Файл: Технологический процесс днс.docx

1. Технологический процесс ДНС

Дожимная насосная станция №6 (ДНС-6) Варьёганского месторождения открытого акционерного общества «Варьёганнефть» введена в эксплуатацию в 1996 году.

Генеральный проектировщик площадки ДНС-6 – институт

«Гипротюменнефтегаз».

В 2007 году по проектной документации разработанной ООО «СПАС» был произведен капитальный ремонт АСУ ТП ДНС-6.

ДНС-6 предназначена для:

• 
  приема сырой нефти Варьёганского месторождения;
  
• 
  подготовки нефти путем отделения попутного газа и пластовой воды;
  
• 
  перекачки подготовленной нефти в ЦППН ОАО «Варьёганнефть»;
  
• 
  очистки пластовой воды и подачи на КНС-6 для дальнейшей закачки в пласты;
  
• 
  очистки попутного нефтяного газа от капельной жидкости и подачи его на КС-3
  
• 
  «Варьёганская» для дальнейшей переработки;
  
• 
  оперативного учета нефти, газа и пластовой воды.
  

В состав ДНС-6 входят следующие основные технологические объекты:

• 
  узел приема нефти с месторождения;
  
• 
  сепараторы I ступени НГС, С-1, С-2;
  
• 
  сепаратор II ступени БЕ;
  
• 
  отстойники ОГ-1, ОГ-2, ОГ-3;
  
• 
  блок насосов по перекачке нефти;
  
• 
  блок насосов по перекачке пластовой воды;
  
• 
  резервуары очистных сооружений V-5000м3 РВС-1, РВС-2; и объекты вспомогательного назначения:
  
• 
  факельное хозяйство;
  
• 
  узлы учета воды, газа и нефти;
  

• 
  блок подачи деэмульгатора;
  
• 
  блок подачи метанола;
  
• 
  технологические трубопроводы;
  
• 
  объекты электрохозяйства;
  
• 
  воздушная компрессорная;
  
• 
  три емкости противопожарного запаса воды;
  
• 
  дренажные емкости, колодцы для уловленной нефти и промливневых стоков.
  

Полная мощность ДНС-6 составляет 30 000м3 жидкости в сутки.

ОАО «Варьёганнефть» не имеет декларации промышленной безопасности на ДНС-6. Согласно ст.14 п.2 Федерального закона о промышленной безопасности опасных производственных объектов от 21 июля 1997г. №116 к особо опасным объектам, подлежащим декларированию, относятся производства с предельным количеством опасных веществ, указанных в приложении 2 табл.2: горючие жидкости, используемые в технологическом процессе – 200т; воспламеняющиеся газы – 200т.

ДНС-6 Варьёганского месторождения к указанной категории производств не относится, так как количество опасных веществ на установке меньше предельного.

1. Описание технологического объекта ОГ-1 на ДНС-

......... Отстойник ОГ – это тип емкостного оборудования, предназначенный для глубокого очищения нефти путем отстаивания ее из нефтяной эмульсии. При этом нефтяная эмульсия попадает в отсек для очищенной нефти, а пластовая вода сбрасывается в систему подготовки промысловых сточных вод. Данный вид емкостного оборудования является идеальным для подготовки нефти для дальнейшей работы, а также ее финальной очистки.

Чаще всего отстойники ОГ используются на нефтяных промыслах. Горизонтальные отстойники нефти также успешно применяются на

нефтегазодобывающих предприятиях и предприятиях, занимающихся нефтепереработкой.

Сам аппарат представляет собой цельносварную цилиндрическую конструкцию с горизонтальным типом установки. Аппарат имеет два эллиптических днища, набор штуцеров для подвода дополнительного оборудования. По требованию клиента устанавливаются обслуживающие площадки, лестницы и пр. Устанавливается отстойник ОГ на седловые опоры.

Разделение нефтяной смеси на нефть и воду осуществляется за счет разницы их удельного веса. Эмульсия попадает в резервуар через входной штуцер в коллекторы, расположенные в нижней части отстойника. Эмульсия, стекающая тонкими струйками, поступает под слой пластовой воды. Капли жидкости, которые содержатся в нефтяной смеси, при контакте с водой становятся крупнее и оседают внизу аппарата. Нефть же за счет меньшего удельного веса поднимается наверх. Далее, обезвоженная нефть, собравшаяся в верхней части аппарат, выводится через выходной штуцер из аппарата.

Стоит также отметить, что аппарат работает под избыточным давлением, поэтому оснащен необходимыми комплектующими для защиты от его скачков. Сосуд оборудуют манометрами, запорной арматурой, а также предохранительными клапанами на пружинах, которые обеспечивают сброс лишнего давления при его повышении до предельного.

Технические характеристики каждого конкретного аппарата определяются индивидуально согласно требованиям заказчика, условиям эксплуатации, а также климату региона, в котором будет использоваться отстойник ОГ.

Устройство может быть использовано в температурных условиях от -60 до

+100 градусов с предельным давлением до 2,5 Мпа. Одним из немаловажных преимуществ аппарата является то, что горизонтальные отстойники нефти могут успешно эксплуатироваться в регионах с высокой сейсмичностью (до 8 баллов). Возможна эксплуатация данного оборудования в регионах и с более высокой сейсмической активностью, но такие случаи рассматриваются индивидуально и

требуют очень точных расчетов.

2. Автоматизация технологического процесса

Автоматическую систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) можно разделить на три основных уровня иерархии:

• 
  нижним уровнем является уровень датчиков и исполнительных механизмов, которые устанавливаются непосредственно на технологических объектах;
  
• 
  средним уровнем является уровень логического контроллера. Его функции: сбор информации, поступающей с нижнего уровня, ее обработка и хранение, выработка управляющих сигналов на основе анализа информации, передача информации о производственном участке на более высокий уровень;
  
• 
  верхний уровень – автоматическое рабочее место (АРМ) . Этот уровень включает в себя сбор данных поступающих со среднего уровня, их накопление, обработку и выдачу руководящих директив нижним уровнем.Основой программного обеспечения верхнего уровня являются пакеты SCADA.
  

1. Объемы автоматизации

Объемы автоматизации любого технологического объекта должны определяться функциональной схемой автоматизации, перечнем сигналов, получаемых с объекта, и функциями, использующими эти сигналы и данные для целей контроля и управления.

1. Отстойник

При автоматизации отстойника осуществляется автоматическое регулирование:

• 
  уровня раздела фаз "нефть-вода" клапаном на линии сброса воды;
  
• 
  уровня нефти клапаном на линии выхода нефти;
  
• 
  давления газа клапаном на линии выхода газа.
  

Автоматизация отстойника также предусматривает дистанционный контроль, сигнализацию и регистрацию указанных параметров. С помощью пробоотборника производится отбор проб на анализ содержания нефтепродуктов в воде в трубопроводе к очистным сооружениям.

Для контроля, измерения, регистрации, и вычисления различных параметров в технологических аппаратах установки отстойника, были применены следующие технические средства.

При выборе датчика для измерения уровня был выбран Сапфир – 22ДУ – Ех

, так как он работает в наиболее подходящем диапазоне температур окружающей среды и имеет более высокую точность измерения,характеристики которого приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Технические характеристики датчика уровня

Параметр	Сапфир – 22ДУ – Ех
Выходной сигнал, мА	4…20
Максимальное рабочее давление, МПа	6,3
Питание, В	36
Температура контролируемой жидкости, °C	-50…+200
Температуры окружающего воздуха, °C	от -55 до +80
Конструктивное исполнение	Взрывозащищенное (Ех)
Погрешность измерений, %	± 0,25; ± 0,5

---

2. Выбор датчика для измерения давления

ДлявыборадатчикаизбыточногодавлениявыбранМетран-150TG,характеристики которыхприведены втаблице2.2.Таблица2.2–Техническиехарактеристикидатчикаизмерениядавления

Параметр	Метран – 150TG
Диапазон измерений, кПа	min –101...206,84 max –101...68947
Выходной сигнал, мА	4…20
Погрешность измерений, %	±0,075

Напряжение питания, В	12 – 42, 22 – 42
Степень защиты оборудования (код IP)	IP66
Маркировка взрывозащиты	ExdIICT6
Межповерочный интервал	3
Температура измеряемой среды, °C	–55 °C...121

ДляизмерениятемпературывыбранМетран–280Emerson,характеристикиприведенывтаблице2.3.Таблица2.3–Техническиехарактеристикидатчиковизмерениятемпературы

Технические характеристики	Метран – 280 Emerson
Нижний предел измерения, oC	– 100
Верхний предел измерения, oC	+ 1200
Основная приведённая погрешность, %	±0,1
Выходной сигнал, мА	4-20, HART
Исполнение датчика	ExdIIСT5
Степень защиты оборудования (код IP)	IP65

---

УправлениезадвижкамииклапанамиAumaMatic SA(R)ExC 16.1– электрические приводы, предназначены дляперемещениярегулирующихоргановисполнительныхустройстввсистемахрегулированиятехнологическимипроцессамивсоответствиискоманднымисигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств. Принципдействиязаключаетсявуправлениипотокамирабочейсредыспомощьюрегулированияплощади поперечногосечения.

3. ПЛК в системе автоматизации ДНС – 6

ПЛК (программируемый логический контроллер) – конечный дискретныйавтомат,имеющийконечноеколичествовходовивыходов,подключенныхпосредством датчиков, ключей, ИМ к объекту управления, и предназначенныйдляработыврежимахреальноговремени.ВыборрежимаПЛКзависитоттребуемых выполняемых функций, длительности автономного использования иусловий окружающей среды.Основнымипараметрамидля выбораПЛКявляются:

• 
  технические характеристики;
  
• 
  эксплуатационные характеристики;
  
• 
  производительность;
  
• 
  надежность.
  

Ктехническимхарактеристикамотносятся:

• 
  Количество каналов;
  
• 
  быстродействие;
  
• 
  уровни напряжения вход/выход.
  

Кпараметрупроизводительностиотносятся:

• 
  время выполнения операции;
  
• 
  функциональность.
  

Надежностьподразумевает:

• 
  наработку часов на отказ;
  
• 
  среднее время восстановления.
  

1. Требования к ПЛК

Выбор контроллера осуществляется с учетом требований, которыепредъявляютсякнемуразрабатываемойсистемойавтоматизации,аименно:

• 
  надёжность;
  
• 
  количество входов/выходов;
  
• 
  объём памяти;
  
• 
  скорость обработки информации;
  
• 
  удобство программирования;
  
• 
  стойкость к внешним воздействиям;
  
• 
  стандартные протоколы обмена информацией;
  
• 
  стоимость;
  
• 
  времени реакции на исполнительные устройства, датчики.
  

---

2. Выбор контроллера

Для выбора необходимого ПЛК были рассмотрены три устройства, такиекак:ADAM5510,AtomXP–8341,WP-9221-CE7.Сравнительнаяхарактеристикаданных контроллеровприведена втаблице3.1.Таблица3.1–СравнительнаяхарактеристикаПЛК

Название ПЛК	ADAM 5510	Atom XP – 8341	WP-9221-CE7
Страна-производитель	Россия	Россия	Россия
Операционная система	ROM-DOS	Windows Embedded Standard 2009	Win CE 7.0
Центральный процессор	АМD188ES, 40МГц	Intel Atom Z520, 133МГц	Cortex-A8 1ГГц,
Среда программирования	Tracemode, CodeSys, C++	Trasemode, CodeSys	Tracemode, CodeSys
Время выполнения цикла ПЛК, min мкс	250	300	300
Диапазон температуры окружающей среды, оС	-25 +85	-25 +75	-25 +75
Влажность воздуха, %	5 95%, без конденсата	5 95%, без конденсата	10 95%, без конденсата
Количество сигналов	До 256 точек
Количество модулей	4 встроенных, 4 доп.	До 3	До 2
Количество каналов в модуле	AI: до 8 AO: до 8 DI: до 16 DO: до 16	AI: до 8 AO: до 4 DI: 16 DO: 16	AI: до 8 AO: до 4 DI: 6 DO: 12
Способ монтажа	На DIN-рейку	На DIN-рейку,	На DIN-рейку

---

На основании характеристик, приведённых в сравнительной таблицы 3.1,былвыбранконтроллерADAM5510,превосходящийдругиесравниваемыеконтроллерыпоосновнымкритериямвыбораПЛКиподходящийподвыполняемыезадачи.

• 
  входные аналоговые (AI) – 16;
  
• 
  входные дискретные (DI) – 10;
  
• 
  выходные дискретные (DO) – 10.
  

Расчёт энергопотребления контроллера и модулей входов/выходовприведен втаблицах 3.3.Таблица3.3-Расчётэнергопотреблениядлядискретногомодуляшасси

№ шасс и	№ слота	Каталожный номер		Потребляемый ток, А				Описание
				по шине 5В		по шине 24В
5510	0	80188-40		3.3		2.9		ЦП Adam-5510
	1	Adam 5017		1.25		1		Входные аналоговые модули
	2	Adam 5017Н		2.2		1.75		Входные аналоговые модули
	3	Adam 5050		1.5		0.5		Входные дискретные модули
	4	Adam 5052		0.27		0.21		Входные дискретные модули
	5	Adam 5050		1.5		0.5		Выходные дискретные модули
				по шине 5В		по шине 24В
5510	0	Adam 5052		0.27		0.21		Выходные дискретные модули
	7	-		-		-		Резервный слот
	Суммарное напряжение		10.29		7.07

---