RU2783036C1 - 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 - Google Patents

Abstract

FIELD: gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of production and preparation of gas and gas condensate for long-distance transport. A method for automatically maintaining the temperature regime at low-temperature gas separation units with turbo-expander units (TEU) in the Far North of the Russian Federation includes preliminary cleaning of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities with partial separation of the mixture of unstable gas condensate (UGC) and an aqueous solution of inhibitor (ASI) in the first stage separator separation, which is diverted from the cubic part of the separator to the liquid separator (LS), and the gas condensate mixture leaving the separator of the first separation stage is divided into two streams and fed for pre-cooling to the inlet of the first sections of the recuperative heat exchangers (HE) "gas-gas" and "gas-condensate". The gas condensate mixture is distributed among the streams using a control valve (CV) installed at the inlet of the HE "gas-condensate" so as to maintain the specified temperature of the UGC supplied to the main condensate pipeline (MCP). After passing through the first HE sections, both flows of the gas condensate mixture are combined and fed to the inlet of the TEU turbine, the rotation of which is controlled by the TEU rotor speed sensor, and the gas condensate mixture, passing through the turbine, is cooled and enters a low-temperature separator equipped with a temperature sensor, in which it is separated into dried cold gas and a mixture of UGC and 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 to the LS, where it is degassed and separated into fractions, and then from the LS of the UGC is fed by a pump unit to the MCP , weathering gas is sent for disposal and/or compressed and sent to the main gas pipeline (MGP), ASI is sent to the inhibitor regeneration shop. 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-to-gas HE, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve, and this control valve changes the ratio of gas flows through HE and bypass, providing real-time correction of the temperature of the gas entering the TEU compressor, which pressurizes the gas to the operating pressure and the set temperature, after which it is fed to the MGP. From the moment the unit is put into operation, the automated process control system (APCS) maintains a given flow rate of oil and gas supplied to the MCP, using for this the set values ​​of the settings of the controlled parameters and the limits of permissible deviations of their values ​​from the settings. As soon as the automated process control system detects that one of the controlled parameters goes beyond the limits set for it, violating the technological regulations for the operation of the installation, the automated process control system changes the value of the pressure set point P_in by one step. produced gas condensate mixture at the inlet of the installation by the value ΔP_in. in the interval determined by the inequality P_min≤P_in.≤P_max, where P_min is the minimum and P_max is the maximum value of the gas condensate mixture pressure setpoint at the unit inlet. The value of ΔP_in are assigned from the ratio ΔP_in=(P_max - P_min)/n, where n is the number of allowed steps for changing the P_in setting, and this change in the setting of the APCS is carried out in the direction that allows to eliminate the violation that has occurred. At the same time, the automated process control system monitors that the working body of the CV, which controls the pressure at the inlet of the installation, is within the allowable limits of its movement, and keeps the control mode of the technological processes of the installation with a new setpoint value for a time interval of at least τ_const, which is an individual characteristic of the installation determined experimentally. If the other controlled parameters of the technological process during this time return within the limits set for them, then the process control system fixes this value in its database (DB) as a new pressure setting for the produced gas condensate mixture at the inlet to the installation to maintain the flow of oil and gas supplied to the MCP, and generates a message to the operator about the automatic change of the operating mode of the installation and its new characteristics, and then the process control system implements this operating mode 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), с применением турбодетандерных агрегатов (ТДА), работающих в условиях Крайнего Севера РФ.The invention relates to the field of production and treatment 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), using turbo-expander units (TDA) operating in the conditions of 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 расходом газа, проходящего через теплообменник, что вызывает колебания температуры газа, подаваемого в магистральный газопровод (МГП). Так же отсутствует контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа и нестабильного газового конденсата (НГК), подаваемых соответственно в МГП и магистральный конденсатопровод (МКП) с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов на Крайнем Севере [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.].The disadvantage of this method is that maintaining the temperature regime at the plant is controlled by the flow rate of gas passing through the heat exchanger, which causes fluctuations in the temperature of the gas supplied to the main gas pipeline (MGP). There is also no control and maintenance of the required temperature of dried gas and unstable gas condensate (OGC), supplied respectively 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 [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.: Nedra-Businesscenter LLC, 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.].

Известен способ автоматизации 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 обеспечивает автоматическое поддержание заданного значения температуры сепарации на установке путем поддержания необходимого перепада давления на штуцере-регуляторе, установленном на входе в низкотемпературный сепаратор, путем коррекции давления на выходе первой ступени сепарации установки.A known method of automating the installation of low-temperature gas separation [see, for example, p. 112, B.F. Taranenko, V.T. Hermann. Automatic control of gas production facilities. M., "Nedra", 1976, 213 pp.], which automatically maintains the setpoint of the separation temperature at the installation by maintaining the necessary pressure drop at the regulator fitting installed at the inlet to the low-temperature separator, by correcting the pressure at the outlet of the first stage separation plant.

Недостатком данного способа является то, что поддержание температурного режима на установке осуществляется путем регулирования перепада давления на редуцирующем КР, установленном на входе в низкотемпературный сепаратор установки. Это, в свою очередь, накладывает ограничения на входное давление и расход газа по установке, а также не предусматрен контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа и НГК, подаваемого, соответственно, в МГП и МКП, с целью защиты вечномерзлых грунтов от размораживания при подземной прокладке трубопроводов на Крайнем Севере [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.].The disadvantage of this method is that the maintenance of the temperature regime at the plant is carried out by regulating the pressure drop across the reducing valve installed at the inlet to the low-temperature separator of the plant. This, in turn, imposes restrictions on the inlet pressure and gas flow through the installation, and it also does not provide for control and maintenance of the required temperature of the dried gas and oil and gas supplied to the MGP and MCP, respectively, in order to protect permafrost soils from thawing during underground laying pipelines in the Far North [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.: Nedra-Businesscenter LLC, 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.].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ автоматического поддержания температурного режима технологических процессов с применением ТДА на установке низкотемпературной сепарации газа в условиях Крайнего Севера [см. патент РФ №2680532], включающий в себя предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей с частичным отделением смеси НГК и водного раствора ингибитора (ВРИ) в сепараторе первой ступени сепарации. Эту смесь НГК и ВРИ из кубовой части сепаратора отводят в разделитель жидкостей (РЖ). Газоконденсатную смесь с выхода сепаратора первой ступени сепарации охлаждают путем адиабатического расширения в ТДА и подают в низкотемпературный сепаратор второй ступени сепарации, где происходит ее окончательное разделение на осушенный холодный газ и смесь НГК с ВРИ. Эту смесь НГК с ВРИ так же отводят в РЖ, где осуществляют ее дегазацию и разделяют на фракции.The closest in technical essence to the claimed invention is a method for automatically maintaining the temperature regime of technological processes using TDA at a low-temperature gas separation unit in the Far North [see. patent of the Russian Federation No. 2680532], which includes preliminary purification of the extracted gas condensate mixture from mechanical impurities with partial separation of the mixture of NGK and an aqueous solution of inhibitor (ARI) in the separator of the first separation stage. This mixture of NGK and VRI is discharged from the bottom part of the separator into a liquid separator (RJ). The gas condensate mixture from the outlet of the separator of the first separation stage is cooled by adiabatic expansion in the TDA and fed into the low-temperature separator of the second separation stage, where it is finally separated into dry cold gas and a mixture of oil and gas with VRI. This mixture of NGK with VRI is also taken to the RJ, where it is degassed and separated into fractions.

При этом газоконденсатную смесь, поступающую с выхода сепаратора первой ступени сепарации, разделяют на два потока и подают их для предварительного охлаждения на вход первых секций рекуперативных теплообменников, далее ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат». Распределение газоконденсатной смеси по потокам осуществляют с помощью КР установленного на входе ТО «газ-конденсат». Этот КР регулирует расход газоконденсатной смеси через ТО «газ-конденсат», обеспечивая поддержание заданной температуры смеси НГК и ВРИ на выходе второй секции ТО «газ-конденсат». После прохождения первых секций ТО оба потока газоконденсатной смеси объединяют и подают на вход турбины ТДА.At the same time, the gas condensate mixture coming from the separator outlet of the first separation stage is divided into two streams and fed for pre-cooling to the inlet of the first sections of recuperative heat exchangers, then gas-gas HT and gas-condensate HT. The distribution of the gas condensate mixture by streams is carried out with the help of the KR installed at the inlet of the TO "gas-condensate". This CR regulates the flow rate of the gas condensate mixture through the HT "gas-condensate", ensuring that the specified temperature of the mixture of OGK and VRI is maintained at the outlet of the second section of the HT "gas-condensate". After passing through the first TO sections, both flows of the gas condensate mixture are combined and fed to the TDA turbine inlet.

Скорость вращения турбины контролируют датчиком скорости вращения ротора ТДА. Охлажденную газоконденсатную смесь, выходящую из ТДА, подают в низкотемпературный сепаратор, оснащенный датчиком температуры, в котором она разделяется на осушенный холодный газ и смесь НГК и ВРИ. Холодную смесь НГК и ВРИ из кубовой части низкотемпературного сепаратора подают на вход второй секции ТО «газ-конденсат» и далее в РЖ, где происходит ее дегазация и разделение на фракции. Из РЖ НГК насосным агрегатом подают в МКП, газ выветривания (ГВ) отправляют на утилизацию и/или компримируют с последующей подачей в МГП, а ВРИ направляют в цех регенерации ингибитора.The turbine rotation speed is controlled by the TDA rotor speed sensor. The cooled gas condensate mixture leaving the TDA is fed into a low-temperature separator equipped with a temperature sensor, in which it is separated into dried cold gas and a mixture of NGK and VRI. The cold mixture of NGK and 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 then to the RJ, where it is degassed and separated into fractions. From RJ OGK, a pump unit is fed into the MCP, the weathering gas (HW) is sent for disposal and/or compressed with subsequent 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. Этот КР изменяет соотношение потоков газа через ТО и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры газа, поступающего в компрессор ТДА. В компрессоре ТДА газ дожимают до рабочего давления и заданной температуры, необходимых для подачи его 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-gas TO, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve. This KP changes the ratio of gas flows through the TO and bypass, providing real-time correction of the temperature of the gas entering the TDA compressor. In the TDA compressor, the gas is compressed to the operating pressure and temperature required to supply it to the MGP.

Существенным недостатком данного способа является то, что в случаях достижения температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, а также в низкотемпературном сепараторе своих предельных значений - верхнего либо нижнего, обозначенных в технологическом регламенте установки, изменение режима работы установки осуществляет оператор вручную, что снижает качество управления технологическим процессом.A significant disadvantage of this method is that in cases where the temperature of the dried gas/NGK entering/supplying to the MGP/MKP, as well as in the low-temperature separator, reaches its limit values - upper or lower, indicated in the technological schedule of the installation, the change in the operating mode of the installation is carried out by the operator manually, which reduces the quality of process control.

Целью изобретения является повышение качества управления технологическим процессом по поддержанию температурного режима установки с применением ТДА, работающих в условиях Крайнего Севера РФ, в рамках норм и ограничений, предусмотренных технологическим регламентом установки, 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 the installation using TDA, operating in the conditions of the Far North of the Russian Federation, within the limits and restrictions provided for by the technological regulations of the installation, and to reduce the role of the human factor in the process control to maintain the temperature regime of the installation.

Техническим результатом, достигаемым от реализации заявляемого способа, является повышение качества управления технологическим процессом по поддержанию температурного режима установки с применением ТДА, работающих в условиях Крайнего Севера РФ. Так же исключается человеческий фактор при принятии управленческих решений по изменению режима управления технологическим процессом с учетом норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом. В результате обеспечивается:The technical result achieved from the implementation of the proposed method is to improve the quality of process control to maintain the temperature regime of the installation using TDA, operating in the conditions of the Far North of the Russian Federation. The human factor is also excluded when making managerial decisions to change the process control mode, taking into account the norms and restrictions provided for by its technological regulations. The result is:

- автоматическое поддержание заданного температурного режима технологических процессов установки, необходимого для ее эффективной работы;- automatic maintenance of the set temperature regime of technological processes of the installation, necessary for its efficient operation;

- автоматический контроль и поддержание необходимой температуры осушенного газа/НГК, поступающих/подаваемых в МГП/МКП, с целью защиты вечномерзлых фунтов от размораживания при подземной прокладке газопроводов на Крайнем Севере РФ.- automatic control and maintenance of the required temperature of dry gas/NGK entering/supplying to MGP/MKP in order to protect permafrost pounds from defrosting during underground laying of gas pipelines in the Far North of the Russian Federation.

Эффективность работы установки низкотемпературной сепарации газа определяется значением перепада давления между ее входом и выходом -чем выше перепад давления, тем легче получить путем дросселирования заданную (минусовую) температуру в низкотемпературном сепараторе установки. Очевидно, что на стадии жизненного цикла месторождений с нарастающей добычей газа, характеризуемой его высоким давлением на входе установки, заданный режим ее работы удается поддерживать за счет пластового давления (энергия пласта). На стадиях жизненного цикла месторождений с постоянной и падающей добычей газа, а таких на Крайнем Севере РФ в настоящее время достаточно много, перепад давления между входом и выходом установки падает из-за снижения пластового давления. В этом случае обеспечить заданный температурный режим в низкотемпературном сепараторе установки удается за счет привлечения дополнительного источника холода. В природно-климатических условиях Крайнего Севера РФ, где до восьми месяцев стоят устойчивые холода, в качестве дополнительного источника холода зимой используют аппараты воздушного охлаждения. В теплые месяцы эксплуатации установки, с конца весны и до осени, их применение становится невозможным. В этот период роль дополнительного источника холода для установки выполняет ТДА.The efficiency of a low-temperature gas separation plant 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 a given (minus) temperature in the low-temperature separator of the plant by throttling. It is obvious that at the stage of the life cycle of fields with increasing gas production, characterized by its high pressure at the inlet of the installation, the set operating mode can be maintained due to reservoir pressure (reservoir energy). At the stages of the life cycle of fields with constant and declining gas production, and there are currently quite a lot of such in the Far North of the Russian Federation, the pressure drop between the inlet and outlet of the installation drops due to a decrease in reservoir pressure. In this case, it is possible to ensure the specified temperature regime in the low-temperature separator of the installation by attracting an additional source of cold. In the natural and climatic conditions of the Far North of the Russian Federation, where there are stable colds for up to eight months, air coolers are used as an additional source of cold in winter. During the warm months of operation of the plant, from late spring to autumn, their use becomes impossible. During this period, the TDA plays the role of an additional source of cold for the installation.

Также не желательное изменение перепада давления между входом и выходом установки может возникать на любой стадии эксплуатации месторождения при изменении расхода газа, связанного с колебаниями потребления газа потребителями, при нарушении нормального режима работы фонда скважин и т.д. Так же случаются периоды с высокой температурой окружающего воздуха в летней период эксплуатации установки, которая может доходить до 32°С. Все это 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. Соответственно, необходимо производить коррекцию температуры газоконденсатной смеси, поступающей в низкотемпературный сепаратор, обеспечивая ее требуемые рабочие значения, что и реализуют путем управления температурой газоконденсатной смеси на выходе турбины ТДА.Also, an undesirable change in the pressure drop between the inlet and outlet of the installation can occur at any stage of field operation when the gas flow rate changes due to fluctuations in gas consumption by consumers, in case of violation of the normal operation of the well stock, etc. There are also periods of high ambient temperature during the summer period of operation of the unit, which can reach up to 32°C. All this directly affects the temperature regime of operation of the low-temperature separator, for the leveling of which it is necessary to control the operation of the plant, taking into account changes in the current pressure drop and all the above factors. Accordingly, it is necessary to correct the temperature of the gas condensate mixture entering the low-temperature separator, ensuring its required operating values, which is implemented by controlling the temperature of the gas condensate mixture at the outlet of the TDA turbine.

В случае подземной прокладки МГП и МКП, а на Крайнем Севере используется именно этот способ прокладки МГП и МКП, предусмотрено круглогодичное охлаждение газа и газового конденсата до температуры не выше -2°С, чтобы исключить растепление многолетнемерзлых просадочных грунтов вокруг МГП и МКП. Благодаря этому значительно увеличивается надежность эксплуатации магистральных газо- и конденсатопроводов и снижается вероятность возникновения аварийных ситуаций, способных привести к серьезным экологическим, людским и материальным потерям.In the case of underground laying of MGP and MCP, and in the Far North this particular method of laying MGP and MCP is used, year-round cooling of gas and gas condensate to a temperature not higher than -2°C is provided to prevent thawing of permafrost subsiding soils around MGP and MCP. Due to this, the reliability of operation of main gas and condensate pipelines is significantly increased and the likelihood of emergency situations that can lead to serious environmental, human and material losses is reduced.

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 зимой, или резкого увеличения объемов осушенного газа, необходимых для закачки в подземные хранилища летом.2. Maintains dry gas flow through the plant during peak dry gas loads, such as the onset of severe cold weather in winter, or the surge in dry gas volumes required for pumping into underground storage facilities in summer.

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 с ТДА, работающих в условиях Крайнего Севера РФ и реализующих третий вид эксплуатации, который предусматривает поддержание заданного расхода НГК, подаваемого в МКП. Способ также 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 работы в случае возникновения такой потребности. Это повышает надежность эксплуатации установки и эффективность процесса подготовки газа и газового конденсата к дальнему транспорту.The inventive method provides automatic control and maintenance of a given temperature regime at low-temperature gas separation plants with TDA, operating in the conditions of the Far North of the Russian Federation and implementing the third type of operation, which provides for maintaining a given flow rate of oil and gas supplied to the MCP. The method also 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 operating 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 поддержания температурного режима на установках низкотемпературной сепарации газа с ТДА на Крайнем Севере РФ, включает предварительную очистку добываемой газоконденсатной смеси от механических примесей с частичным отделением смеси НГК и ВРИ в сепараторе первой ступени сепарации, которую отводят из кубовой части сепаратора в РЖ. Газоконденсатную смесь, выходящую из сепаратора первой ступени сепарации, разделяют на два потока и подают их для предварительного охлаждения на вход первых секций ТО «газ-газ» и ТО «газ-конденсат». Эту газоконденсатную смесь распределяют по потокам с помощью КР, установленного на входе ТО «газ-конденсат», так, чтобы обеспечить поддержание заданной температуры НГК, подаваемого в МКП. После прохождения первых секций ТО оба потока газоконденсатной смеси объединяют и подают на вход турбины ТДА, вращение которой контролируют датчиком скорости вращения ротора ТДА. Газоконденсатная смесь, проходя через турбину, охлаждается в результате адиабатического расширения и поступает в низкотемпературный сепаратор, оснащенный датчиком температуры. В этом сепараторе происходит окончательное разделение газоконденсатной смеси на осушенный холодный газ и смесь НГК и ВРИ, которую из кубовой части низкотемпературного сепаратора подают на вход второй секции ТО «газ-конденсат» и далее в РЖ. В РЖ происходит дегазация и разделение на фракции поступившей смеси. Далее, из РЖ НГК насосным агрегатом подают в МКП, ГВ отправляют на утилизацию и/или компримируют и направляют в МГП, а ВРИ отправляют в цех регенерации ингибитора.The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of automatically maintaining the temperature regime at low-temperature gas separation plants with TDA in the Far North of the Russian Federation includes preliminary cleaning of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities with partial separation of the mixture of OGK and VRI in the first stage separator separation, which is diverted from the cubic part of the separator into the RJ. The gas condensate mixture leaving the separator of the first separation stage is divided into two streams and fed for pre-cooling to the inlet of the first sections of the gas-to-gas HT and the gas-condensate HT. This gas condensate mixture is distributed among the streams by means of a CR installed at the inlet of the TO "gas-condensate" so as to ensure that the specified temperature of the OGK supplied to the MCP is maintained. After passing through the first TO sections, both flows of the gas condensate mixture are combined and fed to the inlet of the TDA turbine, the rotation of which is controlled by the TDA rotor speed sensor. The gas condensate mixture passing through the turbine is cooled as a result of adiabatic expansion and enters a low-temperature separator equipped with a temperature sensor. In this separator, the final separation of the gas condensate mixture into dried cold gas and a mixture of OGK and VRI, which is fed from the bottom part of the low-temperature separator to the inlet of the second section of the gas-condensate TO and further to the RJ. In the RJ, degassing and separation into fractions of the incoming mixture takes place. Further, from the RJ NGK is pumped to the MCP, the GW is sent for disposal and/or compressed and sent 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. Этот КР изменяет соотношение потоков газа через ТО и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры газа, поступающего в компрессор ТДА, который дожимает газ до рабочего давления и заданной температуры, после чего его подают 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-gas TO, and the second to the bypass of this section, equipped with a gas flow control valve. This CR changes the ratio of gas flows through the TO and bypass, providing real-time correction of the temperature of the gas entering the TDA compressor, which pressurizes the gas to the operating pressure and the set temperature, after which it is fed to the MGP.

Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) с момента запуска установки в эксплуатацию поддерживает заданный расход НГК, подаваемый в МКП. Для этого АСУ ТП использует заданные значения уставок контролируемых параметров и границы допустимых отклонений значения этих параметров от их уставок. И как только АСУ ТП обнаружит выход одного из контролируемых параметров за пределы установленных ему границ, нарушающий технологический регламент работы установки, АСУ ТП изменяет на один шаг значение уставки давления Р_вх. добываемой газоконденсатной смеси на входе установки на величину ΔР_вх. Изменение этой уставки разрешено в интервале, определяемом неравенством P_min≤Р_вх.≤P_max, где P_min минимально допустимое, а P_max максимально допустимое значение уставки давления газоконденсатной смеси на входе установки. Саму величину ΔР_вх. назначают из соотношения ΔР_вх.=(P_max - P_min)/n, где n - число разрешенных шагов изменения уставки Р_вх.. Изменение уставки Р_вх. АСУ ТП осуществляет в направлении, которое позволяет устранить возникшее нарушение, и при этом АСУ ТП одновременно следит за тем, чтобы рабочий орган КР, управляющий давлением на входе установки, находился в рамках допустимых границ его перемещения. Изменив значение уставки на один шаг АСУ ТП удерживает режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее τ_const, являющегося индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально. И если все остальные контролируемые параметры технологического процесса за это время вернутся в пределы установленных для них границ, то АСУ ТП фиксирует в своей базе данных (БД) это значение как новую уставку давления добываемой газоконденсатной смеси на входе в установку для поддержания расхода НГК, подаваемого в МКП. Одновременно АСУ ТП генерирует сообщение оператору об автоматической смене режима работы установки и его новых характеристиках, и далее АСУ ТП реализует этот режим эксплуатации установки. В противном случае АСУ ТП изменяет значение уставки еще на один шаг в том же направлении.From the moment the plant is put into operation, the automated process control system (APCS) maintains the specified flow rate of oil and gas supplied to the MCP. To do this, the automated process control system uses the specified values of the settings of controlled parameters and the limits of permissible deviations of the values of these parameters from their settings. And 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 pressure setpoint P in by one step _. produced gas condensate mixture at the inlet of the installation by the value of ΔР _in. Changing this setting is allowed in the interval determined by the inequality P _min ≤Р _in. ≤P _max , where P _min is the minimum allowable, and P _max is the maximum allowable value of the gas condensate mixture pressure setpoint at the unit inlet. The value of ΔР _in. appoint from the ratio of ΔR _in. =(P _max - P _min )/n, where n is the number of allowed steps for changing the setpoint P _in. . Setpoint change P _in. The automated process control system carries out in the direction that allows to eliminate the violation that has occurred, and at the same time, the automated process control system simultaneously monitors that the working body of the CR, which controls the pressure at the inlet of the installation, is within the allowable limits of its movement. By changing the setpoint value by one step, the automated process control system maintains the process control mode of the plant with a new setpoint value for a time interval of at least τ _const , which is an individual characteristic of the plant, determined experimentally. And if all other controlled parameters of the technological process during this time return within the limits set for them, then the process control system fixes this value in its database (DB) as a new pressure setting for the produced gas condensate mixture at the inlet to the installation to maintain the flow of oil and gas supplied to MCP. At the same time, the APCS generates a message to the operator about the automatic change of the plant operation mode and its new characteristics, and then the APCS implements this mode of operation of the plant. Otherwise, the APCS changes the setpoint value one more step in the same direction.

Перед запуском установки в эксплуатацию обслуживающий персонал вводит в БД АСУ ТП значение Р_вх. - уставка давления на входе в установку, и границы интервала ее допустимых изменений от P_min до P_max. Так же вводят значение уставки расхода НГК, подаваемого на вход МКП, и границы интервала допустимых отклонений фактического расхода Q_НГК НГК от его уставки, заданных неравенством Q_min≤Q_НГК≤Q_max, где Q_min - минимально допустимое значение, a Q_max - максимально допустимое значение расхода НГК, подаваемого в МКП.Before the plant is put into operation, the operating personnel enters the value of Rin into the APCS database _. - pressure setting at the inlet to the installation, and the boundaries of the interval of its allowable changes from P _min to P _max . Also enter the value of the setpoint of the OGK flow rate supplied to the MCP input, and the limits of the interval of permissible deviations of the actual flow rate Q of the OGK OGK from its set point, given by the inequality Q _{min ≤Q} OGK _{≤Q max} , where Q _min is the minimum allowable value, and Q _max - the maximum allowable value of the OGK flow rate supplied to the MCP.

Вводят значение уставки температуры в низкотемпературном сепараторе и границы интервала допустимых отклонений фактической температуры T°С_НС от нее, заданных неравенством T°C_{min_НС}≤Т°С_НС≤Т°C_{max_НС}, где Т°C_{min_НС} - минимально допустимое значение, а Т°C_{max_НС} - максимально допустимое значение температуры в низкотемпературном сепараторе.The value of the temperature setpoint in the low-temperature separator and the boundaries of the interval of permissible deviations of the actual temperature T°C _HC from it are entered, given by the inequality T°C _{min_HC} ≤T°C _HC ≤T°C _{max_HC} , where T°C _{min_HC} is the minimum allowable value, and T °C _{max_HC} - the maximum allowable temperature value in the low-temperature separator.

Вводят уставку температуры НГК, поступающего в МКП, и границы интервала допустимых отклонений фактической температуры Т°С_НГК от нее, заданных неравенством T°C_{min_НГК}≤Т°C_НГК≤T°C_{max_НГК}, где Т°C_{min_НГК} - минимально допустимое значение, а Т°C_{max_НГК} - максимально допустимое значение температуры НГК, подаваемого в МКП.Enter the temperature setpoint for the oil and gas condensate entering the _MCP and the boundaries of the interval of permissible deviations of the _{actual temperature} T°C of _{the oil} and gas _complex from it, given by the inequality and T°C _{max_NGK} - the maximum allowable temperature value of the NGK supplied to the MCP.

Вводят уставку температуры осушенного газа, подаваемого в МГП, и границы интервала допустимых отклонений фактической температуры Т°С_ОГ от нее, заданных неравенством T°C_{min_ОГ}≤Т°С_ОГ≤Т°C_{max_ОГ}, где T°C_{min_ОГ} - минимально допустимое значение, а Т°C_{max_ОГ} - максимально допустимое значение температуры осушенного газа, подаваемого в МГП.The setpoint for the temperature of the dried gas supplied to the _MGP and the boundaries of the interval of permissible deviations of the actual _temperature T°C of the _{exhaust gas from} it are _entered , given by the inequality , and T°C _{max_OG} - the maximum allowable temperature of the dried gas supplied to the MGP.

Устанавливают границы допустимых перемещений S_{КР 2} рабочего органа КР, поддерживающего давление добытой газоконденсатной смеси на входе установки, от минимального допустимого открытого положения S_{min_КР 2} до полностью открыт.The boundaries of permissible displacements S _{CR 2} of the working body CR that maintains the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation are set from the minimum allowable open position S _{min_CR 2} to fully open.

Устанавливают границы предельно допустимого перемещения S_{КР 5} рабочего органа КР, установленного на выходе сепаратора первой ступени и поддерживающего расход осушенного газа, подаваемого в МГП, от минимального допустимого открытого положения S_{min_КР 5} до полностью открыт.The boundaries of the maximum allowable movement S _{CR 5} of the working body CR installed at the outlet of the first stage separator and supporting the flow of dried gas supplied to the MGP are set from the minimum allowable open position S _{min_CR 5} to fully open.

Устанавливают границы предельно допустимого перемещения S_{КР 12} рабочего органа КР, управляющего скоростью вращения ротора ТДА и установленного на выходе компрессора ТДА, от минимального допустимого открытого положения S_{min_КР 12} до полностью открыт.The boundaries of the maximum allowable movement S _{KR 12} of the working body KR, which controls the rotation speed of the TDA rotor and installed at the outlet of the TDA compressor, are set from the minimum allowable open position S _{min_KR 12} to fully open.

После введения указанных данных в БД АСУ ТП осуществляют запуск установки в эксплуатацию, и все технологические процессы в ней ведет АСУ ТП. Для этого она использует четыре ПИД-регулятора и один каскад из двух ПИД-регуляторов, построенных на ее базе. Каждый из этих четырех ПИД-регуляторов с помощью подсоединенных к ним КР, управляет своим параметром.After entering the specified data into the database of the process control system, the installation is put into operation, and all technological processes in it are carried out by the process control system. To do this, it uses four PID controllers and one cascade of two PID controllers built on its basis. Each of these four PID controllers, with the help of the KR connected to them, controls its own parameter.

Каскад из двух ПИД-регуляторов работает следующим образом. Первый ПИД-регулятор, сравнивая фактическую температуру в низкотемпературном сепараторе с ее уставкой, формирует сигнал оперативного значения уставки скорости вращения ротора ТДА, необходимой для удержания требуемой технологическим регламентом температуры в низкотемпературном сепараторе, и подает ее на вход задания второго ПИД-регулятора каскада. Второй ПИД-регулятор, сравнивая фактическую скорость вращения ротора ТДА с оперативной уставкой его скорости вращения, формирует сигнал управления подсоединенному к нему КР, который и задает необходимую скорость вращения ротора ТДА.The cascade of two PID controllers works as follows. The first PID controller, comparing the actual temperature in the low-temperature separator with its setpoint, generates a signal of the operational value of the setpoint of the rotational speed of the TDA rotor, necessary to maintain the temperature required by the technological regulations in the low-temperature separator, and feeds it to the input of the second PID controller of the cascade. The second PID controller, comparing the actual speed of rotation of the TDA rotor with the operational setting of its rotation speed, generates a control signal for the RC connected to it, which sets the required speed of rotation of the TDA rotor.

АСУ ТП формирует сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин, если в режиме изменения уставки Р_вх. с помощью КР, установленного на входе установки и управляющего давлением добытой газоконденсатной смеси на ее входе, будет выявлено что его рабочий орган перешел в состояние полностью открыт или достиг минимально допустимого открытого положения S_{min_кр 2}, либо уставка Р_вх. вышла за одну из границ ее допустимых изменений.The automated process control system generates a message to the operator of the installation to make a decision on changing the operation mode of the clusters of gas producing wells, if in the mode of changing the setpoint P _in. using KR installed at the inlet of the installation and controlling the pressure of the produced gas condensate mixture at its inlet, it will be revealed that its working body has switched to the fully open state or has reached the minimum allowable open position S _{min_kr 2} , or the setpoint P _in. went beyond one of the boundaries of its permissible changes.

На фиг. 1 приведена принципиальная технологическая схема установки низкотемпературной сепарации газа, используемых на Крайнем Севере РФ и в ней использованы следующие обозначения:In FIG. 1 shows a schematic flow diagram of a low-temperature gas separation unit used in the Far North of the Russian Federation and the following designations are used in it:

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

2 - КР поддержания давления газоконденсатной смеси на входе установки;2 - KR maintaining the pressure of the gas condensate mixture at the inlet of the installation;

3 - датчик давления добываемой газоконденсатной смеси на входе установки;3 - pressure sensor of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation;

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

5 - КР расхода НГК, подаваемого в МГП;5 - KR of the flow of oil and gas supplied to the MGP;

6 - КР расхода газоконденсатной смеси, проходящий через ТО «газ-конденсат» 10;6 - KR flow rate of the gas condensate mixture passing through TO "gas-condensate" 10;

7 - АСУ ТП установки;7 - automated process control system of the installation;

8 - ТО «газ-газ»;8 - TO "gas-gas";

9 - КР расхода осушенного газа через байпас второй секции ТО «газ-газ»;9 - KR flow of dried gas through the bypass of the second section of TO "gas-gas";

10 - ТО «газ-конденсат»;10 - TO "gas-condensate";

11 - РЖ;11 - RJ;

12 - КР управления скоростью вращения ротора ТДА;12 - KR for controlling the speed of rotation of the TDA rotor;

13 - датчик температуры осушенного газа, поступающий в МГП;13 - dry gas temperature sensor entering the MGP;

14-ТДА;14-TDA;

15 - датчик скорости вращения ротора ТДА;15 - TDA rotor speed sensor;

16 - датчик температуры в низкотемпературном сепараторе 17;16 - temperature sensor in the low-temperature separator 17;

17 - низкотемпературный сепаратор;17 - low-temperature separator;

18 - датчик расхода НГК, подаваемого в МКП;18 - flow sensor of NGK supplied to the MCP;

19 - датчик температуры НГК, подаваемого в МКП;19 - temperature sensor of NGK supplied to the MCP;

20 - насосный агрегат.20 - pump unit.

На фиг. 2 приведена структурная схема автоматического управления температурным режимом установки. В ней использованы следующие обозначения:In FIG. Figure 2 shows a block diagram of the automatic temperature control of the installation. It uses the following notation:

21 - сигнал давления газоконденсатной смеси на входе установки, поступающий с датчика 3;21 - pressure signal of the gas condensate mixture at the inlet of the installation, coming from the sensor 3;

22 - сигнал уставки давления газоконденсатной смеси на входе установки;22 - signal of the pressure setting of the gas condensate mixture at the inlet of the installation;

23 - сигнал температуры осушенного газа, подаваемого в МГП, поступающий с датчика температуры 13;23 - temperature signal of the dried gas supplied to the MGP, coming from the temperature sensor 13;

24 - сигнал уставки температуры осушенного газа, подаваемого в МГП;24 - signal for setting the temperature of the dry gas supplied to the MGP;

25 - сигнал температуры НГК, подаваемого в МГП, поступающий с датчика температуры 19;25 - temperature signal of the oil and gas complex supplied to the MGP, coming from the temperature sensor 19;

26 - сигнал уставки температуры НГК, подаваемого в МКП;26 - temperature setpoint signal of the oil and gas complex supplied to the MCP;

27 - сигнал расхода НГК, подаваемого в МКП, поступающий с датчика 18;27 - signal of the consumption of oil and gas supplied to the MCP, coming from the sensor 18;

28 - сигнал уставки расхода НГК, подаваемого в МГП;28 - signal of the setpoint of the flow rate of the oil and gas complex supplied to the MGP;

29 - сигнал скорости вращения ротора ТДА 15, поступающий с датчика 15;29 - signal of the speed of rotation of the rotor TDA 15 coming from the sensor 15;

30 - сигнал температуры в низкотемпературном сепараторе 17, поступающий с датчика температуры 16;30 - temperature signal in the low-temperature separator 17 coming from the temperature sensor 16;

31 - сигнал уставки температуры в низкотемпературном сепараторе 17;31 - temperature setpoint signal in the low-temperature separator 17;

32 - ПИД-регулятор поддержания давления добываемой газоконденсатной смеси на входе установки;32 - PID controller for maintaining the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet of the installation;

33 - ПИД-регулятор поддержания температуры осушенного газа, подаваемого в МГП;33 - PID controller for maintaining the temperature of the dried gas supplied to the MGP;

34 - ПИД-регулятор поддержания температуры НГК, подаваемого в МГП;34 - PID controller for maintaining the temperature of the OGK supplied to the MGP;

35 - ПИД-регулятор поддержания расхода НГК, подаваемого в МКП;35 - PID controller for maintaining the flow of oil and gas supplied to the MCP;

36 - ПИД-регулятор, формирующий оперативное значение уставки скорости вращения ротора ТДА, необходимой для поддержания заданной температуры в низкотемпературном сепараторе 17;36 - PID controller, which generates the operational value of the setpoint of the rotation speed of the TDA rotor, necessary to maintain the set temperature in the low-temperature separator 17;

37 - ПИД-регулятор поддержания скорости вращения ротора ТДА 14;37 - PID controller for maintaining the speed of rotation of the rotor TDA 14;

38 - сигнал управления КР 2;38 - control signal KR 2;

39 - сигнал управления КР 9;39 - control signal KR 9;

40 - сигнал управления КР 6;40 - control signal KR 6;

41 - сигнал управления КР 5;41 - control signal KR 5;

42 - сигнал управления КР 12.42 - control signal KR 12.

ПИД-регуляторы 32, 33, 34, 35, 36 и 37 реализованы на базе АСУ ТП 7.PID controllers 32, 33, 34, 35, 36 and 37 are implemented on the basis of APCS 7.

Способ автоматического поддержания температурного режима на установках низкотемпературной сепарации газа с ТДА на Крайнем Севере РФ реализуют следующим образом.A method for automatically maintaining the temperature regime at installations for low-temperature gas separation with TDA in the Far North of the Russian Federation is implemented as follows.

Добытая газоконденсатная смесь через входную линию 1 установки, оснащенной датчиком давления 3 и КР 2, поступает на вход сепаратора первой ступени сепарации 4, в котором происходит первичное очищение газоконденсатной смеси от механических примесей, частичное отделение НГК и ВРИ, смесь которых, по мере накопления в нижней части сепаратора 4, отводят в РЖ 11. Частично очищенная от капельной влаги и пластовой жидкости газоконденсатная смесь с выхода сепаратора первой ступени сепарации 4 проходит через КР 5, регулирующий расход газоконденсатной смеси по установке таким образом, чтобы расход НГК, подаваемого в МКП, не выходил за границы допустимых отклонений относительно уставки, заданной диспетчерской службой Предприятия. Газоконденсатную смесь, выходящую из КР 5 разделяют на два потока и подают на входы первых секций ТО 8 «газ-газ» и ТО 10 «газ-конденсат» для предварительного охлаждения. При этом на вход ТО 10 «газ-конденсат» газоконденсатная смесь поступает через КР 6, который АСУ ТП использует для поддержки необходимой температуры НГК, подаваемого в МКП. Далее потоки газоконденсатной смеси с выходов первых секций ТО 8 «газ-газ» и ТО 10 «газ-конденсат» объединяют и подают на вход турбины ТДА 14. Проходя рабочее колесо турбины ТДА 14 газоконденсатная смесь адиабатически расширяется, в результате чего ее температура понижается до значения, близкого к предусмотренному технологическим режимом низкотемпературного сепаратора. Возникающее отклонение фактической температуры от значения, предусмотренного технологическим регламентом установки для низкотемпературного сепаратора 17 АСУ ТП компенсирует в реальном масштабе времени изменяя скорость вращения ротора ТДА 14 путем регулирования расхода осушенного газа через его компрессор, используя для этого КР 12, установленный на выходе ТДА 14.The produced gas condensate mixture through the inlet line 1 of the unit equipped with a pressure sensor 3 and KR 2 enters the inlet of the separator of the first stage of separation 4, in which the gas condensate mixture is initially purified from mechanical impurities, partial separation of NGK and VRI, the mixture of which, as it accumulates in the lower part of the separator 4 is discharged to the RJ 11. The gas condensate mixture, partially purified from condensate moisture and reservoir fluid, from the outlet of the separator of the first stage of separation 4 passes through the CR 5, which regulates the flow rate of the gas condensate mixture through the installation so that the flow rate of OGK supplied to the MCP does not went beyond the limits of permissible deviations relative to the setpoint set by the dispatching service of the Enterprise. The gas condensate mixture leaving the CR 5 is divided into two streams and fed to the inlets of the first sections TO 8 "gas-gas" and TO 10 "gas-condensate" for pre-cooling. At the same time, the gas condensate mixture enters the TO 10 “gas-condensate” inlet through the CR 6, which is used by the process control system to maintain the required temperature of the OGK supplied to the MCP. Further, the flows of the gas condensate mixture from the outlets of the first sections TO 8 "gas-gas" and TO 10 "gas-condensate" are combined and fed to the inlet of the turbine TDA 14. Passing the impeller of the turbine TDA 14, the gas condensate mixture expands adiabatically, as a result of which its temperature drops to value close to that provided for by the technological regime of the low-temperature separator. The resulting deviation of the actual temperature from the value provided for by the technological regulations of the installation for the low-temperature separator 17 APCS compensates in real time by changing the speed of rotation of the rotor TDA 14 by controlling the flow of dried gas through its compressor, using for this purpose KR 12 installed at the outlet of TDA 14.

С выхода турбины ТДА 14 охлажденную газоконденсатную смесь подают в низкотемпературный сепаратор 17, оснащенный датчиком температуры 16. В сепараторе происходит окончательное отделение газа от НГК и ВРИ, смесь которых, по мере ее накопления в нижней части сепаратора 17, отводят через вторую секцию ТО 10 «газ-конденсат» в РЖ 11. Осушенный и охлажденный газ с выхода низкотемпературного сепаратора 17 разделяют на два потока, один из которых подают во вторую секцию ТО 8 «газ-газ», а второй направляют в байпас этой секции. Байпас оснащен КР 9, с помощью которого АСУ ТП управляет расходом проходящего через него охлажденного газа, поступающего от низкотемпературного сепаратора 17, регулируя таким образом температуру газа, поступающего на вход компрессора ТДА 14. Благодаря этому АСУ ТП поддерживает заданную температуру компримированного газа, поступающего с выхода компрессора ТДА 14 в МГП.From the outlet of the TDA 14 turbine, the cooled gas condensate mixture is fed into the low-temperature separator 17, equipped with a temperature sensor 16. In the separator, the final separation of gas from the NGK and VRI takes place, the mixture of which, as it accumulates in the lower part of the separator 17, is removed through the second section TO 10 " gas-condensate" in RJ 11. The dried and cooled gas from the outlet of the low-temperature separator 17 is divided into two streams, one of which is fed into the second section of TO 8 "gas-gas", and the second is sent to the bypass of this section. The bypass is equipped with KR 9, with the help of which the APCS controls the flow rate of the cooled gas passing through it, coming from the low-temperature separator 17, thus regulating the temperature of the gas entering the TDA 14 compressor inlet. Thanks to this, the APCS maintains the specified temperature of the compressed gas coming from the outlet compressor TDA 14 in MGP.

Отведенная в РЖ 11 из сепараторов 4 и 17 смесь НГК и ВРИ подвергается разделению на компоненты и дегазации. Поток выделенного газа (ГВ) из РЖ 11 отправляют на утилизацию или компримируют и подают в МГП. НГК отводят при помощи насосного агрегата 20 в МКП и транспортируют потребителям, а поток ВРИ отправляют на регенерацию в цех регенерации ингибитора установки.The mixture of NGK and VRI discharged into RJ 11 from separators 4 and 17 is subjected to separation into components and degassing. The flow of the released gas (GV) from the RJ 11 is sent for disposal or compressed and fed to the MGP. NGK is discharged using pump unit 20 to the MCP and transported to consumers, and the WRI flow is sent for regeneration to the plant inhibitor regeneration shop.

Реализация данного способа решает следующие задачи: а) Автоматическое поддержание давления газоконденсатной смеси на входе установки. Для этого АСУ ТП 7 использует ПИД-регулятор 32, на вход обратной связи PV которого подает сигнал 21 - значение фактического давления на входе установки, измеряемое датчиком 3, установленным на входе в сепаратор 4. Одновременно АСУ ТП 7 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 22 - значение уставки давления Р_вх. на входе установки. В результате их обработки ПИД-регулятор 32 на своем выходе CV формирует сигнал 38, управляющий степенью открытия/закрытия КР 2, обеспечивающей поддержание давления на входе установки практически равным значению уставки Р_вх..The implementation of this method solves the following problems: a) Automatic maintenance of the pressure of the gas condensate mixture at the inlet of the installation. To do this, ACS TP 7 uses a PID controller 32, to the feedback input PV of which it sends a signal 21 - the value of the actual pressure at the inlet of the installation, measured by sensor 3 installed at the inlet to separator 4. At the same time, ACS TP 7 to the input of the task SP of the same PID -regulator gives a signal 22 - the value of the pressure set point P _in. at the input of the installation. As a result of their processing, the PID controller 32 generates a signal 38 at its output CV, which controls the degree of opening / closing of the CR 2, which ensures that the pressure at the inlet of the installation is practically equal to the setpoint P _in. .

б) Поддержание заданной температуры осушенного газа, подаваемого в МГП. Ее АСУ ТП решает управляя расходом газа, проходящего через вторую секцию ТО 8 «газ-газ». Для этого часть потока холодного осушенного газа, отводимого от низкотемпературного сепаратора 18, направляют через байпас этой секции, на котором установлен КР 9. Задание на изменение положения исполнительного органа КР 9 формирует ПИД-регулятор 33 поддержания температуры осушенного газа, поступающего в МГП. Для этого АСУ ТП 7 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 33 подает сигнал 23 - температура осушенного газа Тмгп, поступающего в МГП, значение которой измеряют с помощью датчика температуры 13, установленного на входе в МГП. Одновременно на вход задания SP ПИД-регулятора 33 АСУ ТП 7 подает сигнал 24 - уставка температуры осушенного газа, поступающего в МГП. В результате обработки этих сигналов на выходе CV ПИД-регулятор 33 формирует управляющий сигнал 39 для КР 9. Если температура в МГП должна быть повышена\понижена, количество проходящего через байпас холодного газа будет уменьшено\увеличено. В результате температура осушенного газа, поступающего в МГП, будет соответствовать температуре, заданной технологическим регламентом установки.b) Maintaining the set temperature of the dried gas supplied to the MGP. Its automated process control system solves by controlling the flow of gas passing through the second section TO 8 "gas-gas". To do this, part of the flow of cold dry gas discharged from the low-temperature separator 18 is directed through the bypass of this section, on which the KR 9 is installed. To do this, the automated process control system 7 to the feedback input PV of the PID controller 33 sends a signal 23 - the temperature of the dried gas Tmgp entering the MGP, the value of which is measured using a temperature sensor 13 installed at the inlet to the MGP. At the same time, a signal 24 is sent to the input of the task SP of the PID controller 33 of the automated process control system 7 - the temperature setting of the dried gas entering the MGP. As a result of processing these signals at the CV output, the PID controller 33 generates a control signal 39 for the KP 9. If the temperature in the MHP should be increased/lowered, the amount of cold gas passing through the bypass will be reduced/increased. As a result, the temperature of the dried gas entering the MGP will correspond to the temperature specified by the technological regulations of the plant.

в) Поддержание заданной температуры НГК, подаваемого в МКП. Ее АСУ ТП решает управляя с помощью КР 6 расходом газоконденсатной смеси, проходящей через первую секцию ТО 10 «газ-конденсат». Задание на изменение положения рабочего органа КР 6 формирует ПИД-регулятор 34. Для этого АСУ ТП 7 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 34 подает сигнал 25 - значение температуры НГК Т°С_НГК, подаваемого на вход МКП, фиксируемое датчиком 19, установленным на входе в МКП. Одновременно АСУ ТП 7 на вход задания SP этого ПИД-регулятора подает сигнал 26 - уставка температуры НГК, которую необходимо поддерживать на выходе установки (на входе МКП). В результате обработки этих сигналов ПИД-регулятор 34 формирует на своем выходе CV управляющий сигнал 40 для КР 6. Если температура в МКП должна быть повышена\понижена, количество газоконденсатной смеси, проходящей через первую секцию ТО 10 «газ-конденсат», будет увеличено\уменьшено. Соответственно температура НГК, поступающего в МКП, будет соответствовать заданной технологическим регламентом установки.c) Maintaining the set temperature of the OGK supplied to the MCP. Its automated process control system solves by managing with the help of KR 6 the flow rate of the gas condensate mixture passing through the first section TO 10 "gas-condensate". The task to change the position of the working body KR 6 forms the PID controller 34. For this, the automated process control system 7 sends a signal 25 to the _feedback input PV of the PID controller 34 - the value of the temperature at the entrance to the MCP. At the same time, ACS TP 7 sends a signal 26 to the input of the SP task of this PID controller - the setpoint for the temperature of the oil and gas complex, which must be maintained at the outlet of the installation (at the input of the MCP). As a result of processing these signals, the PID controller 34 generates at its output CV a control signal 40 for KR 6. If the temperature in the MCP should be increased / decreased, the amount of gas condensate mixture passing through the first section of the TO 10 "gas-condensate" will be increased \\ reduced. Accordingly, the temperature of the OGK entering the MCP will correspond to the set technological regulations of the installation.

г) Автоматическое поддержание заданного расхода НГК, подаваемого в МКП. Для этого АСУ ТП 7 использует ПИД-регулятора 35, на вход обратной связи PV которого подает сигнал 27 - значение фактического расхода НГК, подаваемого в МКП, измеряемого с помощью датчика 18, установленного на входе в МКП. Одновременно АСУ ТП 7 на вход задания SP ПИД-регулятора 35 подает сигнал 28 - уставка расхода НГК, подаваемого в МКП. Ее величину устанавливает диспетчерская служба газодобывающего Предприятия. Сравнивая эти сигналы ПИД-регулятор 35 на своем выходе CV формирует сигнал 41, который управляет степенью открытия/закрытия КР 5, поддерживая установленный заданием расход НГК, подаваемого в МКП.d) Automatic maintenance of the specified flow of oil and gas supplied to the MCP. To do this, ACS TP 7 uses a PID controller 35, to the feedback input PV of which a signal 27 is applied - the value of the actual flow rate of oil and gas supplied to the MCP, measured using sensor 18 installed at the inlet to the MCP. At the same time, ACS TP 7 sends a signal 28 to the input of the task SP of the PID controller 35 - the setpoint of the flow of oil and gas supplied to the MCP. Its value is set by the dispatching service of the gas producing enterprise. Comparing these signals, the PID controller 35 at its output CV generates a signal 41, which controls the degree of opening/closing of the CR 5, maintaining the flow rate of the OGK supplied to the MCP set by the task.

д) Автоматическое поддержание заданной температуры газоконденсатной смеси, поступающей в низкотемпературный сепаратор 17 с выхода турбины ТДА 14. Ее АСУ ТП решает путем управления скоростью вращения ротора ТДА 14, изменяя расход осушенного холодного газа через его компрессор с помощью КР 12, установленного на выходе ТДА 14.e) Automatic maintenance of the set temperature of the gas condensate mixture entering the low-temperature separator 17 from the outlet of the TDA 14 turbine. Its automated process control system solves it by controlling the rotation speed of the TDA 14 rotor, changing the flow rate of dried cold gas through its compressor using the KR 12 installed at the outlet of the TDA 14 .

Скоростью вращения ротора ТДА 14 управляет ПИД-регулятор 37. Для этого АСУ ТП 7 на вход его обратной связи PV подает сигнал 29 - текущее значение скорости вращения V_ТДА ротора ТДА 14, измеряемой датчиком 15. Одновременно на вход задания SP ПИД-регулятора 37 подают сигнал оперативного значения уставки V_{уст_ТДА} скорости вращения ротора ТДА 14, которую необходимо поддерживать в данный момент, чтобы температура в низкотемпературном сепараторе 17 соответствовала ее уставке. Оперативное значение уставки V_{уст_ТДА} формирует ПИД-регулятор 36 на своем выходе CV в результате обработки сигналов - значение фактической температуры в низкотемпературном сепараторе, регистрируемой датчиком 16, и уставки температуры в нем. Текущее значение этой температуры - сигнал 30, АСУ ТП 7 подает на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 36, а сигнал 31 уставки температуры в низкотемпературном сепараторе она подает на его вход SP.The rotation speed of the TDA 14 rotor is controlled by the PID controller 37. To do this, the process control system 7 sends a signal 29 to the input of its feedback PV - the current value of the rotation speed V of the _TDA of the TDA 14 rotor, measured by sensor 15. the signal of the operational value of the setpoint V _{set_TDA} of the speed of rotation of the rotor of the TDA 14, which must be maintained at the moment so that the temperature in the low-temperature separator 17 corresponds to its setting. The operational value of the setpoint V _{set_TDA} forms the PID controller 36 at its output CV as a result of signal processing - the value of the actual temperature in the low-temperature separator, recorded by the sensor 16, and the temperature setpoint in it. The current value of this temperature is a signal 30, the process control system 7 sends it to the feedback input PV of the PID controller 36, and it sends the signal 31 of the temperature setpoint in the low-temperature separator to its input SP.

В случае, когда температуру в низкотемпературном сепараторе 17 необходимо понизить, КР 12 приоткрывают, и тем самым уменьшают нагрузку на компрессор ТДА 14. Это приводит к увеличению скорости вращения его ротора и к снижению температуры газоконденсатной смеси на выходе турбины ТДА 14, т.е. на входе в низкотемпературный сепаратор 17. При необходимости повышения температуры в низкотемпературном сепараторе 17, КР 12 прикрывают, что приводит к понижению скорости вращения его ротора. В результате температура газоконденсатной смеси на выходе турбины ТДА 14, т.е. на входе в низкотемпературный сепаратор 17 повышается.In the case when the temperature in the low-temperature separator 17 needs to be lowered, the CR 12 is slightly opened, and thereby the load on the TDA 14 compressor is reduced. at the inlet to the low-temperature separator 17. If it is necessary to increase the temperature in the low-temperature separator 17, the CR 12 is covered, which leads to a decrease in the speed of rotation of its rotor. As a result, the temperature of the gas condensate mixture at the outlet of the TDA 14 turbine, i.e. at the inlet to the low-temperature separator 17 rises.

Перед запуском установки в работу обслуживающий персонал задает и вводит в БД АСУ ТП 7 ряд необходимых параметров, среди которых уставки, границы допустимых отклонений значений контролируемых параметров от их уставок, а также границы допустимых перемещений рабочих органов КР.Before the unit is put into operation, the maintenance personnel sets and enters into the APCS 7 database a number of necessary parameters, including settings, the limits of permissible deviations of the values of controlled parameters from their settings, as well as the limits of permissible movements of the working bodies of the CR.

Вводят уставку Р_вх. - давление газоконденсатной смеси на входе установки и границы ее допустимых изменений, которые задают в виде неравенстваEnter the setting P _in. - the pressure of the gas condensate mixture at the inlet of the installation and the limits of its permissible changes, which are set in the form of an inequality

где P_min минимальное, а P_max максимальное значение уставки давление газоконденсатной смеси на входе установки. При этом изменение текущего значения уставки Р_вх. АСУ ТП 7 производит только в случае необходимости и пошагово, на величину ΔР_вх., которую назначают из соотношения ΔР_вх.=(P_max - P_min)/n, где n - число разрешенных шагов изменения уставки Р_вх.where P _min is the minimum and P _max is the maximum value of the set pressure of the gas condensate mixture at the unit inlet. In this case, the change in the current value of the setpoint R _in. APCS 7 produces only if necessary and step by step, by the value of ΔР _in. , which is assigned from the ratio ΔR _in. =(P _max - P _min )/n, where n is the number of allowed steps for changing the setpoint P _in .

Одновременно вводят ограничения на положение рабочего органа КР 2, которое может варьироваться от полностью открыт до прикрыт до строго заданного, нижнего значения S_{min_КР2}. Интервал его допустимых перемещений задают в виде неравенства S_{min_КР2}≤S_KP2, где S_КР2 текущее положение рабочего органа КР 2. В результате АСУ ТП 7 осуществляет управление пошаговым изменением уставки Р_вх. давления газоконденсатной смеси на входе установки с помощью КР 2, соблюдая одновременно требования системы из двух неравенствSimultaneously impose restrictions on the position of the working body CR 2, which can vary from fully open to covered up to a strictly specified, lower value S _{min_CR2} . The interval of its allowable movements is set in the form of the inequality S _{min_KP2} ≤S _KP2 , where S _KP2 is the current position of the working body of KP 2. As a result, the automated process control system 7 controls the step-by-step change of the setpoint P _in. 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

Вводят уставку расхода НГК, подаваемого в МКП, а допустимые отклонения текущего значения его расхода Q_НГК относительно уставки задают в виде неравенстваThe set point for the flow rate of the oil and gas complex supplied to the MCP is entered, and the permissible deviations of the current value of its flow rate Q of the oil and _{gas complex} relative to the setpoint are set as an inequality

где Q_min минимальное, a Q_max максимальное значение расхода НГК, подаваемого МКП.where Q _min is the minimum, and Q _max is the maximum value of the OGK flow rate supplied by the MCP.

Одновременно вводят ограничения на положение рабочего органа КР 5, которое может варьироваться от полностью открыт до прикрыт до строго заданного, нижнего значения S_{min_КР5}. Интервал его допустимых перемещений задают в виде неравенства S_{min_КР 5}≤S_{КР 5}, где S_{КР 5} текущее положение рабочего органа КР 5.Simultaneously impose restrictions on the position of the working body KR 5, which can vary from fully open to covered up to a strictly specified, lower value S _{min_KR5} . The interval of its allowable movements is set as the inequality S _{min_KR 5} ≤S _{KR 5} , where S _{KR 5} is the current position of the working body of KR 5.

Соответственно, АСУ ТП 7 ведет управление процессом подачи НГК, подаваемого в МКП с учетом допустимых отклонений расхода от уставки и ограничений на работу КР 5, т.е. соблюдает требование одновременного соответствия системе из двух неравенствAccordingly, APCS 7 manages the process of supplying oil and gas supplied to the MCP, taking into account the allowable deviations of the flow rate from the setpoint and restrictions on the operation of the CR 5, i.e. satisfies the requirement of simultaneous compliance with the system of two inequalities

Вводят уставку температуры осушенного газа, поступающего в МГП, а границы допустимых отклонений его текущей температуры Т°С_ОГ относительно уставки задают в виде неравенстваThe setpoint for the temperature of the dried gas entering the MGP is entered, and the limits of permissible deviations of its current temperature T°C of the _{exhaust gas} relative to the setpoint are set in the form of the inequality

где Т°C_{min_ОГ} - минимально допустимое, а Т°C_{max_ОГ} - максимально допустимое значение температуры осушенного газа.where T°C _{min_OG} is the minimum allowable, and T°C _{max_OG} is the maximum allowable dry gas temperature.

Вводят уставку температуры НГК, поступающего в МКП, а границы допустимых отклонений его текущей температуры Т°С_НГК относительно уставки задают неравенствомThe temperature setting for the oil and gas complex entering the MCP is entered, and the boundaries of permissible deviations of its current temperature Т°С of the oil and _{gas complex} relative to the set point are given by the inequality

где T°C_{min_НГК} - минимально допустимое, а Т°C_{max_НГК} - максимально допустимое значение температуры НГК.where T°C _{min_NGK} is the minimum allowable temperature, and T°C _{max_NGK} is the maximum allowable value of the NGK temperature.

Вводят уставку температуры в низкотемпературном сепараторе, а границы допустимых отклонений ее текущего значения Т°С_НС относительно уставки задают неравенствомThe temperature setpoint is entered in the low-temperature separator, and the boundaries of permissible deviations of its current value Т°С _НС relative to the setpoint are set by the inequality

где, Т°C_{min_НС} - минимально допустимое, а Т°C_{max_НС} - максимально допустимое значение температуры в низкотемпературном сепараторе.where, T°C _{min_HC} - the minimum allowable, and T°C _{max_HC} - the maximum allowable temperature in the low-temperature separator.

Задают границы допустимых изменений скорости вращения ротора V_ТДА ТДА 14 в виде неравенстваThe boundaries of permissible changes in the rotor speed V _TDA TDA 14 are set in the form of an inequality

где V_min минимально допустимая скорости вращения, a V_max максимально допустимая скорость вращения ротора ТДА.where V _min is the minimum allowable rotation speed, and V _max is the maximum allowable rotation speed of the TDA rotor.

Одновременно ограничивают положение рабочего органа КР 12, которое может изменяться от полностью открыт до прикрыт до строго заданного, нижнего значения S_{min_KP 12}. Интервал его допустимых перемещений задают в виде неравенства S_{min_КР 12}≤S_{КР 12}, где S_{КР 12} текущее положение рабочего органа КР 12.At the same time limit the position of the working body KP 12, which can vary from fully open to covered to a strictly specified, lower value S _{min_KP 12} . The interval of its allowable movements is set as the inequality S _{min_KR 12} ≤S _{KR 12} , where S _{KR 12} is the current position of the working body of KR 12.

Соответственно, АСУ ТП 7 ведет управление работой ТДА с учетом этого условия и ограничений на работу КР 12, т.е. соблюдает требование одновременного соответствия системе из двух неравенствAccordingly, APCS 7 manages the operation of the TDA, taking into account this condition and restrictions on the operation of KR 12, i.e. satisfies the requirement of simultaneous compliance with the system of two inequalities

В процессе эксплуатации установки, положение рабочих органов КР 6 и КР 9, в отличие от положения КР 2, КР 5 и КР 12, может изменяться от полностью открыт до полностью закрыт.During the operation of the installation, the position of the working bodies of KR 6 and KR 9, in contrast to the position of KR 2, KR 5 and KR 12, can vary from fully open to fully closed.

Обслуживающий персонал перед запуском установки в эксплуатацию также вводит в БД АСУ ТП 7 первоначальные значения степени открытия КР 2, КР 5, КР 6, КР 9 и КР 12.Before putting the unit into operation, the service personnel also enters into the DB APCS 7 the initial values of the degree of opening of KR 2, KR 5, KR 6, KR 9 and KR 12.

При запуске установки в работу АСУ ТП 7 в реальном режиме времени осуществляет контроль положения рабочих органов КР 2, КР 5, КР 6, КР 9 и КР 12, а также расхода НГК, подаваемого в МГП, с помощью датчика расхода 18, температуры в низкотемпературном сепараторе 17 с помощью датчика 16, температуры осушенного газа/НГК, поступающих/подаваемых в МГП/МКП, с помощью датчиков 13 и 19, соответственно.When the unit is put into operation, ACS TP 7 in real time monitors the position of the working bodies of KR 2, KR 5, KR 6, KR 9 and KR 12, as well as the flow of oil and gas supplied to the MGP using a flow sensor 18, temperature in the low-temperature separator 17 using sensor 16, the temperature of the dried gas/NGK entering/supplied to MGP/MCP using sensors 13 and 19, respectively.

Контролируя указанные параметры АСУ ТП 7 ведет управление технологическим процессом с учетом указанных выше ограничений и поддерживает стабильным выполнение задания по расходу НГК - базовый (основной) режим. Если в процессе работы не удастся достичь заданного расхода НГК, подаваемого в МКП, или заданной температуры в низкотемпературном сепараторе 17, или заданной температуры осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП или скорости вращения ротора V_ТДА выйдет за допустимые границы, либо рабочий орган КР 5 или КР 6 или КР 9 или КР 12 перейдет в одно из своих крайних положений, то АСУ ТП 7 автоматически переводит установку на следующий режим работы. Этот переход предусматривает изменение уставки давления газоконденсатной смеси на входе установки Р_вх. на один шаг в рамках допустимых для нее изменений. Этот переход на новый режим АСУ ТП 7 реализует с помощью ПИД-регулятора 32 и управляемого им КР 2 в рамках ограничений, установленных системой неравенств (1), изменив значение первоначально уставки Р_вх. на один шаг. Одновременно АСУ ТП 7 формирует сообщение оператору установки об автоматическом переводе установки на следующий режим работы.By controlling the specified parameters, the APCS 7 manages the technological process, taking into account the above restrictions and maintains stable fulfillment of the task for the consumption of oil and gas - the basic (main) mode. If in the course of operation it is not possible to achieve the specified flow of oil and gas supplied to the MCP, or the specified temperature in the low-temperature separator 17, or the specified temperature of the dried gas / oil and gas entering / supplied to the MGP / MCP, or the rotation speed of the rotor V _TDA will go beyond the permissible limits, or the working body of KR 5 or KR 6 or KR 9 or KR 12 will move to one of its extreme positions, then ACS TP 7 automatically switches the unit to the next mode of operation. This transition provides for changing the pressure setting of the gas condensate mixture at the inlet of the installation P _in. one step within the limits of the changes allowed for it. This transition to a new mode of APCS 7 implements with the help of PID controller 32 and controlled by him KR 2 within the limits set by the system of inequalities (1), changing the value of the initial setpoint P _in. one step. At the same time, ACS TP 7 generates a message to the operator of the installation about the automatic transfer of the installation to the next mode of operation.

Данный режим АСУ ТП 7 реализует, увеличив/уменьшив значение уставки Р_вх., в зависимости от сложившейся ситуации в ту или иную сторону, до значенияThis mode of APCS 7 implements by increasing/decreasing the value of the setpoint P _in. , depending on the situation in one direction or another, up to the value

Это новое значение уставки АСУ ТП 7 подает в виде сигнала 22 на вход SP ПИД-регулятора 32. Сравнивая ее значение с фактическим давлением на входе установки, поступающим от датчика 3 ПИД-регулятор 32 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал 38 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 турбине ТДА 14. Благодаря этому произойдет, повышение/понижение температуры в низкотемпературном сепараторе 17, 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 7 sends this new setpoint value in the form of a signal 22 to the input SP of the PID controller 32. By comparing its value with the actual pressure at the inlet of the plant coming from sensor 3, the PID controller 32 generates a control signal 38 at its output CV and sets the corresponding value degree of opening/closing of CR 2. This leads to a change in the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet to the unit, which causes a change in the pressure drop across the turbine TDA 14. Due to this, an increase/decrease in temperature in the low-temperature separator 17 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 Р_вх. АСУ ТП 7 производит пошагово, в зависимости от направления возникшего нарушения и с учетом инерционности технологических процессов установки. Количество шагов n, перекрывающих весь интервал допустимых изменений уставки давления на входе установки Р_вх., как правило, назначают равным 10, по 5 шагов в каждую сторону от первоначально заданного значения. При этом на каждом шаге АСУ ТП 7 реализует режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее τ_const, являющегося индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально. В частности, для установок Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения требуется время τ_const 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 17, или заданную температуру осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, либо вернуть рабочий орган КР 5 или КР 6 или КР 9 или КР 12 в его рабочий диапазон положений, либо вернуть в рабочий диапазон скорость вращения ротора ТДА, то АСУ ТП 7 продолжает работать с этим новым значением уставки, зафиксировав ее значение в своей БД в качестве задания. В противном случае АСУ ТП 7 продолжит поиск, изменив значение уставки Р_вх. еще на один шаг.Correction of the setpoint value of the pressure at the inlet of the installation P _in. APCS 7 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 interval of allowable changes in the pressure setpoint at the inlet of the installation P _in. , as a rule, is assigned equal to 10, 5 steps in each direction from the originally set value. At the same time, at each step, the APCS 7 implements the process control mode of the installation with a new setpoint value for a time interval of at least τ _const , which is an individual characteristic of the installation, determined experimentally. In particular, for the installations of the Zapolyarnoye oil and gas condensate field, time τ _const is required to complete transient processes 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 dried gas entering the MGP, or the specified temperature in the low-temperature separator 17, or the specified temperature of the dried gas/NGK entering/supplied to the MGP/MCP, either to return the working body of KR 5 or KR 6 or KR 9 or KR 12 to its operating range of positions, or to return the speed of rotation of the TDA rotor to the operating range, then APCS 7 continues to work with this new setpoint value, fixing its value in its database in as a task. Otherwise, ACS TP 7 will continue the search by changing the value of the setting P _in. one more step.

Такой режиме коррекции уставки Р_вх. с помощью КР 2 позволяет АСУ ТП 7 многократно возвращаться к ранее реализованным режимам работы, в том числе и к первоначальному.This mode of correction of the setpoint P _in. with the help of KR 2 allows APCS 7 to repeatedly return to previously implemented modes of operation, including the original one.

Если в режиме коррекции уставки Р_вх. с помощью КР 2 будет достигнута одна из границ ее допустимых изменений, P_max или P_min, либо рабочий орган КР 2 перейдет в состояние полностью открыт или S_{min_КР2}, но расход НГК, подаваемого в МКП, или температура осушенного газа/НГК, поступающего/подаваемого в МГП/МКП, или температура в низкотемпературном сепараторе не войдет в рамки заданных ограничений, АСУ ТП 7 формирует об этом сообщение оператору установки для принятия решения по изменению режима работы кустов газодобывающих скважин.If in the correction mode of the setpoint P _in. with the help of KR 2, one of the limits of its permissible changes, P _max or P _min , will be reached, or the working body of KR 2 will go into the fully open state or S _{min_KR2} , but the flow rate of the OGK supplied to the MCP, or the temperature of the dried gas / OGK entering / supplied to the MGP / MCP, or the temperature in the low-temperature separator will not fall within the specified limits, APCS 7 generates a message about this to the plant operator to make a decision on changing the operating mode of the gas well clusters.

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 поддержания температурного режима на установках низкотемпературной сепарации газа с ТДА на Крайнем Севере РФ реализован в ПАО «Газпром» ООО «Газпром добыча Ямбург» на Заполярном нефтегазоконденсатном 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 поддержать температурный режим на установках в рамках технологических норм и ограничений, предусмотренных их технологическими регламентами, благодаря чему появляется возможность:The method for automatic maintenance of the temperature regime at low-temperature gas separation units with TDA in the Far North of the Russian Federation was implemented in PJSC Gazprom, LLC Gazprom dobycha Yamburg at the Zapolyarnoye oil and 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 allows you to automatically maintain the temperature regime at the installations within the framework of technological standards and restrictions provided for by their technological regulations, which makes it possible to:

- автоматически удерживать в установленных рамках ход технологических процессов установки, обеспечивая ее эффективную работу с учетом динамики текущих значений внешних и внутренних параметров;- automatically keep within the established limits the course of technological processes of the installation, ensuring its efficient operation, taking into account the dynamics of the current values of external and internal parameters;

- осуществлять контроль и поддержание заданного расхода НГК, поступающего в МКП, 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.- control and maintain the specified flow rate of oil and gas condensate entering the MCP, as well as the temperature of the dried gas/oil and gas entering/supplying to the MGP/MCP, in order to protect permafrost soils from thawing during underground laying of gas and condensate pipelines in the Far North of the Russian Federation.

Claims (3)

1. Способ автоматического поддержания температурного режима на установках низкотемпературной сепарации газа с турбодетандерными агрегатами – ТДА на Крайнем Севере РФ, включающий предварительную очистку добытой газоконденсатной смеси от механических примесей с частичным отделением смеси нестабильного газового конденсата – НГК и водного раствора ингибитора – ВРИ в сепараторе первой ступени сепарации, которую отводят из кубовой части сепаратора в разделитель жидкостей – РЖ, а газоконденсатную смесь, выходящую из сепаратора первой ступени сепарации, разделяют на два потока и подают их для предварительного охлаждения на вход первых секций рекуперативных теплообменников, далее ТО, «газ-газ» и «газ-конденсат», при этом газоконденсатную смесь распределяют по потокам с помощью крана-регулятора – КР, установленного на входе ТО «газ-конденсат», так чтобы обеспечить поддержание заданной температуры НГК, подаваемого в магистральный конденсатопровод – МКП, а после прохождения первых секций ТО оба потока газоконденсатной смеси объединяют и подают на вход турбины ТДА, вращение которой контролируют датчиком скорости вращения ротора ТДА, и газоконденсатная смесь, проходя через турбину, охлаждается и поступает в низкотемпературный сепаратор, оснащенный датчиком температуры, в котором ее разделяют на осушенный холодный газ и смесь НГК и ВРИ, которую из кубовой части низкотемпературного сепаратора подают на вход второй секции ТО «газ-конденсат» и далее в РЖ, где происходит ее дегазация и разделение на фракции, и далее из РЖ НГК насосным агрегатом подают в МКП, газ выветривания отправляют на утилизацию и/или компримируют и направляют в магистральный газопровод – МГП, ВРИ отправляют 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, и этот КР изменяет соотношение потоков газа через ТО и байпас, обеспечивая в реальном масштабе времени коррекцию температуры газа, поступающего в компрессор ТДА, который дожимает газ до рабочего давления и заданной температуры, после чего его подают в МГП, отличающийся тем, что автоматизированная система управления технологическими процессами – АСУ ТП с момента запуска установки в эксплуатацию поддерживает заданный расход НГК, подаваемый в МКП, используя для этого заданные значения уставок контролируемых параметров и границы допустимых отклонений их значения от уставок, и как только АСУ ТП обнаружит выход одного из контролируемых параметров за пределы установленных ему границ, нарушающий технологический регламент работы установки, АСУ ТП изменяет на один шаг значение уставки давления Р_вх. добываемой газоконденсатной смеси на входе установки на величину ΔР_вх. в интервале, определяемом неравенством P_min≤Р_вх.≤P_max, где P_min - минимальное, а P_max - максимальное значение уставки давления газоконденсатной смеси на входе установки, а величину ΔР_вх. назначают из соотношения ΔР_вх.=(P_max - P_min)/n, где n – число разрешенных шагов изменения уставки Р_вх., и это изменение уставки АСУ ТП осуществляет в направлении, которое позволяет устранить возникшее нарушение, и одновременно АСУ ТП следит за тем, чтобы рабочий орган КР, управляющий давлением на входе установки, находился в рамках допустимых границ его перемещения, и удерживает режим управления технологическими процессами установки с новым значением уставки в течение интервала времени не менее τ_const, являющегося индивидуальной характеристикой установки, определяемой экспериментально, и если остальные контролируемые параметры технологического процесса за это время вернутся в пределы установленных для них границ, то АСУ ТП фиксирует в своей базе данных – БД это значение как новую уставку давления добываемой газоконденсатной смеси на входе в установку для поддержания расхода НГК, подаваемого в МКП, и генерирует сообщение оператору об автоматической смене режима работы установки и его новых характеристиках, и далее АСУ ТП реализует этот режим эксплуатации установки, в противном случае АСУ ТП изменяет значение уставки еще на один шаг в том же направлении.1. A method for automatically maintaining the temperature regime at low-temperature gas separation units with turbo-expander units - TDA in the Far North of the Russian Federation, including preliminary purification of the produced gas condensate mixture from mechanical impurities with partial separation of a mixture of unstable gas condensate - NGK and an aqueous solution of inhibitor - VRI in the first stage separator separation, which is removed from the bottom part of the separator to the liquid separator - RJ, and the gas condensate mixture leaving the separator of the first separation stage is divided into two streams and fed for pre-cooling to the inlet of the first sections of recuperative heat exchangers, then TO, "gas-gas" and "gas-condensate", while the gas-condensate mixture is distributed by streams using a valve-regulator - KR, installed at the inlet of TO "gas-condensate", so as to ensure the maintenance of the specified temperature of the OGK supplied to the main condensate pipeline - MCP, and after passing the first sections of maintenance, both The current of the gas condensate mixture is combined and fed to the inlet of the TDA turbine, the rotation of which is controlled by the TDA rotor speed sensor, and the gas condensate mixture, passing through the turbine, is cooled and enters a low-temperature separator equipped with a temperature sensor, in which it is separated into dry cold gas and a mixture of oil and gas and VRI, 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 then to the RJ, where it is degassed and separated into fractions, and then from the RJ of the NGK is fed to the MCP by a pump unit, the weathering gas is sent for disposal and / or compressed and sent 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 TO "gas-gas", and the second - to the bypass of this section, equipped with a gas flow RC, and this RC changes the ratio of gas flows through the TO and bypass, about providing real-time correction of the temperature of the gas entering the TDA compressor, which compresses the gas to the operating pressure and the set temperature, after which it is fed to the MGP, characterized in that the automated process control system - APCS from the moment the unit is put into operation maintains the specified flow rate of OGK supplied to the MCP, using for this purpose the set values of the settings of the controlled parameters and the limits of permissible deviations of their values from the settings, and as soon as the APCS detects the output of one of the controlled parameters beyond the limits set for it, violating the technological schedule of the installation, the APCS changes by one step the value of the set pressure P _in. produced gas condensate mixture at the inlet of the installation by the value of ΔР _in. in the interval determined by the inequality P _min ≤Р _in. ≤P _max , where P _min is the minimum, and P _max is the maximum value of the pressure setting of the gas condensate mixture at the inlet of the installation, and the value of ΔР _in. appoint from the ratio of ΔR _in. =(P _max - P _min )/n, where n is the number of allowed steps for changing the setpoint P _in. , and this change in the setting of the automated process control system is carried out in the direction that allows to eliminate the violation that has occurred, and at the same time the automated process control system ensures that the working body of the CR, which controls the pressure at the inlet of the installation, is within the allowable limits of its movement, and maintains the process control mode installation with a new setting value for a time interval of at least τ _const , which is an individual characteristic of the installation, determined experimentally, and if the remaining controlled parameters of the technological process during this time return within the limits established for them, then the process control system fixes in its database - DB this value as a new pressure setting for the produced gas condensate mixture at the inlet to the unit to maintain the flow of oil and gas supplied to the MCP, and generates a message to the operator about the automatic change in the operating mode of the unit and its new characteristics, and then the automated process control system implements this mode of operation of the unit, otherwise The process control system changes the setpoint one more step in the same direction. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед запуском установки в эксплуатацию обслуживающий персонал вводит в БД АСУ ТП значение уставки давления Р_вх. на входе в установку и границы интервала ее допустимых изменений от P_min до P_max, вводит значение уставки расхода НГК, подаваемого в МКП, и границы интервала допустимых отклонений фактического расхода Q_НГК НГК от нее, заданных неравенством Q_min≤Q_НГК≤Q_max, а также вводит уставку температуры в низкотемпературном сепараторе и границы интервала допустимых отклонений фактической температуры Т°С_НС от нее, заданных неравенством Т°C_{min_НС}≤Т°С_НС≤T°C_{max_НС}, вводит уставку температуры НГК, поступающего в МКП, и границы интервала допустимых отклонений фактической температуры Т°С_НГК от нее, заданных неравенством T°C_{min_НГК}≤Т°С_НГК≤T°C_{max_НГК}, вводит уставку температуры осушенного газа, подаваемого в МГП, и границы интервала допустимых отклонений фактической температуры Т°С_ОГ от нее, заданных неравенством Т°C_{min_ОГ}≤T°C_ОГ≤T°C_{max_ОГ}, а также устанавливает границы перемещения S_{КР 2} рабочего органа КР, поддерживающего давление добытой газоконденсатной смеси на входе установки, от положения S_{min_KP 2} – минимально открыт, до полностью открыт, устанавливает границы предельно допустимого перемещения S_{KP 5} рабочего органа КР, поддерживающего расход осушенного газа, подаваемого в МГП, от положения S_{min_КР 5} – минимально открыт, до полностью открыт, устанавливает границы предельно допустимого перемещения S_{КР 12} рабочего органа КР, управляющего скоростью вращения ротора ТДА, от положения S_{min_КР 12} – минимально открыт, до полностью открыт, после чего осуществляет запуск установки в эксплуатацию, технологические процессы в которой ведет АСУ ТП, используя четыре ПИД-регулятора и один каскад из двух ПИД-регуляторов, построенных на ее базе, и каждый из этих четырех ПИД-регуляторов, с помощью подсоединенных к ним КР, управляет своим параметром, а в каскаде из двух ПИД-регуляторов первый формирует сигнал оперативного значения уставки скорости вращения ротора ТДА, необходимой для удержания требуемой технологическим регламентом температуры в низкотемпературном сепараторе, и подает ее на второй ПИД-регулятор каскада, который управляет с помощью подсоединенного к нему КР скоростью вращения ротора ТДА.2. The method according to p. 1, characterized in that before the installation is put into operation, the maintenance personnel enters the value of the pressure setpoint P _in. at the inlet to the installation and the limits of the interval of its allowable changes from P _min to P _max , enters the value of the setpoint of the flow rate of the oil and gas complex supplied to the MCP, and the boundaries of the interval of permissible deviations of the actual flow rate Q of the oil and gas complex of the oil and gas complex from it, given by the inequality Q _{min ≤Q} of the oil and gas complex _{≤Q max} , and also enters the temperature setpoint in the low-temperature separator and the boundaries of the interval of permissible deviations of the actual temperature T°С _HC from it, given by the inequality T°C _{min_HC} ≤T°C _HC ≤T°C _{max_HC} the boundaries of the interval of permissible deviations of the actual temperature Т°С of the _{oil and gas complex from it, specified by the inequality T°C min_NGK ≤Т} °С of the oil and gas condensate _≤T °C _{max_NGK} , enters the temperature setting for the dried gas supplied to the MGP, and the boundaries of the interval of permissible deviations of the actual temperature Т°С _EG from it, given by the inequality T°C _{min_OG} ≤T°C _OG ≤T°C _{max_OG} , and also sets the boundaries of movement S _{CR 2} of the working body of the CR that maintains the pressure of the produced gas condensate mixture at the inlet is set vki, from position S _{min_KP 2} - minimum open, to fully open, sets the boundaries of the maximum allowable movement S _{KP 5} of the working body of the KP, supporting the flow of dried gas supplied to the MGP, from position S _{min_KP 5} - minimum open, to fully open, sets the limits of the maximum allowable movement S _{KR 12} of the working body of the KR, which controls the rotation speed of the TDA rotor, from the position S _{min_KR 12} - minimally open to fully open, after which it launches the installation into operation, the technological processes in which are carried out by the automated process control system using four PID- controller and one cascade of two PID controllers built on its basis, and each of these four PID controllers, with the help of the KR connected to them, controls its parameter, and in the cascade of two PID controllers, the first one generates a signal of the operational value of the speed setpoint rotation of the TDA rotor, necessary to maintain the temperature required by the technological regulations in the low-temperature sep arator, and feeds it to the second PID controller of the cascade, which controls the speed of rotation of the TDA rotor with the help of the KR 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, если в режиме коррекции уставки Р_вх. с помощью КР, установленного на входе установки и управляющего давлением добытой газоконденсатной смеси на ее входе, будет выявлено, что его рабочий орган перешел в состояние полностью открыт или достиг минимально открытого положения S_{min_КР2}, либо значение уставки Р_вх. вышло за границы ее допустимых изменений.3. The method according to p. 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, if in the mode of correcting the setpoint P _in. with the help of the KR installed at the inlet of the installation and controlling the pressure of the produced gas condensate mixture at its inlet, it will be revealed that its working body has switched to the fully open state or has reached the minimum open position S _{min_KR2} , or the setpoint P _in. went beyond the limits of its permissible changes.

Images