Октябрьский филиал Всесоюзного научно-иссладовательского и проектно-конструкторского института комплексной автоматизаций нефтяной и газовой промышленности (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ

ДОБЫЧИ НЕФТИ

Изобретение относится к области автоматизации управления технологическими процессами на базе электронно-вычислительной техники и может использоваться при добыче, сборе, подготовке и сдаче нефти и попутного газа.

Известна система управления производственными процессами, которая выполняет функции обработки информации и определения отклонений в зависимости от возмущений (1). Эта система содержит приемный регистр, генератор импульсов, регистр 5 адреса, блок Памяти, главное информационное .табло, блок сопряжения, накопитель на перфоленте, пульт диспетчера, дешифратор команд, блок анализа последовательности символов, преобразователь кода, дешиФратор символов,теле Ип,мнемосхему рас- положения объектов, вспомогательное табло, блок тревожной сигнализации и блок считывания с перфоленты.

Такое схемное решение обеспечивает автоматическую регистрацию принятой информации, управление с пульта диспетчера и контрольную проверку работы устройства.

Эта система не обеспечивает оптимизацию технологических режимов.

Известна также система автоматического регулирования параметров производственного процесса, которая обеспечивает сбор и обработку информации от датчиков, причем програьФеа обработки информации задается в зависимости от разности между фактическим и желаемым значением леременных величин параметров производственной линии, для чего задается требуемая последовательность и скорость опроса цепей обратной связи, сигнал регулирования в которых вырабатывается по величине сигнала ошибки (2). Система имеет огразличения по охвату обработкой информации рассредоточенных контролируемых пунктов и по выполняемым Функциям.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система оперативного управления процессами добычи нефти, содержащая последоватеЛьно соединенные измерительное устройство, пульт управления, блок передачи данных, блок ввода-вывода, вычислительное устройство, первый блок регистрации

705453 и блок сравнения, выход которого подключен к первому входу вычислительного устройства, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, третий входвЂ” к выходу блока задания программы, второй выход вЂ” к входу второго блока регистрации, третий выход вЂ” к входу третьего блока регистрации, а четвертый выход вЂ” к первому входу блока индикации, второй выход блока управления подсоединен к второму входу первого блока регистрации, а третий выход вЂ” к входу блока задания програмпа, первый вход преобразователя кодов подключен к первому выходу второго блока регистрации, в второй вход вЂ” к выходу третьего блока регистрации, выход блока индикации подключен к первому входу блока .ввода вЂ” вывода (3) °

Известные технические решения не позволяют совместно с обработкой текущей информации о производитель,ности скважин осуществлять оперативное управление объектами с учетом реальных возмущений и ресурсов с выбором соответствующих режимов на последующий календарный временной отрезок контроля.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности и быстродействия системы.

Поставленная цель достигается тем, что в систему введены задатчик производительности скважины, формирователь пороговых сигналов, классиФикатор воздействий, формирователь команд управления, оптимизатор команд и блок прогноза, первый вход которого подключен к четвертому выхо- ду блока управления, второй вход вЂ” к пеРвому выходу первого блока регис- 4О трации, а выход вЂ” к первому входу задатчика производительности скважины, второй вход которого подключен к пятому выходу блока управления, третий вход и первый выход вЂ” соответственно к первому выходу и второму входу блока ввода вЂ” вывода, а второй выход вЂ” к второму входу блока сравнения, первый вход формироватеЛЯпороговых сигналов подключен к второму выходу второго блока регистрации, второй вход вЂ” к пятому выходу вычислительного устройства, а выходвЂ” к первому входу классификатора воздействий, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя .кодов, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя кодов, третий вход вЂ” к шестому выходу блока управления, четвертый входвЂ” к шестому выходу вычислительного 60 устройства, а выход вЂ” к первому входу Формирователя команд управления, второй вход которого подключен к седьмому выходу блока управления, а выход вЂ . к первому входу оптимиэатора команд, второй вход и первый выход которого подключены соответ ственно к седьмому выходу и четвертому. входу вйчислительного устройства, а выход вЂ” к второму входу блока индикации.

Такая схемная реализация обеспечивает задание режима сбора и обработки информации с технологических объектов, выявление нережимных объектов и оценку на фактическом материале воэможности выполнения установленных заданий по производительности. При необходимости -формируются измененные режимы и мероприятия по поддержанию. режимов, что затем реализуется при оперативном управлении технологическими объектами.

На чертеже приведена блок-схема системы.

Система подключается к нефтяному месторождению 1, включающему эксплуатационные скважины 2 с различными способами эксплуатации, которые подключаются к автоматизированным групповым измерительным установкам 3, объекты 4 сброса (дожимные насосные станции), установку 5 первичной подготовки нефти, установку 6 товарной сдачи, объекты 7 поддержания пластового давления и установку 8 подготовки газа, которые оснащены своими. .измерительными блоками, входящими в ,измерительное устройство 9 и пульты 10 управления на районной инженер но-технологической службе. Аппаратура пульта 10 управления содержит блок 11 передачи данных, дешиФратор

12 аварийной сигнализации, узел 13 управления, блок 14 задания режима измерения и опроса, вычислительный блок 15, терминал 16 и элемент 17 регистрации.

Пульты 10 подключаются каналами связи к аппаратуре центрального диспетчерского пункта (служба обработки информации). Аппаратура центрального диспетчерского пункта содержит блок 18 передачи данных, блок 19 ввода вЂ” вывода, вычислительное устройство 20, блок 21 задания программы, блок 22 управления, первый блок

23 регистрации, блок 24 сравнения, эадатчик 25 производительности-скважины, второй блок 26 регистрации, третий блок 27 регистрации, преобразователь 28 кодов, формирователь 29 пороговых. сигналов, классификатор 30

I воздействий, формирователь 31 команд управления, оптимизатор 32 команд, блок 33 индикации и блок 34 прогноза

Система работает следующим образом.

Для каждой эксплуатационной скважины 2 устанавливается определенная производительность (дебит) по жидкости. Эта величина выбирается, исходя иэ возможностей пласта на осно705453 ве проекта разработки. На каждый текущий отрезок времени (например, месяц) величина дебита зависит от общего производственкого эаданйя на данный период, По определенной программе производится измерение произ- э водительности скважин 2 на автоматизированных групповых измерительных установках 3. Измерительная информация регистрируется устройствами 9 и затем передается на аппаратуру 10 пульта 10.

Телемеханические сигналы принимаются блоком 11. Аварийные сигналы с блока 11 поступают на дешифратор

12. Расшифровывается адрес направления, установки 3 и месторождения

1 (скважины), где произошла аварийная ситуация. Этим обеспечивается юповещение диспетчера о состоянии объекта.При йеобходимости диспетчер воздействует на узел 13,запуская скважину -в работу или останавливая ее до прибытия рймойтной бригады для устранения аварии. Аналогично обрабатываются аварийные сигналы с объектов и, установок 5-8 через устройство 9. Дешифратор 12 расшифровывает адрес аварийного объекта.

На каждом из объектов технологического цикла реализуется процесс телеиэмерения по учету потоков и ресурсов. Режим измерения и опроса устройству 9 задается блоком 14.

Обеспечивается самонастраивающаяся или фиксированная .программа измерения характеристик объектов. Опрос 35 устройства 9 осуществляется спорадически или циклически н зависимости от программы измерения, Телеиэмерительная информация через блок ll поступает -в блок 15, алгоритм работы 4р которого задет узел 13. Производится определение среднесуточной производительности скважин и учет суммарных расходов потоков по остальным объектам. Обработанная информация по коман- 5 де узла 13 выводится на печатЬ элЕментом 17 или передается в центральный диспетчерский пункт.

На пульте 10 могут формироваться дополнительные справочные сведения при помощи терминала 16Ä который связан с центральным диспетчерским пунктом.

Рассмотрим процесс оперативного уцравлрния скважинами 2 и объектами

4 сбора, ; которые обеспечивают добычу небти, попутного газа и воды.

Одними из основных функций системы являются поддержание этих рассредо-. точенных объектов в рабочем состоянии и обеспечение обслуживающего

6 персонала информацией. Функции оперативного управления заключаются в контроле за работой объектов, s выявлении объектов с отклоняющейся от режима производительностью, вы- 65 работке соответствующих мероприятий по устранению этих отклонений и назначения режимов работы на последующий временной отрезок.

Информация об Измерениях производительности объектов и их рабочем состоянии поступает в центральный диспетчерскйй пункт, Здесь она приI взимается блоком 18 и черкез блок 19 ° поступает в устройство 20. Обработка измерительной информации осуществляется по определенной программе, задаваемой блоком 21 по команде блока 22. Обработанная и отсортиронанная информация по каждой скважине заносится в блок 23. В процессе обработки, когда отсутствует поступление данных измерения или другой информации, или..поеле окончйния обработки сведений выбранной скнажины по команде блока 22 производится сравнение показателей производительности реальной и режимной. Сравнение реализуется блоком 24, куда поступа ют данные о производительности скважин по команде блока 22 с блока 23 и задатчика 25. В том случае, если отклонение от режима отсутствует или незначительно, сигнал рассогласования не формируется: система не выделяет такую скважину для выработки управляющего воздействия. Лри уменьшении величины производительности формируется сигнал рассогласования блоком 24. Этот сигнал сонместно с адресной информацией поступает в устройство 20, где производится обработка сведений о скважине с отклоненным режимом, затем в блок 27. Согласно выбранному регламенту работы скважина может рассматриваться на выявление возможности проведения на ней упранляющего воз,действия сразу же или после накопле- . ния определенного количестнаобъектон;.

Первоначально осуществляется операция кодирюнания параметрон нережимного объекта, которая реализуется rIpeобразователем 28. Кодируются значения параметров, характеризующих режим работы объекта (например, для скна" жин пластовое и забойное давление, коэффициЕнт продуктивности и обводкенность продукции). Кроме этого кодируется перечень параметров скважин (до двадцати), определяющий выбор соответствующего управляющего воздействия. Устройство 20 формирует рекомендуемый перечень управляюих воздействий. Формирователь 29 формирует уровни сигналов тех управляющих воздействий„ которые могут проводиться на данный оперативный временной отрезок управления, Сигналы уставок поступают ка классификатор

30 воздействия, который формирует сигнал выбора управляющего ноэдействия. Сигнал затем поступает на

705453 формирователь 31, который. функционирует по принципу тестов, эадаваемых блоком 22. В.зависимости от величины общей установки сигнала выбирается код соответствующего воздействия, который заносится в оптимизатор 32. Производится формирование рекомендуемой последовательности реализации управляющих воздействий в зависимости от количества и параметров скважин..с учетом ограничений по ресурсам, задаваемых блоком 2.2 через устройство 20. Полученная последовательность управляющих воздействий выводится блоком

33 и может быть передана на соответствующий пульт 10, по которому производилась обработка, и на базу производственного обслуживания для реализации управляющего воздействия.

Если управляющее воздействие обеспечивает отключение, переключение или. ограничение производительности, то эти сигналы передаются непосредственно на объекты. Таким образом выяв1ляются объекты с изменившимся режимом и формируются; требуемые управляющие воздействия. Эти данные хранятся в оптимизаторе 32 до сброса,, а хранение ведется с накоплением, В процессе функционирования объектов производится регистрация их про-, изводительности. Затем данные фактических измерений заносятся в блок 34, который запускается в работу йо команде блбка 22. Блок 34 экстраполирует значения.производительности каждой скважины на последующий отрезок времени, и формирует соответствующий уровень сигнала. Затем эти сигналы поступают в задатчик 25. Формируется значение производительности . объекта на последующий отрезок вре мени оперативного управления с перечнем требуемых управляющих воздействий для достижения поставленной цели. Сформированный режим передается на объекты и хранится в задатчике 25 для контроля реальной производительности объектов. Кроме этого формируется общий свод по режимам.

Результаты по режимам с мероприятиями передаются в кустовой информационно-вычислительный центр для пла-. нирования работы предприятия в целом, С других технологических объектов поступает измерительная информация о расходах по потокам, что позволя,ет оператинно подводить итоги о работе всех объектов в целом и следить за выполнением lIJIBHoBbm производственных заданий.

Использование системы позволяет оперативно следить эа работой ðàñ "редоточенных и сосредоточенных объе

"ro®, своевременно выявлять нережимные объекты и вырабатывать управ.ляющие ноздействия по устранению этих отклонений. Также обеспечивается в реальном масштабе времени планирование режимов работы объектов и соответствующих мероприятий для их достижения с учетом текущего сос5 тояния эксплуатации, что позволяет своевременно учесть различные возмущения.

Формула изобретения

Система оперативного.упранления процессами добычи нефти, содержащая последовательно соединенные измерительное устройство, пульт управления, блок передачи данных, блок ввода;.вывода, вычислительное устройство, первый блок регистрации и блок сравнения, выход которого подключен к первому входу вычислительного устройства, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, третий вход.. вЂ” к ныходу блока задания программы, второй выход вЂ” к входу втоРого блока регистрации, третий выход вЂ” к входу третьего блока регисграции, а чет-. вертый выход вЂ” к первому входу блока индикации, второй выход блока управления подсоединен к второму входу

ЗО первого блока регистрации, а третий выход.. вЂ” к входу блока задания программы, первый вход преобразователя кодов подключен к первому выходу второго блока регистрации, а второй

35 вход вЂ” к выходу третьего блока регистрации, выход блока индикации подключен к первому входу блока вводавывода, отличающаяся, тем, что, с целью повышения. надежнос4g ти и быстродействия системы, в нее введены эадатчик производительности скважины, формирОватель пороговых сигналов, классификатор воздействий, формирователь команд управления, 45 оптимизатор команд и блок прогноза, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, второй вход вЂ” к первому выходу первого блока регистрации, а выходвЂ”

5О к первому входу задатчика производительности скважины, второй вход которого подключен к пятому выходу блока управления, третий вход и первый выход вЂ” соответственно к первому выходу.и второму входу блока ввода-вывода, а второй выход вЂ” к второму входу блока сравнения, первый вход формирователя пороговых сигналов подключен к второму выходу второго блока

® регистрации, второй вход вЂ” к пятому выходу вычислительного устройства, а выход вЂ” к первому входу классификатора воздействий, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя кодов, третий вход вЂ” к шес705453

10 ду блока индикации.

1„

ЦНИИПИ Заказ 8032/52

Тираж 780

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.- Проектная, 4 ому выходу блока управления четвер

ый вход вЂ” к иестому выходу вычисли-: ельного устройства, а выход вЂ” к первому входу формирователя команд правления, второй вход которого юдключен к седьмому выходу блока правления, а выход. вЂ” к первому входу оптимизатора команд, второй вход я первый выход которого подключены

"оответственно к седьмому выходу и четвертому. входу вычислительного устройства, а выход вЂ” к второму вхо-

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И" 493783, кл. G 06 F 15/46, 1972.

2. Акцептованная заявка Великобритании Р 1471732, кл. G 05

В 15/02 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 410393, кл. G 06 F 15/00, 1971 .(прототип).