油田污水加药控制系统自控技术
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抽油机井口自动加药远程控制装置能有效地解决油井压力过高加药困难,以及人工加入化学药剂的不稳定性。
既可以在不停井的情况下,定时定量自动向油井内加入药剂,确保药液不会被井底压力顶出,还可以远程控制加药设备的启停,提高了生产时率,且避免了油井蜡卡等生产事故发生。
此装置结构简单,安装便捷,自动定时定量,智能控制,也可远程接收现场信息,随时掌握生产动态,还可远程发送控制指令启停加药系统,彻底避免了抽油井蜡卡等事故的发生,大大降低了员工劳动强度,使这项操作智能化、自动化,提高了工作效率。
一、现场存在的实际问题油井产出液中含有粘度较高的沥青胶质等杂质,增加了原油的流动阻力,不利于原油从井底采出。
需要人工频繁地向油井内定时定量加注降粘剂等化学药剂来稀释原油,降低粘度降低流动阻力,便于原油顺利从井口采出。
而且由于地层下的原油大多含有大量的细菌,油井开采时易腐蚀设备管线,还容易造成油井蜡卡等现象,严重影响了油井的正常生产。
为了防止细菌腐蚀管线设备且便于开采,需要从抽油机井口处加注化学药剂。
通常情况是员工将井口压力表接头拆下,通过漏斗向接口处定时定量一点点倒入,但由于生产的油井内压力过高,经常会造成药液刚刚加入就被井底压力顶出,造成喷溅,既浪费药液又造成环境污染,且费时费力,药剂还得不到有效地利用,员工只能停井后对井口进行加注药剂,这样严重的影响了油井的生产时率。
为了解决以上问题我们研制了抽油机井口自动加药远程控制装置。
二、抽油机井口自动加药远程控制装置的研制抽油机井口自动加药远程控制装置主要由定时自动加药控制系统和远程自动控制系统两大部分组成;包括采油树、加药口、电动阀1、储药罐、电动阀2、模块控制柜、电源线、压力表、测试接头、电动阀3、加药罐、电动阀4、远程模块、时间继电器等组成。
正常生产时保持储药罐内的药剂量不低于最低有效液位,当需要向井口加药时,通过时间继电器设定定时控制系统,根据实际生产需要每间隔一定时间启动定时控制系统,将电动阀4关闭,打开电动阀3,同时打开电动阀1、2,此时由于大气压强的作用,储药罐内药剂通过电动阀2流向电动阀3,进入加药罐内,当加药罐内液位达到设定液位时,电动阀4自动打开,将药剂通过套管注入井口;当时间继电器出现故障时,自动启动远程控制系统,故障信号通过手机向模块控制柜内的远程模块发出信号指令,远程控制系统启动各电动阀;手机也可向控制模块发送启闭信号,远程自动控制启停加药系统,将加药罐内的药剂注入井口,最后通过抽油杆的上下运动将药剂送入井底;控制模块可将电动阀启闭情况远传至指定手机。
污水处理厂自动控制系统及方案朋友!今天咱就来唠唠污水处理厂自动控制系统这个事儿哈。
这玩意儿可重要啦,就像是污水处理厂的“大脑”,能让整个处理过程变得又高效又省心。
下面咱就一起来看看这个系统和方案都有些啥。
一、系统概述。
污水处理厂自动控制系统啊,简单来说就是通过各种先进的技术和设备,对污水处理的各个环节进行实时监测和控制。
就好比你开车的时候有个智能导航,它能时刻告诉你路况,还能帮你规划最佳路线,这系统就类似这样,能让污水处理厂的运行更加顺畅。
它可以监测污水的流量、水质、水位这些关键参数,然后根据这些数据自动调整处理设备的运行状态。
比如说,如果污水流量突然变大了,系统就会自动增加处理设备的运行功率,保证污水能及时处理干净,就像人根据饭量调整吃饭速度一样,多了就吃得快点儿。
二、系统组成。
1. 数据采集部分。
这部分就像是污水处理厂的“眼睛”和“耳朵”。
它通过各种传感器,收集污水的各种信息。
比如说,有专门测水质的传感器,能知道污水里各种有害物质的含量;还有测水位的传感器,能随时掌握污水的水位情况。
这些传感器就像勤劳的小蜜蜂,不停地采集信息,然后把数据传给系统的“大脑”。
2. 控制中心。
这可是整个系统的核心啦,就像人的大脑一样。
它接收传感器传来的数据,然后根据预设的程序和算法进行分析和处理。
如果发现某个环节出现问题,它就会马上发出指令,调整设备的运行状态。
比如说,如果水质超标了,它就会让处理设备加大处理力度,直到水质达标为止。
3. 执行机构。
这部分就像是污水处理厂的“手脚”。
它根据控制中心的指令,具体去操作各种处理设备。
比如说,控制水泵的开关、调节阀门的大小等等。
它们就像听话的小助手,让系统的决策能够得到准确的执行。
三、方案设计。
1. 可靠性设计。
咱这污水处理厂可是要天天运行的,可不能出啥岔子。
所以啊,系统的可靠性那是必须要保证的。
我们要选用质量好、性能稳定的设备和软件,还要做好备份和冗余设计。
就好比你出门带伞,怕突然下雨,这备份和冗余设计就是给系统准备的“雨伞”,万一哪个部分出问题了,马上有备用的顶上,不影响正常运行。
油田污水处理站自控系统的优化设计杨现立【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2011(26)12【摘要】Along with the development of networking and multi-media technology,the traditional industry control mode also need to introduce these technologies to meet both new requirements of the control and management from the nowadays' society. This article mainly introduces the upgrade of oil field sewage disposal station automatic control system in Xin Jiang Xin Gang company. We use all-in-one control idea and the controller which integrated the PLC control,the network communication,video monitoring and datalog in the upgrade which enhanced the function of the system. This system has been put into run steadily and reliably for two years. It offers valuable reference for the using and popularization.%随着网络技术和多媒体技术的不断发展,传统的工业控制模式也需要不断引入新技术来满足当今社会对控制和管理的新要求.文中着重介绍了对新疆新港公司油田污水处理站监控系统的优化升级.其中采用了一体化控制理念,选用了将PLC控制、网络通讯、视频监控、数据存贮集成于一体的控制器,使控制系统的功能得到了增强.该系统已投入运行两年多,稳定可靠,具有良好的应用和推广价值.【总页数】4页(P44-47)【作者】杨现立【作者单位】中国石油新疆新港作业分公司,克拉玛依834000【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.南堡油田1号构造污水处理站过滤系统改造及其效果 [J], 王法永;李泽;刘正纲;吴鹏;韩冬2.PLC在小型污水处理站自控系统中的应用 [J], 裴有海;庄文俏3.污水处理站的优化控制自控系统实现了污水处理系统安全运行的实时监控 [J], 沈晓林;陈刚;杨家新;苏晓轩4.对油田污水处理站自控系统的优化设计探讨 [J], 张春辉5."5500T"玻纤污水处理站脱泥系统改造优化设计 [J], 徐锐;徐邦棋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
海上平台油水处理系统的自动控制海上平台油水处理系统的自动控制技术在海洋油田的生产运营中起着至关重要的作用。
海上平台的主要任务之一就是处理从油井中生产出的含油水以及其他产生的污水,将其分离并使其达到环保标准后排放或再利用。
而这个处理过程需要依靠自动控制系统来实现。
海上平台油水处理系统的自动控制技术主要包括液位控制、流量控制和质量控制三个方面。
首先是液位控制。
该控制任务主要是控制油罐和水罐的液位,确保在一定范围内稳定。
油罐液位过高会导致油溢出,造成环境污染和安全隐患;水罐液位过高则会降低油水分离效果,增加处理成本。
因此需要采用液位传感器对油罐和水罐的液位进行实时监测,并通过控制阀门来调节进出口流量,保持液位在安全范围内。
其次是流量控制。
海上平台油水处理系统中有许多管道需要控制流量,例如油水分离器进出口的流量、污水处理系统中的来水和去水流量等。
通过控制阀门、泵等设备,可以实现对流量的调节和控制。
在自动控制系统中,可以根据设定的目标值和实际的测量值进行流量控制,保证各个部分之间的平衡和协调,提高系统运行的效率和稳定性。
最后是质量控制。
海上平台油水处理系统需要将含油水处理成达到排放标准的清水,这就要求对水质进行监测和控制。
质量控制的主要手段是根据水质监测结果,调节投加剂的用量和处理设备的操作参数,以达到预期的水质要求。
自动控制系统可以通过与水质监测仪器的连接,实时接收水质数据,并对处理设备进行反馈控制,从而自动调整处理过程的工艺参数,确保处理后的水质符合标准要求。
海上平台油水处理系统的自动控制技术在确保生产安全和保护环境方面起着重要的作用。
通过液位、流量和质量的控制,可以实现油水处理过程的自动化、精确化和高效化,提高系统的运行效率和产品质量。
将来,随着油气开采的深化和技术的进步,自动控制技术还将继续发展,为海上油田的生产提供更加智能和可靠的支持。
海上平台油水处理系统的自动控制海上平台油水处理系统是保障海上油田开采安全的重要设备之一,其用于分离处理采油过程中产生的含水和含油物质,保护海洋环境免受污染。
自动控制是现代化海上平台油水处理系统不可或缺的核心技术,本文将重点介绍海上平台油水处理系统的自动控制。
一、自动控制的基本概念自动控制是指在一定规律下对被控制对象进行控制,保证被控制对象符合要求的控制过程。
自动控制系统由控制器、被控制对象和传感器组成,控制器发出指令并通过传感器实时感知被控制对象状态,按照预设计划使得被控制对象的状态符合要求。
自动控制可以大幅提高生产效率、安全性和产品质量,减少人工的干预与误差。
海上平台油水处理系统是由油水分离器、沉积罐、油收集器和水泵等组成的系统。
它的主要功能是将来自海底的含油水分离,再通过管道输送岸上处理。
在实际操作中,为了更好地实现自动控制,需要以下几个步骤:1.数据采集:通过传感器采集呈现在系统中水位、油气液位、压力、流量、温度等实时数据。
2.控制指令发送:根据数据采集的结果,控制器发出相应控制指令,调整系统的工作状态,使其符合预期要求。
3.执行控制命令:根据控制指令,系统执行相应的控制命令,如开启或关闭电机和阀门等。
其目的是让沉积罐通过呼吸管自动排放,使沉积罐内的废物得以清除,从而保证系统正常运行。
4.数据传输与处理:将采集的实时数据传输到上层监控系统中,并经过处理,生成历史数据记录,便于回顾和分析系统历史状态。
5.故障处理:自动控制系统采用现代化技术并结合实时数据采集,若系统出现故障,控制器能够通过识别故障,发出警报并及时指示维修策略,确保设备可靠运行。
1.高效生产:自动控制使整个系统能够更快地进行调整并达到最优的工作状态,从而可以大幅减少加工时间并提高生产率。
2.自动调节:通过实时感知被控制对象的状态和环境的变化,自动控制器能够根据已设计好的规则进行自动调节,让被控制对象的状态满足工艺要求。
3.预防故障:自动控制器能够及时识别故障并发出警告,这有利于维修人员迅速采取相应措施,以避免因系统故障而导致生产的中断和停顿。
油田控制系统的自动化控制油田是重要的能源资源开发基地,其开发利用对于国家经济发展至关重要。
为了提高油田的开采效率和安全性,油田控制系统在近年来得到了广泛应用。
自动化控制技术在油田控制系统中的应用,实现了油田的远程监测和操作,大大提高了油田的生产效率和能源利用。
一、油田控制系统的概述油田控制系统是指对于油田开采过程中产量、工艺参数、生产设备运行状态等进行监控和控制的系统。
油田控制系统的主要组成部分包括传感器、执行器、控制器、通信网络等。
传感器用于采集油井内的相关参数,如温度、压力、液位等,执行器则根据控制信号调整工艺参数或控制设备运行状态。
控制器通过接收传感器的信号和执行器的反馈,对控制信号进行处理和输出。
通信网络则实现了油田的远程监控和操作,可以通过互联网对油田进行实时监控和远程操作。
二、油田控制系统的自动化控制技术自动化控制技术是实现油田控制系统自动化的关键。
自动化控制技术包括传感器技术、控制算法、通信技术等多个方面。
传感器技术是获取油井内部参数的基础,通过合理选择和配置传感器,可以实现对油井内部情况的全面监测。
控制算法则是根据传感器采集到的数据进行分析和处理,生成控制信号,进而实现对工艺参数和设备运行状态的控制。
通信技术则实现了油田的远程监控和操作,使得工作人员可以在远离油田的情况下对其进行实时监控和调控。
三、油田控制系统自动化控制技术的优势油田控制系统的自动化控制技术具有多个优势。
首先,自动化控制技术可以提高油田的生产效率。
通过自动化控制技术,可以实时监测油井内部参数,并根据实际情况进行调控,避免了人为因素导致的误操作和延误。
其次,自动化控制技术可以提高工作人员的安全性。
传统的油田开采方式中,工作人员需要接近井口进行操作,存在一定的危险性。
而通过自动化控制技术,工作人员可以在远离油井的情况下进行操作,大大减少了安全隐患。
此外,自动化控制技术还可以降低油田的能源消耗。
通过对油田开采过程的实时监测和调控,可以实现最优化的生产方案,避免了不必要的能源浪费,提高了能源利用效率。
第43卷第8期 当 代 化 工 Vol.43,No.8 2014年8月Contemporary Chemical Industry August,2014收稿日期: 2013-12-30 作者简介: 邹德鹂(1988-),男,新疆乌鲁木齐人,助理工程师,2011年毕业于辽宁石油化工大学自动化专业,研究方向:油田自动化。
E-mail:544011218@。
油田污水加药控制系统自控技术邹德鹂,艾 尼(中国石油集团工程设计有限责任公司新疆设计院, 新疆 克拉玛依 834000)摘 要:随着油田开采量不断增加,油田污水大量外排,会对周围环境造成严重的污染。
为了保护环境,减少环境污染,需要对油田污水进行加药净化处理,使外排的污水水质达到标准后排放。
一般将外排污水的pH 值控制在7.0±0.5左右。
同时,也可以将经过净化的污水回注到地下油层,帮助采油,起到循环利用的作用。
关 键 词:油田污水加药控制;pH 值控制;流量调节中图分类号:TE 357 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2014)08-1646-03Automatic Control Technology of Oilfield Sewage Dosing SystemZUO De-li , AI Ni(Xinjiang Petroleum Investigation Design and Research Institute, Xinjiang Kelamayi 834000, China)Abstract: With the increasing of oilfield exploitation, a lot of oilfield sewage has been discharged, which will cause serious pollution to the surrounding environment. In order to protect environment and reduce environmental pollution, oil field sewage need be treated by dosing to meet the discharge standard. The discharged waste water pH is usually controlled at 7 ± 0.5.At the same time, the wastewater can also be purified to reinject into underground reservoirs. Key words: Oilfield sewage dosing control; PH value control; Flow regulation随着工业控制计算机技术越来越成熟,工业计算机控制较常规的单回路调节仪表控制的优点越来越明显,污水处理控制系统多采用计算机控制系统。
由于不同油田区块污水的水质不同,污水的组份也不尽相同。
因此,不同的油田污水处理工艺参数变化大,影响的因素多,控制难度也变得非常高。
国内油田污水处理采用加石灰工艺处理方法,但大部分还没实现自动化,特别是加药部分,人工控制很难保证最佳加药比例,可能造成不必要的药剂投入量,导致处理后的水质不稳定。
加药自动化的实现,可准确控制加药量,稳定净化水质,有效减缓系统腐蚀和结垢,延长冼井周期,注入水性能得到彻底改善。
同时,自动化的实现,可为油田节省大量的人力,节约药剂用量,降低投资,具有显著的经济效益和社会效益。
1 常用的几种控制系统1.1 根据流量控制这种控制系统被称为比值(K)控制系统,即从变量根据主变量的变化而变化,使从变量与主变量保持一定比例的控制方式。
亦即使加药量与污水的流量保持一定的比例。
加药量与污水流量之间的比例因子,是通过大量的现场试验和丰富的经验来确定并由手工设定。
这种控制的缺点是无法克服因来水的水质发生变化所引起的误差,当来水的水质发生变化时,必须重新进行试验,确定各种药剂的比例,从而确定K 值,这样就会造成大量的人力、物力浪费,增大投资。
同时,它的控制精度也不尽如人意。
根据流量控制加药量的控制如图1所示。
图1 加药控制原理图Fig.1 Dosing control principle diagram1.2 根据pH 值控制这是一个典型的闭环PID 调节回路,被控对象为加药后污水的pH 值,通过pH 值检测仪表检测经过净化处理后的污水pH 值,并作为反馈信号送到控制系统中,与预先设定的pH 值进行比较,如果两者之间产生差值,则由控制系统根据PID 控制算法调节输出量,通过变频器控制加药泵的频率,从而控制加入的药剂量,使处理后污水的pH 值达到设定值。
这种调节方式中,由于使用了闭环调节回第43卷第8期 邹德鹂,等:油田污水加药控制系统自控技术 1647路,所以系统的抗干扰性好,控制精度较高。
但是,由于处理流程的特点,药剂加入后要在水处理装置中充分反应后,才到达pH 值测量点,从药剂的加入到pH 值的测量之间有较大的纯滞后环节,导致药剂的混合比例不能及时的改变,对处理后水的pH 值有很大影响;同时,对药剂也会有很大的浪费,造成不必要的经济损失,所以在来水流量和水质波动较大较快的情况下,PID 控制回路无法正确控制,从而造成水质的波动和加药控制的不协调。
控制系统图如图2所示。
图2 加药控制原理图Fig.2 Dosing control principle diagram图3 加药控制原理图Fig.3 Dosing control principle diagram1.3 根据流量和pH 值两个参数控制为了克服上述两种控制方式的缺点,我们对这两种控制方案进行优化,即采用变比值控制的方法,使流量与加药量随着反应后的pH 值的变化而变化。
此控制方案中设有流量计检测来水流量,并设有pH 值检测仪检测污水处理装置出口的pH 值。
药剂的加入量与污水流量采用配比算法控制,根据来水流量计算出需要加入的药剂量,使加药量与来水流量成比例,从而克服了因为来水流量的变化造成加药量的偏差。
但是如果采用固定的比例因子K 来计算加药量,则不能克服由于来水水质的变化引起的加药量的变化。
所以需要采用变比例因子K ,在水处理装置出口设置pH 值检测点,检测反应后的pH 值,并经过PID 算法运算后调节比例因子K ,从而调节加药量,使处理后污水pH 值达到要求。
控制系统图如图3所示。
由于不同油田或不同区块的油田污水水质不同,污水的成分会有很大的差别,在污水处理的过程中需要加入的药剂的种类有所不同,可能需要2~3种药剂,可能需要5~6种药剂。
因此,在控制系统设计前期,需要对油田污水的水质进行分析。
通过试验的方法,确定加入的药剂种类和比例因子K 的最佳值,这样就可以避免药剂的浪费,节约运行费用。
这种控制方案在新疆油田公司风城油田1号特稠油联合站和石南21污水处理站等工程上已经得到应用,并且现在运行正常。
2 控制系统设计通过以上几种控制系统的比较可以看出,根据流量和pH 值来调节加药量可以大大地提高加药的控制精度,减少药剂的浪费;同时采用变频器改变加药剂泵工作频率,可以准确地控制药剂的加药量,从而提高加药的精度,减少运行成本。
在控制过程中,以油田污水的来液量和比例因子K 控制加入的药剂量;批H 值的变化量控制各种药剂的混合比例,通过对这两种变量的控制,使加入的药剂量的比例更佳合理,保证处理后的水质达标。
如果采用变比值控制,需通过搅拌加快反应,降低纯滞后环节,这样就使得液面产生很大的波动。
为了减少这种波动,采用分段控制,即先使加药量与污水流量成一定的比值变化,当液面到达指定的位置时进行搅拌10 min,使其充分反应,再检测反应后的pH 值,若反应后还未达标,则进行PID 调节,调整比例因子K 的值,若达标则直接排放。
2.1 工艺流程油田污水流量的变化和水质的不确定性是造成加药控制难度增大的主要因素,具体地提出以下的控制方式来克服。
检测油田污水总来液量,以污水流量的变化,调节A 药剂的加入量,检测进反应罐前污水流量,调节B、C 药剂的加入量,再检测反应后水的pH 值,根据pH 值的变化,调节各种药剂的混合比例。
在此控制过程中,当污水流量发生变化,水质不变时,则不改变药剂A、B、C 的混合比例,而改变加药泵的工作频率,控制A、B、C 药剂的加入量;当污水流量不变,污水水质发生变化时,则将检测到的pH 值和设定值进行比较,根据pH 值的变化量,改变B、C 药剂的加药泵工作频率,调节药剂B、C 的混合比例,其他药剂的加药泵工作频率不变,从而控制药剂A、B、C 的加药量;当污水流量和水质都发生变化时,先以pH 值的变化,调节药剂B、C 的混合比例,再根据污水流量的变化,按照相同的比例,改变3种药剂加药泵的工作频率,控制药剂A、B、C 的加药量,1648 当 代 化 工 2014年8月达到能够准确地控制药剂的加药量,使处理后的污水水质达标。
其中,加药泵工作频率变化是通过变频器变频控制实现的。
控制系统图如图4所示。
图4 控制系统原理图Fig.4 The principle diagram of the control system这种控制方式,满足了工艺流程的要求,达到了净化污水的目的,实现了外排的污水pH 值达标;同时,还节省了前期大量的试验工作和人力资源,又减少了药剂的浪费,降低了投资。
2.2 加药控制系统软硬件配置及功能要求 2.2.1 加药控制系统硬件配置加药控制系统内控制器的CPU 为32位处理器。
具备常规连续过程控制、批量控制及计算功能,PID 参数自整定功能。
I/O 模块为隔离模块,并且能识别开路、短路,并自动报警。
控制器配备标准串行、并行通讯接口及以太网接口(如RS232、RS485等)。
上位机操作站(配置不低于):CPU 双核3.0 G/2 G 内存/160 G 硬盘/独立显卡256 MB 显存/16XDVD 光驱/22″液晶显示器(黑色)/键盘/鼠标/RS-485 /RS-232接口/以太网卡。
2.2.2 加药控制系统软件配置包括操作系统软件、组态软件。
应用软件:包括为用户提供开发手段的商品化的具备友好人机界面的编程软件,污水处理加药控制系统自身面向过程的监控、管理软件,要求组态、编程灵活。
2.2.3 加药控制系统功能根据污水总来液量控制3种药剂加药泵变频器频率(加药量根据药剂性质及现场工况确定)。
根据反应罐进液量之和再调整反应罐前药剂2、3加药泵变频器频率。
pH 浓度检测值作为反馈调节变频器频率用。