременно АСУ ТП 6 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 21 - значение уставки температуры осушенного газа, поступающего в МГП, заданной в соответствие с технологическим регламентом установки. В результате обработки этих сигналов ПИД-регулятор 27 на своем выходе CV формирует сигнал 31, управляющий степенью открытия/закрытия КР 10, поддерживая температуру осушенного газа, поступающего в МГП путем регулирования его расхода через байпас второй секции ТО 7 «газ-газ».To maintain the temperature of the dry gas entering the MGP, APCS 6 uses PID controller 27. To do this, APCS 6 sends a signal 20 to the feedback input PV of this PID controller - the value of the actual temperature of the dried gas, measured by sensor 12 installed at the input in the IHL. At the same time, ACS TP 6 sends a signal 21 to the input of the task SP of the same PID controller - the value of the setpoint for the temperature of the dried gas entering the MGP, set in accordance with the technological schedule of the installation. As a result of processing these signals, the PID controller 27 at its output CV generates a signal 31 that controls the degree of opening/closing of the CR 10, maintaining the temperature of the dried gas entering the MGP by regulating its flow through the bypass of the second section TO 7 "gas-gas".

Для поддержания температуры НГК, подаваемого в МКП, АСУ ТП 6 использует ПИД-регулятор 28. Для этого АСУ ТП 6 на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора подает сигнал 22 - значение фактической температуры НГК, измеряемой датчиком 17, установленным на входе в МКП. Одновременно АСУ ТП 6 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 23 - значение уставки температуры НГК, подаваемого в МКП, заданной в соответствие с технологическим регламентом установки. В результате их обработки ПИД-регулятор 28 на своем выходе CV формирует сигнал 32, управляющий степенью открытия/закрытия КР 5, поддерживая температуру НГК, поступающего в МКП, путем регулирования расходом добываемой газоконденсатной смеси, проходящей через первую секцию ТО 8 «газ-конденсат».To maintain the temperature of the OGK supplied to the MCP, the APCS 6 uses a PID controller 28. To do this, the APCS 6 sends a signal 22 to the feedback input PV of this PID controller - the value of the actual temperature of the OGK, measured by sensor 17 installed at the input to the MCP . At the same time, ACS TP 6 sends a signal 23 to the input of the SP task of the same PID controller - the value of the temperature setpoint of the OGK supplied to the MCP, set in accordance with the technological schedule of the installation. As a result of their processing, the PID controller 28 at its output CV generates a signal 32 that controls the degree of opening / closing of the CR 5, maintaining the temperature of the oil and gas complex entering the MCP by controlling the flow rate of the produced gas condensate mixture passing through the first section of TO 8 "gas-condensate" .

Для поддержания давления газоконденсатной смеси на входе в сепаратор 4 АСУ ТП 6 использует ПИД-регулятор 29. Для этого АСУ ТП 6 на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора подает сигнал 24 - значение фактического давления, измеряемое датчиком 3, установленным на входе сепаратора 4. Одновременно АСУ ТП 6 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 25 - значение уставки допустимого давления

Figure 00000019
перед сепаратором 4 первой ступени сепарации, т.е. на входе установки. Ее значение задают в соответствие с технологическим регламентом установки. В результате их обработки ПИД-регулятор 29 на своем выходе CV формирует сигнал 33, управляющий степенью открытия/закрытия КР 2.To maintain the pressure of the gas condensate mixture at the inlet to separator 4, APCS 6 uses PID controller 29. To do this, APCS 6 sends a signal 24 to the feedback input PV of this PID controller - the actual pressure value measured by sensor 3 installed at the inlet of separator 4 At the same time, ACS TP 6 sends a signal 25 to the input of the SP task of the same PID controller - the value of the allowable pressure setting
Figure 00000019
before the separator 4 of the first separation stage, i.e. at the input of the installation. Its value is set in accordance with the technological regulations of the installation. As a result of their processing, the PID controller 29 generates a signal 33 at its output CV, which controls the degree of opening / closing of the CR 2.

Перед запуском установки в работу обслуживающий персонал задает и вводит в БД АСУ ТП 6 ряд необходимых параметров. Среди них уставка - допустимое давление

Figure 00000020
добываемой газоконденсатной смеси на входе установки, а также допустимые границы вариаций контролируемых параметров:Before starting the installation, the maintenance personnel sets and enters a number of necessary parameters into the APCS 6 database. Among them, the setting is the allowable pressure
Figure 00000020
of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation, as well as the permissible limits of variations of controlled parameters:

а) положение рабочего органа КР 2, которое может варьироваться от полностью открыт до прикрыт до строго заданного, нижнего значения

Figure 00000021
. Интервал его допустимых перемещений задают в виде неравенства
Figure 00000022
где
Figure 00000023
текущее положение рабочего органа КР 2.a) the position of the working body of KR 2, which can vary from fully open to covered to a strictly specified, lower value
Figure 00000021
. The interval of its admissible movements is given as an inequality
Figure 00000022
where
Figure 00000023
current position of the working body of KR 2.

б) положение рабочего органа КР 11, которое может варьироваться от полностью открыт до прикрыт до строго заданного, нижнего значения

Figure 00000024
. Интервал его допустимых перемещений задают в виде неравенства
Figure 00000025
, где
Figure 00000026
текущее положение рабочего органа КР 11. Вариации значения уставки - допустимое давление
Figure 00000027
газоконденсатной смеси на входе установки задают в виде неравенстваb) the position of the working body of KR 11, which can vary from fully open to covered to a strictly specified, lower value
Figure 00000024
. The interval of its admissible movements is given as an inequality
Figure 00000025
, where
Figure 00000026
current position of the working body KP 11. Variations in the setpoint value - allowable pressure
Figure 00000027
gas condensate mixture at the inlet of the installation is given in the form of the inequality

Figure 00000028
Figure 00000028

где

Figure 00000029
минимально допустимое, а
Figure 00000030
максимально допустимое значение уставки допустимого давления газоконденсатной смеси на входе установки. При этом изменение уставки
Figure 00000031
АСУ ТП 6 производит только в случае необходимости и пошагово, на величину
Figure 00000032
которую назначают из соотношения
Figure 00000033
где n - число разрешенных шагов изменения уставки
Figure 00000034
where
Figure 00000029
the minimum allowed, and
Figure 00000030
the maximum allowable value of the allowable pressure setting of the gas condensate mixture at the unit inlet. In this case, changing the setting
Figure 00000031
APCS 6 produces only if necessary and step by step, by the amount
Figure 00000032
which is assigned from the ratio
Figure 00000033
where n is the number of allowed setpoint change steps
Figure 00000034

АСУ ТП 6 осуществляет управление пошаговым изменением уставки

Figure 00000035
допустимого значения давления газоконденсатной смеси на входе установки с помощью КР 2, соблюдая одновременно требования системы из двух неравенствACS TP 6 controls the step-by-step change of the setpoint
Figure 00000035
admissible value of the pressure of the gas-condensate mixture at the inlet of the installation using KR 2, simultaneously observing the requirements of a system of two inequalities

Figure 00000036
Figure 00000036

АСУ ТП 6 управляет расходом осушенного газа по установке с помощью ПИД-регулятора 26, учитывая текущее положение рабочего органа КР 11 и допустимые вариаций расхода осушенного газа

Figure 00000037
относительно его уставки, которые задают в виде неравенстваACS TP 6 controls the flow of dry gas through the installation using the PID controller 26, taking into account the current position of the working body KR 11 and allowable variations in the flow of dry gas
Figure 00000037
relative to its setting, which are given in the form of inequality

Figure 00000038
Figure 00000038

где

Figure 00000039
минимально допустимое, а
Figure 00000040
максимально допустимое значение расхода осушенного газа, поступающего в МГП. В результате АСУ ТП 6 реализует управление расходом осушенного газа по установке соблюдая требование одновременного соответствия системе из двух неравенствwhere
Figure 00000039
the minimum allowed, and
Figure 00000040
the maximum allowable flow rate of dried gas entering the MGP. As a result, ACS TP 6 implements the control of dry gas flow in the installation, observing the requirement of simultaneous compliance with the system of two inequalities

Figure 00000041
Figure 00000041

В процессе эксплуатации установки, положение рабочих органов КР 5 и КР 10, в отличие от положения КР 2 и КР 11, может изменяться от полностью открыт до полностью закрыт.During operation of the installation, the position of the working bodies of KR 5 and KR 10, in contrast to the position of KR 2 and KR 11, can vary from fully open to fully closed.

Допустимые вариации значения температуры осушенного газа

Figure 00000042
поступающего в МГП, относительно ее уставки задают неравенствомPermissible variations in dry gas temperature
Figure 00000042
entering the MHL, with respect to its setting, is given by the inequality

Figure 00000043
Figure 00000043

где

Figure 00000044
минимально допустимое, а
Figure 00000045
максимально допустимое значение температуры осушенного газа.where
Figure 00000044
the minimum allowed, and
Figure 00000045
the maximum allowable dry gas temperature.

Допустимые вариации значения температуры НГК

Figure 00000046
подаваемого в МКП, относительно ее уставки задают неравенствомPermissible variations in the temperature value of the OGK
Figure 00000046
supplied to the MCP, with respect to its setting, is given by the inequality

Figure 00000047
Figure 00000047

где

Figure 00000048
минимально допустимое, а
Figure 00000049
максимально допустимое значение температуры НГК.where
Figure 00000048
the minimum allowed, and
Figure 00000049
the maximum allowable value of the temperature of the OGK.

Допустимые вариации значения температуры

Figure 00000050
в низкотемпературном сепараторе относительно ее уставки задают неравенствомPermissible temperature variation
Figure 00000050
in a low-temperature separator relative to its setting is given by the inequality

Figure 00000051
Figure 00000051

где

Figure 00000052
минимально допустимое, а
Figure 00000053
максимально допустимое значение температуры в низкотемпературном сепараторе.where
Figure 00000052
the minimum allowed, and
Figure 00000053
maximum allowable temperature value in the low-temperature separator.

Обслуживающий персонал перед запуском установки в эксплуатацию вводит в БД АСУ ТП 6 первоначальные значения следующих параметров -степень открытия КР 2, КР 5, КР 10 и КР 11 и значения нижней границы положения рабочих органов КР 2 - Smin_КР2 и КР 11 - Smin_КР11, а также первоначальные значения уставок для ПИД-регуляторов 26, 27, 28 и 29:Before putting the unit into operation, the service personnel enters into the DB of the process control system 6 the initial values of the following parameters - the degree of opening of KR 2, KR 5, KR 10 and KR 11 and the values of the lower limit of the position of the working bodies of KR 2 - S min_KR2 and KR 11 - S min_KR11 , as well as the initial setpoints for PID controllers 26, 27, 28 and 29:

- расход осушенного газа по установке;- consumption of dry gas in the plant;

- температуру осушенного газа, поступающего в МГП;- the temperature of the dried gas entering the MGP;

- температуру НГК, подаваемого в МКП;- temperature of OGK supplied to the MCP;

- температуру в низкотемпературном сепараторе;- temperature in the low-temperature separator;

- допустимое давление перед сепаратором первой ступени сепарации 4. При запуске установки в работу АСУ ТП 6 в реальном режиме времени осуществляет контроль положения рабочих органов КР 5, КР 10 и КР 11, а также расход осушенного газа, поступающего в МГП, с помощью датчика расхода 13, температуры в низкотемпературном сепараторе 14 с помощью датчика 15, температуры осушенного газа/НГК, поступающих/подаваемых в МГП/МКП, с помощью датчиков 12 и 17, соответственно.- admissible pressure in front of the separator of the first stage of separation 4. When the unit is put into operation, the automated process control system 6 in real time monitors the position of the working bodies of KR 5, KR 10 and KR 11, as well as the flow rate of dried gas entering the MGP using a flow sensor 13, the temperature in the low-temperature separator 14 using sensor 15, the temperature of the dried gas/NGK entering/supplied to the MGP/MCP using sensors 12 and 17, respectively.

Контролируя указанные параметры АСУ ТП 6 ведет управление технологическим процессом с учетом указанных выше ограничений и поддерживает стабильным выполнение заданного расхода осушенного газа по установке - базовый (основной) режим. Если в процессе работы не удастся удержать в заданных пределах расход осушенного газа, поступающего в МГП или заданную температуру в низкотемпературном сепараторе 14 или заданную температуру осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, либо рабочий орган КР 5 или КР 10 или КР 11 перейдет в одно из своих крайних положений, то АСУ ТП 6 автоматически переводит установку на следующий режим работы, предусматривающий изменение значения уставки давления газоконденсатной смеси на входе установки в рамках допустимых вариаций. Этот режим АСУ ТП 6 реализует с помощью ПИД-регулятора 29 и управляемого им КР 2 в рамках ограничений, установленных системой неравенств (1), изменив значение первоначально заданной уставки по давлению на один шаг. Одновременно АСУ ТП 6 формирует сообщение оператору установки об автоматическом переводе установки на следующий режим работы.By controlling the specified parameters, the APCS 6 manages the technological process, taking into account the above restrictions and maintains stable performance of the specified dry gas flow rate for the installation - the basic (main) mode. If during operation it is not possible to keep within the specified limits the flow rate of dry gas entering the MGP or the set temperature in the low-temperature separator 14 or the set temperature of the dried gas / oil and gas entering / supplied to the MGP / MCP, or the working body of KR 5 or KR 10 or KR 11 moves to one of its extreme positions, then APCS 6 automatically switches the unit to the next operating mode, which involves changing the value of the gas condensate mixture pressure setpoint at the unit inlet within the allowable variations. This mode of process control system 6 implements with the help of PID controller 29 and controlled by him KR 2 within the limits set by the system of inequalities (1), changing the value of the initially set pressure setting by one step. At the same time, ACS TP 6 generates a message to the plant operator about the automatic transfer of the plant to the next operating mode.

Данный режим АСУ ТП 6 реализует, увеличивая/уменьшая значение уставки допустимого значения давления газоконденсатной смеси на входе установки, в зависимости от сложившейся ситуации в ту или иную сторону, до значенияThe APCS 6 implements this mode by increasing/decreasing the set value of the admissible pressure of the gas condensate mixture at the unit inlet, depending on the current situation in one direction or another, up to the value

Figure 00000054
Figure 00000054

Это новое значение уставки АСУ ТП 6 подает в виде сигнала 25 на вход SP ПИД-регулятора 29. Сравнивая ее значение с фактическим давлением на входе установки, поступающим от датчика 3 ПИД-регулятор 29 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал 33 и задает соответствующее значение степени открытия/закрытия КР 2. Это ведет к изменению давления добываемой газоконденсатной смеси на входе в установку, что вызывает изменение перепада давления на редуцирующем КР 11. Благодаря этому произойдет, повышение/понижение температуры в низкотемпературном сепараторе 14, что, в свою очередь, приведет к устранению возникшего отклонения - повышению/понижению расхода осушенного газа, поступающего в МГП или температуры газа/НГК, поступающих в МГП/МКП.The APCS 6 sends this new setpoint value in the form of a signal 25 to the input SP of the PID controller 29. By comparing its value with the actual pressure at the plant inlet coming from sensor 3, the PID controller 29 generates a control signal 33 at its output CV and sets the corresponding value degree of opening/closing of KP 2. This leads to a change in the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet to the installation, which causes a change in the pressure drop across the reducing KP 11. Due to this, an increase/decrease in temperature in the low-temperature separator 14 will occur, which, in turn, will lead to to eliminate the deviation that has arisen - an increase / decrease in the flow rate of dried gas entering the MGP or the temperature of the gas / oil and gas entering the MGP / MCP.

Корректировку значения уставки давления на входе установки

Figure 00000055
АСУ ТП 6 производит пошагово, в зависимости от направления возникшего нарушения и с учетом инерционности технологических процессов установки. Количество шагов n, перекрывающих весь интервал допустимых вариаций изменения уставки давления на входе установки
Figure 00000056
как правило, назначают равным 10, по 5 шагов в каждую сторону от первоначально заданного значения. При этом на каждом шаге АСУ ТП 6 реализует режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее
Figure 00000057
являющегося индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально. В частности, для установок Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения требуется время
Figure 00000058
для завершения переходных процессов порядка 10 минут. Если при реализации первого или очередного шага удается устранить возникшее нарушение в ходе технологического процесса - восстановить заданный расход осушенного газа, поступающего в МГП или заданную температуру в низкотемпературном сепараторе 14, или заданную температуру осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, либо вернуть рабочий орган КР 5 или КР 10 или КР 11 в его рабочий диапазон положений, то АСУ ТП 6 продолжает работать с этим новым значением уставки, зафиксировав ее значение в своей БД в качестве задания. В противном случае АСУ ТП 6 продолжит поиск, изменив значение уставки еще на один шаг.Correction of the pressure setpoint value at the inlet of the installation
Figure 00000055
APCS
6 performs step by step, depending on the direction of the violation and taking into account the inertia of the technological processes of the installation. The number of steps n, covering the entire range of allowable variations in the change in the pressure setpoint at the inlet of the installation
Figure 00000056
as a rule, set to 10, 5 steps in each direction from the originally set value. At the same time, at each step, the APCS 6 implements the plant process control mode with a new setpoint value during a time interval of at least
Figure 00000057
which is an individual characteristic of the installation, determined experimentally. In particular, the installations of the Zapolyarnoye oil and gas condensate field require time
Figure 00000058
to complete transients of the order of 10 minutes. If, during the implementation of the first or next step, it is possible to eliminate the violation that occurred during the technological process - to restore the specified flow rate of dry gas entering the MGP or the specified temperature in the low-temperature separator 14, or the specified temperature of the dried gas/NGK entering/supplied to the MGP/MCP, or return the working body of KR 5 or KR 10 or KR 11 to its operating range of positions, then APCS 6 continues to work with this new setpoint value, fixing its value in its database as a task. Otherwise, APCS 6 will continue the search by changing the setting value by one more step.

Такой режиме коррекции уставки

Figure 00000059
с помощью КР 2 позволяет АСУ ТП 6 многократно возвращаться к ранее реализованным режимам работы, в том числе и к первоначальному.This setpoint correction mode
Figure 00000059
with the help of KR 2 allows APCS 6 to repeatedly return to previously implemented modes of operation, including the original one.

Если в режиме коррекции уставки

Figure 00000060
с помощью КР 2 будет достигнута одна из границ допустимых вариаций давления на входе установки
Figure 00000061
или
Figure 00000062
либо рабочий орган КР 2 перейдет в состояние полностью открыт или
Figure 00000063
, то АСУ ТП 6 формирует об этом сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин, либо перехода на режим работы установки с подключением турбодетандерных агрегатов.If in setpoint correction mode
Figure 00000060
with the help of KR 2, one of the limits of permissible pressure variations at the inlet of the installation will be reached
Figure 00000061
or
Figure 00000062
either the working body of KR 2 will go into a fully open state or
Figure 00000063
, then APCS 6 generates a message about this to the operator of the installation to make a decision on changing the operation mode of the clusters of gas producing wells, or switching to the operation mode of the installation with the connection of turbo-expander units.

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 adjustment of the PID controllers used is carried out by the maintenance personnel at the time the system is put into operation for a specific mode of operation of the installation according to the method described, for example, in the Encyclopedia of Process Control Systems, clause 5.5, PID controller, resource:

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

Способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа, работающей в условиях Крайнего Севера реализован в ПАО «Газпром» ООО «Газпром добыча Ямбург» на Заполярном нефтегазоконденсатном газоконденсатном месторождении на УКПГ 1 В и УКПГ 2 В. Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях, расположенных в районах Крайнего РФ. Применение данного способа позволяет автоматически поддерживать температурный режим на установках в рамках технологических норм и ограничений, предусмотренных их технологическими регламентами, благодаря чему появляется возможность:A method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the Far North was implemented at Gazprom PJSC Gazprom dobycha Yamburg LLC at the Zapolyarnoye oil and gas condensate gas condensate field at GTP 1 V and GTP 2 V. The results of operation showed its high efficiency. The claimed invention can be widely used in other existing and newly developed gas condensate fields located in the regions of the Extreme Russian Federation. The use of this method makes it possible to automatically maintain the temperature regime at the plants within the technological norms and restrictions provided for by their technological regulations, which makes it possible to:

- удерживать в установленных рамках в автоматическом режиме динамически изменяющийся режим работы технологических процессов установки в рамках установленных границ, обеспечивая ее эффективную работу с учетом динамики текущих значений внешних и внутренних параметров;- keep within the established limits in automatic mode the dynamically changing mode of operation of the plant's technological processes within the established boundaries, ensuring its efficient operation, taking into account the dynamics of the current values of external and internal parameters;

- осуществлять контроль и поддержание заданного расхода осушенного газа, поступающего в МГП, а также температуры осушенного газа/НГК, поступающих/подаваемых в МГП/МКП, с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке газо- и конденсатопроводов на Крайнем Севере РФ;- to control and maintain the specified flow rate of dried gas entering the MGP, as well as the temperature of the dried gas/OGK entering/supplying to the MGP/MKP, in order to protect permafrost soils from thawing during underground laying of gas and condensate pipelines in the Far North of the Russian Federation;

- практически минимизировать роль «человеческого фактора» при принятии управленческих решений в процессе эксплуатации установки.- to practically minimize the role of the "human factor" in making managerial decisions during the operation of the plant.

Claims (3)

1. Способ автоматического управления установкой низкотемпературной сепарации газа, далее установка, работающей в условиях Крайнего Севера РФ, включающий предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей с отделением нестабильного газового конденсата – НГК и водного раствора ингибитора – ВРИ в сепараторе первой ступени сепарации, после чего смесь НГК и ВРИ из кубовой части этого сепаратора отводят в разделитель жидкостей – РЖ, а газоконденсатную смесь с выхода этого же сепаратора первой ступени сепарации разделяют на два потока и охлаждают их в первых секциях рекуперативных теплообменников, далее ТО, «газ-газ» и ТО «газ-конденсат», при этом поток, поступающий в ТО «газ-конденсат», идет через клапан-регулятор – КР расхода газоконденсатной смеси, который регулирует ее расход, обеспечивая поддержание заданной температуры НГК на выходе второй секции ТО «газ-конденсат», и далее потоки, выходящие из первых секций ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат», объединяют и подают через КР, выполняющий роль управляемого редуктора, на котором осуществляют адиабатическое расширение газоконденсатной смеси, и направляют ее в оснащенный датчиком температуры низкотемпературный сепаратор, где осуществляют окончательное разделение газоконденсатной смеси на осушенный газ и смесь НГК с ВРИ, которую из кубовой части низкотемпературного сепаратора подают на вход второй секции ТО «газ-конденсат» и далее в РЖ, в котором выделяют НГК, ВРИ и газ выветривания, после чего НГК с помощью насосного агрегата подают в магистральный конденсатопровод – МКП, поток выделенного газа – газ выветривания из РЖ транспортируют для утилизации или компримирования и подачи в магистральный газопровод – МГП, ВРИ направляют в цех регенерации ингибитора, а холодный осушенный газ, выходящий из низкотемпературного сепаратора, разделяют на два потока, один из которых подают на вход второй секции ТО «газ-газ», а второй – на байпас этой секции, оснащенный КР расхода газа, который изменяет соотношение проходящих потоков газа через ТО и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры газа до заданных значений, требуемых технологическим регламентом установки при подаче газа в МГП, отличающийся тем, что автоматизированная система управления технологическими процессами – АСУ ТП с момента запуска установки в эксплуатацию реализует режим ее работы, используя первоначально заданные значения уставок контролируемых параметров, которые вводят в базу данных – БД АСУ ТП перед запуском установки в эксплуатацию, и как только АСУ ТП обнаружит выход одного из контролируемых параметров за пределы установленных границ его допустимых вариаций относительно уставки, нарушающий технологический регламент работы установки, АСУ ТП пошагово изменяет значение уставки допустимого давления
Figure 00000064
добываемой газоконденсатной смеси на входе установки на величину
Figure 00000065
в интервале, определяемом неравенством
Figure 00000066
где
Figure 00000067
- минимально допустимое, а
Figure 00000068
- максимально допустимое значение уставки допустимого давления газоконденсатной смеси на входе установки, а величину
Figure 00000069
назначают из соотношения
Figure 00000070
Figure 00000071
где n – число допустимых шагов изменения уставки
Figure 00000072
и это изменение уставки АСУ ТП осуществляет в направлении, обеспечивающем устранение выявленного нарушения, и после каждого шага удерживает режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее
Figure 00000073
достаточного для завершения переходных процессов в системе и являющегося индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально, и если значения остальных контролируемых параметров технологического процесса за это время вернутся в пределы установленных для них границ допустимых вариаций, то АСУ ТП фиксирует это значение новой уставки давления газоконденсатной смеси на входе установки как рабочее и генерирует сообщение оператору об автоматической смене режима работы и его новых характеристиках, и далее АСУ ТП реализует вновь выбранный режим эксплуатации установки, а в противном случае АСУ ТП изменяет значение уставки еще на один шаг в том же направлении.
1. A method for automatic control of a low-temperature gas separation plant, further a plant operating in the conditions of the Far North of the Russian Federation, including preliminary cleaning of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities with the separation of unstable gas condensate - NGC and an aqueous solution of an inhibitor - VRI in the separator of the first separation stage, after which the mixture of NGK and VRI from the bottom part of this separator is diverted to the liquid separator - RZh, and the gas condensate mixture from the outlet of the same separator of the first separation stage is divided into two streams and cooled in the first sections of recuperative heat exchangers, then TO, "gas-gas" and TO "gas-condensate", while the flow entering the TO "gas-condensate" goes through the valve-regulator - KR gas condensate mixture flow, which regulates its flow, ensuring the maintenance of the specified temperature of the OGK at the outlet of the second section of the TO "gas-condensate" , and then the flows leaving the first sections of TO "gas-gas" and TO "gas-condensate" are combined and the gas condensate mixture is adiabatically expanded, and it is sent to a low-temperature separator equipped with a temperature sensor, where the final separation of the gas condensate mixture into dried gas and a mixture of OGK with VRI is carried out, which is fed from the bottom part of the low-temperature separator to the inlet of the second section of the TO "gas-condensate" and further into the RJ, in which NGK, VRI and weathering gas are separated, after which the NGK is fed using a pump unit into the main condensate pipeline - MCP, the flow of the released gas - weathering gas from the RJ is transported for disposal or compression and supply to the main gas pipeline - MGP, VRI is sent to the inhibitor regeneration shop, and the cold dried gas leaving the low-temperature separator is divided into two streams, one of which is fed to the inlet of the second section of the "gas-gas" TO, and the second - to bypass of this section, equipped with a gas flow control valve that changes the ratio gas flows passing through the TO and the bypass, providing real-time correction of the gas temperature to the set values required by the technological regulations of the plant when gas is supplied to the MGP, characterized in that the automated process control system - APCS from the moment the unit is put into operation implements the mode its operation, using the initially set values of the settings of the controlled parameters, which are entered into the database - the DB of the APCS before the installation is put into operation, and as soon as the APCS detects the output of one of the controlled parameters beyond the established limits of its permissible variations relative to the setpoint, violating the technological regulations operation of the unit, the automated process control system step by step changes the value of the allowable pressure setpoint
Figure 00000064
produced gas condensate mixture at the inlet of the installation by the value
Figure 00000065
in the interval defined by the inequality
Figure 00000066
where
Figure 00000067
- the minimum allowable, and
Figure 00000068
- the maximum allowable value of the allowable pressure setting of the gas condensate mixture at the inlet of the installation, and the value
Figure 00000069
assigned from the ratio
Figure 00000070
Figure 00000071
where n is the number of allowable setpoint change steps
Figure 00000072
and this change in the setpoint of the automated process control system is carried out in the direction that ensures the elimination of the detected violation, and after each step it keeps the process control mode of the plant with a new setpoint value for a time interval of at least
Figure 00000073
sufficient to complete the transient processes in the system and which is an individual characteristic of the installation, determined experimentally, and if the values of the remaining controlled parameters of the technological process during this time return within the limits of permissible variations established for them, then the automated process control system fixes this value of the new gas condensate mixture pressure setpoint at the inlet of the plant as a working one and generates a message to the operator about the automatic change of the operating mode and its new characteristics, and then the automated process control system implements the newly selected mode of operation of the installation, otherwise the automated process control system changes the setpoint value by one more step in the same direction.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед запуском установки в эксплуатацию обслуживающий персонал вводит в АСУ ТП значения уставок контролируемых параметров, а для уставки допустимое давление
Figure 00000074
газоконденсатной смеси на входе установки дополнительно вводят значение шага ее изменения
Figure 00000075
и границы интервала ее допустимых изменений от
Figure 00000076
в которых АСУ ТП установки может ее менять в случае выявления такой необходимости, а также границы допустимых вариаций относительно уставок фактических значений расхода осушенного газа
Figure 00000077
по установке, температуры
Figure 00000078
в низкотемпературном сепараторе, температуры
Figure 00000079
осушенного газа, поступающего в МГП, температуры
Figure 00000080
НГК, подаваемого в МКП, и вместе с ними вводят значения предельно допустимого положения рабочих органов КР, поддерживающего давление добытой газоконденсатной смеси на входе установки, и КР, управляющего давлением газоконденсатной смеси, поступающей в низкотемпературный сепаратор, разрешив их перемещение от установленных нижних значений до полностью открыт, и после ввода всех указанных параметров в БД АСУ ТП осуществляют запуск установки в эксплуатацию, которую она ведет, используя четыре ПИД-регулятора, построенных на ее базе, каждый из которых с помощью подключенного к нему КР управляет своим параметром.
2. The method according to p. 1, characterized in that before the installation is put into operation, the operating personnel enters the values of the settings of the controlled parameters into the automated process control system, and for the setting the allowable pressure
Figure 00000074
gas condensate mixture at the inlet of the installation, additionally enter the value of the step of its change
Figure 00000075
and the boundaries of the interval of its allowable changes from
Figure 00000076
in which the process control system of the installation can change it if such a need is identified, as well as the boundaries of permissible variations relative to the settings for the actual values of the dry gas flow
Figure 00000077
installation, temperature
Figure 00000078
in the low temperature separator, temperatures
Figure 00000079
dried gas entering the MGP, temperature
Figure 00000080
NGK supplied to the MCP, and together with them, enter the values of the maximum allowable position of the working bodies of the KR, which maintains the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation, and the KR, which controls the pressure of the gas condensate mixture entering the low-temperature separator, allowing them to move from the set lower values to completely is open, and after entering all the specified parameters in the DB of the automated process control system, the installation is put into operation, which it conducts using four PID controllers built on its basis, each of which controls its own parameter with the help of a CR connected to it.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что АСУ ТП формирует сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин, либо перехода на режим работы установки с подключением аппаратов воздушного охлаждения, либо турбодетандерных агрегатов, в зависимости от сезона года, обеспечивающих поступление в систему дополнительного холода, если в режиме коррекции уставки
Figure 00000081
с помощью КР, установленного на входе установки и поддерживающего давление добытой газоконденсатной смеси на входе установки, как только будет выявлено то, что достигнута одна из границ допустимых вариаций уставки давления добываемой газоконденсатной смеси на входе установки
Figure 00000082
или
Figure 00000083
либо рабочий орган этого КР перейдет в состояние полностью открыт или достигнет минимально допустимого положения.
3. The method according to claim 2, characterized in that the automated process control system generates a message to the operator of the installation to make a decision on changing the operating mode of the clusters of gas producing wells, or switching to the operating mode of the installation with the connection of air coolers, or turbo expander units, depending on the season of the year , providing additional cold to the system, if in the setpoint correction mode
Figure 00000081
with the help of a CR installed at the inlet of the unit and maintaining the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet of the unit, as soon as it is revealed that one of the limits of permissible variations in the pressure setting of the produced gas condensate mixture at the inlet of the unit has been reached
Figure 00000082
or
Figure 00000083
or the working body of this RC will go into a fully open state or reach the minimum allowable position.
RU2022106800A 2022-03-15 Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the extreme north of the russian federation RU2782988C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2782988C1 true RU2782988C1 (en) 2022-11-08

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU771422A1 (en) * 1978-11-23 1980-10-15 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро "Промавтоматика" Министерства Приборостроения, Средств Автоматизации И Систем Управления Ссср System for regulating process duty of low-temperature gas separation installation
US20020185006A1 (en) * 2001-03-29 2002-12-12 Lecomte Fabrice Process for dehydrating and fractionating a low-pressure natural gas
US8128728B2 (en) * 2006-05-05 2012-03-06 Plasco Energy Group, Inc. Gas homogenization system
RU2685460C1 (en) * 2018-04-17 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic support of the temperature mode of technological processes of 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
RU2755099C1 (en) * 2020-12-09 2021-09-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of low-temperature gas separation at oil and gas condensate fields in the north of the russian federation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU771422A1 (en) * 1978-11-23 1980-10-15 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро "Промавтоматика" Министерства Приборостроения, Средств Автоматизации И Систем Управления Ссср System for regulating process duty of low-temperature gas separation installation
US20020185006A1 (en) * 2001-03-29 2002-12-12 Lecomte Fabrice Process for dehydrating and fractionating a low-pressure natural gas
US8128728B2 (en) * 2006-05-05 2012-03-06 Plasco Energy Group, Inc. Gas homogenization system
RU2685460C1 (en) * 2018-04-17 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic support of the temperature mode of technological processes of 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
RU2755099C1 (en) * 2020-12-09 2021-09-13 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Method for automatic control of low-temperature gas separation at oil and gas condensate fields in the north of the russian federation

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
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
RU2709044C1 (en) Method of automatic control of capacity of installation of low-temperature gas separation in conditions of extreme north
CN100491852C (en) Automatic control method for central cold supply system
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
WO2015150056A1 (en) Pressure regulating device for a gas supply system of a gas turbine plant
CN109976419B (en) Automatic control system and method for temperature and pressure reduction of regional cooling and heating steam
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
Bakker et al. Advanced control of a water supply system: A case study
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
RU2709045C1 (en) Method of automatic control of capacity of low-temperature gas separation unit
RU2781231C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit operating in the conditions of the north of the russian federation
CN107525348B (en) Multivariable predictive control method for air separation device
RU2783034C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit with air cooling apparatus in the extreme north of the russian federation
RU2783033C1 (en) Method for automatic control of a low-temperature gas separation unit with turbo-expander units in the extreme north of the russian federation
RU2783035C1 (en) Method for automatic control of low-temperature gas separation unit with air cooling apparatus in the north of rf
RU2783037C1 (en) Method for automatic maintenance of the temperature condition on low-temperature gas separation installations with air cooling apparatus in the extreme north of the russian federation
RU2783036C1 (en) Method for automatic maintenance of temperature condition at low-temperature gas separation installations with turbo-expander units in the extreme north of the russian federation
RU2781238C1 (en) Method for automatic control of low-temperature gas separation unit with turbo-expander units in the north of rf
CN204781126U (en) Secondary pressurization station intelligence control system
RU2756965C1 (en) Method for automatic maintenance of temperature mode of installation of low temperature gas separation by adiabatic expansion, air cooling devices and/or their combination
RU2756966C1 (en) Method for automatically maintaining the temperature regime of technological processes of low-temperature gas separation installation by turbo expanding unit in the conditions of north of russian federation
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
RU2775126C1 (en) Method for automatically maintaining the density of unstable gas condensate at the output of low-temperature gas separation units of the northern petroleum and gas condensate fields of the russian federation
CN105423132B (en) A kind of natural gas pressure regulating system and its setting method