Тема: Введение в курс. Автоматизированное технологическое оборудование.

Содержание лекции: Характеристика процессов и предприятий. Роль автоматизированного технологического оборудования и машин. Краткий обзор развития систем автоматики и контроля в нефтегазодобывающем производстве.

Практические занятия: Изучение схемы регулятора РПДЭ-3

 

Лекция: № 2

Тема: Типы приводов и источники питания.

Содержание лекции:

Практические занятия: Изучение конструкции и характеристик датчиков частоты вращения.

 

Лекция: № 3

Тема: Блоки и элементы приводов.

Содержание лекции: Назначение и роль блоков (электроприводов) синхронном, асинхронном, реверсивных, постоянного и переменного тока.

Практические занятия: Изучение схемы и работы регулятора РПДЗ-8

 

Лекция: № 4

Тема: Особенности выбора структуры асинхронного электропривода.

Содержание лекции: Способы регулирования электроприводов.

Практические занятия: Изучение схемы автоматизированной запорной арматуры установленной в выкидной линии скважины с выходом на учебно-методической полигон (мастерской)

 

Лекция: № 5

Тема: Обеспечения надежности элемента, устройство и машины.

Содержание лекции: Показатели надежности. Предмет и наука надежности оборудовании

Практические занятия: Изучение схемы и характеристики гидравлических и теоретических датчиков веса.

 

Лекция: № 6

Тема: Общие сведения о системах автоматики и элементах её составляющих.

Содержание лекции: Структура и назначения отдельных систем автоматики и телемеханики.

Практические занятия: Изучение системы регулирования производительности насоса изменением частоты вращения.

 

Лекция: № 7

Тема: Измерение давлений и разрежений, температуры.

Содержание лекции: Классификация приборов. Пружинные манометры и вакуумметры, глубинные манометры, Температурная шкала и методы измерений температур. Измерение температуры в скважинах.

Практические занятия: Изучение схемы и принцип действие уровнемера установленной в буферной емкости мастерской учебно-методического полигона (полигон)

 

Лекция: №8

Тема: Усилители и стабилизаторы. Общая сведения об усилителях.

Содержание лекции: Типовые динамические звенья систем автоматического регулирования. Усилительное звено. Апериодическое звено.

Практические занятия: Определение расхода жидкости при глушение скважины.(задача).

 

Лекция: № 9

Тема: Измерение уровня жидкостей в ёмкостях и скважинах.

Содержание лекции: Поплавковые уровнемеры. Электрические и радиоактивные уровнемеры. Измерение уровня жидкости в скважинах.

Практические занятия: Ознакомление с расходомерами установленной в коллекторах и спутнике на полигоне (мастерской учебно-методического полигона) «НОРД», «ТОР»

 

Лекция: № 10

Тема: Измерение расхода жидкости, пара и газа.

Содержание лекции: Классификация расходомеров. Объемные расходомеры. Расходомеры переменного перепада давления. Индукционные расходомеры. Массовые расходомеры.

 

Лекция: № 11

Тема: Основные понятия теории автоматического регулирования и система автоматического управления.

Содержание лекции: Обратные связи. Разомкнутые и замкнутые САУ. Принцип действия системы автоматического регулирования. Системы автоматического регулирования прямого и непрямого действия.. Свойства объектов автоматического регулирования.

 

 

Лекция: № 12

Тема: Автоматизация добычи и промыслового сбора нефти.

Содержание лекции: Основные положения. Автоматизация нефтяных скважин. Групповые замерные установки. Автоматизированные блочные установки подготовки нефти. Автоматизированные сепарационные установки.

 

Лекция: № 13

Тема: Автоматизация объектов системы поддержания пластового давления.(ППД).

Содержание лекции: Автоматизация объектов. Средства автоматического контроля насосных станций.

 

Лекция: № 14

Тема: Автоматизация газоконденсатного промысла.

Содержание лекции: Характеристика газоконденсатного промысла как объекта автоматизации. Автоматическое регулирование производительности промысла.

 

Лекция: № 15

Тема: Системы телемеханики и телемеханизация нефтяных промыслов.

Содержание лекции: Основные принципы телемеханизации нефтяных промыслов. Типовые системы телемеханики.

 

Задания для СРС, СРСП и график их выполнения

№	Тема занятий	Задание	Вид занятий (СРС/СРСП)	Форма контроля	Литература	Срок сдачи
	Общие сведения об автоматических регулированиях.	Основные свойства регулируемого объекта. Элементы анализа качества процесса регулирование.	СРС	Реферат	1,2 (3-6)	До-РК
	Регуляторы прямого действия.	Составление уравнений регуляторов. Динамические звенья САР.	СРС	К/а		«
	Математические модели регуляторов.	Нелинейные системы регуляторов. Модели регуляторов.	СРС	у/о		«
	Общая характеристика исполнительных устройств.	Общие положения Механические усилители	СРСП	доклад		«
	Регулирующие органы.	Передаточные функции и частотные характеристики. Комплексы регулирующих устройств.	СРС	реферат		«
	Исполнительные механизмы.	Исполнительные механизмы. Электрические усилители.	СРСП	у/о		«
	Скважинный расходомер типа РГД.	Классификация расходомеров. Расходомер типа РГД.		реферат		«
	Характеристика газового промысла как объекта автоматизации.	Газовый расходомер периодического действия. Блочные автоматизированные газобензинные установки.	СРСП	реферат		«
	Технические средства АСУ ТП. Управляющие микро- ЭВМ.	Автоматизированные системы управления. Сущность оптимального управления.	СРС	к/а		«
	Датчики межфазового уровня жидкости	Датчики ГСП и их особенности. Датчики межфазового уровня жидкости	СРСП	у/о		«
	Измерение влажности газа.	Диэлектрические методы и устройства измерения содержания влаги в нефти. Измерение влажности газа.	СРС	к/а		«
	Системы автоматического контроля.	Характеристика системы автоматического контроля. Основные свойства контролируемого объекта.	СРС	доклад		«

Задания для проведения рубежного и итогового контроля.

Задания к рубежному контролю разрабатываются преподавателем, а форма проведения рубежного контроля определяется директоратом.

1. Формула, по которой определяется среднее время безотказной работы прибора.

2. Основное требование к системам автоматического регулирования.

3. Уравнение абсолютной погрешности прибора.

4. Какие типы ЧЭ применяются в деформационных манометрах?

5. Какие приборы применяются для измерения температуры?

6. Типы сужающих устройств для измерения расхода вещества методом переменного перепада давления.

7. Формула определения массового расхода методом переменного перепада давления для сжимаемой среды.

8. Уравнение абсолютного давления. 9.Что измеряет вакуумметр?

10.Какая температурная шкала принята в Международной системе единиц СИ?

11.На каком принципе основано действия термоэлектрических термометров?

12. Какое соединение элементов с точки зрения надежности называется основным?

13. Уравнение относительной погрешности прибора.

14. Что измеряет барометр?

15. Какую физическую величину измеряют в Па (паскаль)?

16. На каком принципе основано действия термоэлектрических термометров?

17. Формула определения объемного расхода методом переменного

перепада давления для несжимаемой жидкости.

18.При каком соединении элементов вероятность безотказной работы больше?

19. Основное уравнение измерения.

20. Как называются приборы для измерения давления?

21.В каких манометрах в качестве чувствительного элемента применяется трубка Бурдона?

22. Как называется метод измерения расхода вещества с применением диафрагмы в комплекте с измерительным прибором?

23. В каких термометрах применяют чувствительный элемент из двух выполненных из хромель и

атомель проводников?

24. При каком соединении элементов отказ хотя бы одного элемента приводит к отказу всей схемы?

25. Формула расчета вероятности безотказной работы схемы при параллельном соединении элементов.

26. Какими приборами измеряется атмосферное давление?

27. Что определяет равенство Т= t +273,15?

28. Формула класса точности прибора.

29. основная задача автоматизации технологического процесса подготовки нефти.

30 каким расходомером оснащаются оперативные узлы учета продукции ГУ?

31 Основные элементы типовой технологической схемы ППД.

32 Какой прибор установлен в узле учета воды поступающей на БКНС?

33 Каким прибором в нагнетательной скважине можно определить количество поглощенной воды?

34 Особенности газодобывающего производства.

35 Основная задача автоматизации добычи газа.

36 Что входит в состав счетчика турбинного НОРД-М?

37 Каким прибором оснащен оперативный узел учета продукции с ГУ?

38 Каким устройством регулируется режим работы газовой скважины?

39.Какие режимы управления насосным агрегатом обеспечивает комплекс средств автоматизации ЦНС-180?

 

 

Список литературы

1.Исаакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. «Автоматизация производственных процессов в нефтяной и газовой промышленности», М., Недра, 1983г.

2. Исаакович Р.Я «Технология измерения и приборы», М., Недра, 1997г.

3.Шишкин О.П., Парфенов А.Н., «Основы автоматики и автоматизации производственных процессов», М., Недра 1973г.

4.Фатхутдинов А.Ш., Слепян М.А. и др. «Автоматизированный учет нефти и нефтепродуктов при добыче, транспорте и переработке» М., Недра 2002г.

5.Исаакович Р.Я., Попадько В.Е «Контроль и автоматизация добычи нефти и газа», М., Недра, 1985г.

 

 

Глоссарий.

РНМ- Разработка нефтяных месторождений

РНГМ- Разработка нефтегазовых месторождений

РК – рубежный контроль

ПЗ – практическое занятие

ППД- поддержание пластового давления

БКНС – блочные кустовые насосные станции

САР - система автоматического регулирования

 

КИП - контрольно-измерительные приборы

АСУ- автоматизированная система управления

САПР- система автоматического

БУ - блок управления

ЛС - линия связи

 

Краткий конспект лекций

Тема 1. Введение.

Задачи автоматизации производственных процессов нефтегазовой промышленности.

Краткий обзор развития систем автоматики и контроля в нефтегазодобывающем производстве.

Цель лекции: Изучить задачи автоматизации производственных процессов нефтегазовой промышленности.

Ключевые слова: автоматизация, оптимальность, прибор, управление.

Развитие нефтяной и газовой промышленности привело к увеличению за последние 20 лет добычи нефти (включая газовый конденсат) более чем в 4 раза, а газа —в 10 раз, чему в значительной степени способствовало повышение уровня автоматизации производственных процессов в отрасли. Под ав­томатизацией производственных процессов нефтяных и газовых промыслов следует понимать применение приборов, приспособ­лений и машин, обеспечивающих бурение, добычу, промысло­вый сбор, подготовку и передачу нефти и газа с промысла потребителю без непосредственного участия человека, лишь под его контролем. Автоматизация производственных процес­сов является высшей формой развития техники добычи нефти и газа, предусматривающей применение передовой технологии, высокопроизводительного и надежного оборудования.

Можно без преувеличения сказать, что улучшение техноло­гии добычи нефти и газа, создание высокопроизводительного оборудования, повышение культуры производства, освоение но­вых нефтяных и газовых районов, рост добычи нефти и газа стали возможны благодаря развитию и внедрению автоматиза­ции и совершенствованию управления с применением эконо­мико-математических методов и электронно-вычислительной техники.

Автоматизация технологических процессов в настоящее время является важнейшим условием ускорения технического прогресса, повышения культуры производства, роста произво­дительности труда.

С 1951 по 1958 г. различные конструкторские организации, институты и специалисты на нефтепромыслах разрабатывали средства автоматизации отдельных операций процесса добычи нефти и аппаратуру телемеханизации. Было разработано боль­шое число приборов, автоматов и телемеханической аппаратуры одного и того же назначения, но разных конструкций, что затрудняло организацию их массового производства, приводило к удорожанию процесса добычи нефти и низкой надежности. С 1958 г. начались работы по комплексной автоматизации неф­тяных промыслов, предусматривающей автоматизацию ввех технологических объектов нефтедобывающего предприятия. Од­нако отсутствие типовых технологических схем промыслового сбора нефти и попутного газа сдерживало развитие автомати­зации.

В 1968 г. были утверждены основные положения по обуст­ройству и автоматизации нефтедобывающих предприятий, оп­ределены сроки разработки и изготовления новых средств ав­томатики и автоматизированного блочного технологического оборудования, утвержден план комплексной автоматизации но­вых и уже действующих нефтедобывающих предприятий. При этом в качестве базовой была принята однотрубная технология сбора нефти и газа.

Тем же путем шло развитие автоматизации и газовых про­мыслов. Системный подход при решении вопросов автомати­зации технологических процессов, создание и внедрение авто­матизированных систем управления позволили осуществить переход к комплексной автоматизации всех основных и вспомо­гательных-технологических процессов бурения добычи и транс­портировки нефти и газа.

В настоящее время ²/з всей добываемой нефти и природного газа получают с комплексно-автоматизированных нефтедобы­вающих и газодобывающих предприятий.

Современные нефте- и газодобывающие предприятия пред­ставляют собой сложные комплексы технологических объектов, рассредоточенных на больших площадях, размеры которых до­стигают десятков и сотен квадратных километров. Технологиче­ские объекты (скважины, групповые измерительные установки, сепарационные установки, сборные пункты, установки ком­плексной подготовки нефти и газа, резервуарные парки) связаны между собой через продуктивный пласт и поток продук­ции, циркулирующей по технологическим коммуникациям. До­быча нефти и газа производится круглосуточно, в любую по­году, поэтому для нормального функционирования нефтегазо­добывающего предприятия необходимо обеспечить надежную работу автоматизированного оборудования, дистанционный контроль за работой технологических объектов и их состоя­нием.

Наиболее высокая эффективность работы газо- и нефтедо­бывающих объектов может быть достигнута при автоматиче­ском управлении технологическими процессами в оптимальном режиме.

Под оптимальным автоматическим управлением технологи­ческим объектом понимают функционирование объекта с авто­матическим выбором такого технологического режима, при ко­тором обеспечивается наибольшая производительность с наи­лучшим использованием энергетических и сырьевых ресурсов.

Технологические процессы бурения, добычи и транспорти­ровки нефти и газа характеризуются значительным числом па­раметров, определяющих ход этих процессов, наличием внут­ренних связей между параметрами, их взаимным многообраз­ным и сложным влиянием друг на друга и на течение всего процесса. Для того чтобы решить задачу создания системы оп­тимального автоматического управления технологическим про­цессом, необходимо его изучить, определить степень влияния характеризующих его параметров на выходные качественные и количественные показатели процесса.

Один из методов изучения — познание процесса через мо­дели, представляющие собой упрощенные системы, отражаю­щие отдельные, интересующие исследователя стороны явлений. Процесс моделирования заключается в установлении зависимо­стей между входными и выходными параметрами системы.

Наиболее удобным методом исследования сложных техно­логических процессов, позволяющим реализовать его на элек­тронно-вычислительных машинах, отыскать оптимальные ре­жимы ведения и условия управления процессом, является ме­тод математического моделирования.

Математическая модель должна правильно отражать техно­логический процесс, его характерные особенности, но в то же время она не должна быть перегружена деталями, несущест­венными или не влияющими на решение поставленной задачи. Наличие в модели множества второстепенных факторов может усложнить анализ и затруднить решение задачи. В то же время следует иметь в виду, что от того, насколько правильно модель отражает характерные черты изучаемого процесса, зависят успех исследования и ценность полученных результатов.

Контрольные вопросы:

1. Задачи автоматизации с овременных нефте- и газодобывающие предприятии

2. Критерии оптимального автоматического управления

Литература: Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1983.

Исакович Р.Я., Попадько В.Е. Контроль и автоматизация добычи нефти и газа. М.: Недра, 1985

 

Тема 2. Основы теории автоматического управления.

Общие понятия о системах автоматического контроля и управления. Принцип действия системы автомати ческого регулирования.

Управление местное и дистанционное, ручное и автоматическое.

Функциональная схема системы автоматического регулирования. Классификация систем автоматического регулирования. Характеристики САР, задачи САР, устойчивость САР. Структурная схема САР.

Цель лекции: освоить теории автоматического управления.