樊学油区樊丙联合站设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

樊学油区樊丙联合站设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

课题集输处理系统将向着数值模拟化及自动化方向发展。 为了提 高油田生产管理和运行管理效率，降低管理成本，提高管理水平．数字化、自动化油田建设是油田今后的发展方向 [4] 美国海湾石油公司于 1954 年 10 月，建成世界上第一套自动监控输送系统 (Ledge Automatic Control Transmission system 简称 LACT 装置，解决了原油的自动收集、处理、计量和输送问题，到 1967 年底，美国陆地石油公司已有 75%的原油采用 LACT装置。 在 LACT 应用的同时，一些原油处理站出现了以闭环控制为特点的就地自动化控制系统。 从六十年代末期以后．计算机及 PLC 技术已 开始应用于油田联合站内的部分生产系统中，但此时联合站集输系统还是处于简单常规仪表控制时期。 随着集输工艺上计量站的形成和中心处理站（简称联台站）的产生，集散控制系统 (Distribute 西安石油大学 本科 毕业设计 （论文） 4 Control System,简称 DCS)开始应用于联合站集输系统中代替常规仪表。 进入九十年代． DCS 的功能越来越强，工作也越来越可靠。 如 HONEYWELL 公司的 TDC3000系统、 FISHERROSEMOUNT 公司的 PROVOX 系统等数十个厂商的 DCS 都在油气处理站有所应用。 随着通信技术的发展， SCADA(Supervisory Control And Data Acquit Liston)即监控与数据采集系统越来越多地应用于油田生产控制与管理中。 SCADA 系统与在油气开采中的处理设备上的检测仪表和控制设备直接相连接，这样连接能够实时和不断地获取检测仪表所检测到的运行信息。 SCADA 系统还可以主要是面向操作人员的需要，也可以是多用途的，提供操作、计算、管理和经营等功能。 进入 90 年代以来，一场拉动自动化仪器仪表工业 “革命 ”和仪器仪表产品全面更新换代的技术在国际、国内引起人们广泛的注意和高度重视，其发展的势头已成为世界范围内 的自动化技术发展的热点，这就是被产业界人士称为 “自动化仪表与控制系统的一次具有深远影响的重大变革 ”的现场总线拄术以及基于现场总线的工业过程智能自动化仪表和基于现场总线的开放自动化系统。 在此基础上进步发展，构成了新一代的自动化仪表与控制系统先进体系，向更高层次的 “综合自动化 ”推进，实现 “综合自动化 ”是当代自动化技术发展的方向 [5]。 现场总线智能仪表及其基于现场总线的开放自动化系统将成为实现综合自动化最有效的装备。 现场总线控制系统 (FCS)的核心是现场总线技术。 现场总线技术是计算机技术、通讯技术和控制技术的综合 与集成，是过程控制技术、自动化仪表技术、计算机网络技术三大技术发展的交汇点，发展基于现场总线技术的全开放分散控制系统己成为自动化领域广为关注的焦点课题。 国际上现场总线的研究开发正在深入开展。 国外一些大的自动化公司在九十年代后期都推出了自己的现场总线产品。 美国等一些国外油田已经开始应用这些产品 [6]。 日前，国内油田的联台站、实验站、外输油（气）站都安装了 PLC(DCS)控制系统及仪表盘，这些控制系统和仪表盘在站内参数监视、流程控制方面的作用已经是人工无法替代的。 联台站足对各转油站来液进行集中处理的地方，它 主要包括含水原油自然沉降系统（一段脱水）电脱水系统（二段脱水）污水处理系统．成品油外输系统；污水回注系统；而联台站中最重要的就是原油集输系统，包括含水原油自然沉降系统（一段脱水）．电脱水系统（二段脱水）．实现联台站脱水系统的良好控制，对于保证联台站平稳运行，确保生产安全与输出油品质量，具有十分重要的意义。 联合站计算机控制系统，大都采用的是单回路给定点的 PID 控制算， PID 控制是最早发展起来的控制策略土一，按偏差的比例积分和微分进行控制的调节器称为 PID控制器，它是连续系统中技术成熟，应用最广泛的一种调节器 但是在实际的工业生产过程中，往往具有非线性，时变不确定性，难以建立精确数字模型，应用常规 PID控制器不能达到理想的控制效果。 因此．利用神经网络的自学习能力和逼近任意函数的能力．把神经网络与传统的 PID 控制有机结合寻找一个最佳的 PID 非线性组合控西安石油大学 本科 毕业设计 （论文） 5 制规律，将在一定程度上解决传统 PID 调节器不易在线实时整定参数，难于对一些复杂过程和参数慢时变系统进行有效控制的不足，从而提高控制器对系统与环境的适应能力和控制效果。 在采油厂联合站中，各种仪器设备都要处于全年时时刻刻运行的工作状况，而原油生产的油井油站相对分散，但是 如果这些仪器设备的原始数据完很多。 所以，如何改进和提高原油自动计量、数据自动分析、实时监控，是摆在油田企业急需攻关解决的首要课题。 原油计量准确与否，关系到各区块地质开采方案的计算和编制 ,关系到原油产量的上产 ,关系到采收率的真实度 ,关系到勘探开发的部署关系到企业的效益。 因此充分利用网络通讯技术、工业控制、电子技术，革新传统手工操作、分散计量和统计报表的旧生产工艺，从而达到提高原油计量高精度的远程集中化科学管理和实时在线监控实现流程操作全自动化根据监控中心提示及时地来取相应的措施，保证生产顺利进行：存储设备运行 参数以便分析生产状况，统筹规划。 国内油田联合站是原有生产过程中最重要的环节之一，它是集集输、污水处理、注水等多个系统为一体的综合性生产过程。 其中集输系统是进行原油脱水、实现油水分离的重要环节，直接关系到成品原油的质量及污水回注的质量，关系到联台站的节能降耗；也决定着联合站生产过程的安全平稳运行及原油生产的平稳运行、保证外输净化油含水、节省能源、减轻工人的劳动强度，具有一定的经济效益和社会效益 [5] 油气集输系统在国民经济中起着重要作用。 由于各油田乃至各区所处的环境不同，油藏性质、开发方案、工艺条件、油气井 产品构成、油气性质等千差万别，油气集输系统必须在各种生产情况变化的条件下，安全经济地产出合格产品。 油气集输系统不仅在石油工业内部是联系产、运，销的纽带，在全国以至国际范围内，夜视能源保障系统得重要一环。 石油和天然气是世界各国经济发展和人民生活不可缺少的重要能源，但全球油气资源的分布却很不均衡，以天然气为例，世界油藏分布于储量中，俄罗斯占 34%且高度集中在西西伯利亚的远东地区的巨型气田中。 人口占世界不到5%的中东地区占有 32%的储量，而人口占世界近 60%的亚洲只有约 9%的探明储量。 我国的分布不均情况也和世界类 同，新疆塔里木盆地的资源量占全国的 23%，海域占21%。 一方面资源大都分布在远离消费中心的边缘地区，另一方面备国和各地区的需求量又差别很大。 据有关部门预测，到 2020 年我国上海、江苏、浙江三省市的天然气总需求量要比青海、甘肃两省的总需求量高出 10 倍以上。 不论是国内还是国际，面对这一供需矛盾，都需要一十可靠而庞大的油气集输系统来联系产地和消费中心。 油气集输系统的可靠与否不仅影响国家经济建设的可持续发展，也是制约区域经济平衡发展的重要因素。 欧美各大石油公司均不惜投入巨资建设油气集输设施，各国政府在油气田地 面生产、油气储备、管道安全、输气管网及城市配气的运营等方面均制定了一系列法令，西安石油大学 本科 毕业设计 （论文） 6 法规，一方面要加强油气供应的保障能力，另一方面又要控制大公司的垄断。 向市场经济过渡的我国油气集输系统。 长期以来，我国的石油、天然气工业在计划经济体制内，只重视产量，不关心销售，生产出来的油气销售是由上级部门安排的。 在整个产运销的流通过程中，销售环节占去了利润的大部分，而销售的通畅与否又是与油气集输设施密不可分。 在向市场经济过渡的过程中，人们已逐渐认识到销售环节对整体效益的重要性。 随着我国开始实施油气工业国际化经营战略，必须逐步 建成一套连接全国且运转灵活的国内油气储运系统，包括油气输送干线网及与其配套相连的储备库、转运枢纽、港口及分配管网等，建设与国际油气市场接轨的跨国油气输送干线的工作步伐也必然会加快。 只有这样，才能使我国的油气集输及储运系统真正成为强有力的能源保障系统 [7] 研究目标和研究内容 研究目标 本次设计的目标是在根据樊学油区集输站基础上．结合该站的原油物性天然气物性，气象、工程地质及水文资料，以设计个最优联合站为目的，展开该课题的研究工作。 研究的主要内 l、计算及说明书部分内容 (1)该联合站原油处理能力计算，原油、天然气物性计算 (2)方案设计（确定处理工艺和方框流程）； (3)主要设备选型计算： a 分离器的台数、尺寸； b 缓冲罐的大小、台数： c 脱水器的台数、尺寸： d 加热炉的台数、热负荷、热效率； e 泵的规格、型号、类型、功能、台数； f 储油罐的个数、容量、防火堤等。 (4)根据地形测图确定总平而布置 应考虑的因素包括：平面、竖向、分区、道路、防火间距、消防、风向、周围环境、绿化、油气流向、管线布置等； 西安石油大学 本科 毕业设计 （论文） 7 (5)撰写该联合站总平面布置说明书，完成工程说明书的编制： (6)根据 平面布置图和方框流程图确定联合站的工艺流程，撰写流程说明，包括正常操作时的油气水流向、事故（停电）、站内循环时油气流向； (7)进行站内水力、热力汁算和设备（如分离器、电脱水器、缓冲罐、加热炉、泵等）的选型计算及数量的确定，完成工艺计算书的编制。 绘图部分内容 （ 1）联合站总平面布置图 (2 ) 联合站工艺流程图 （ 3）阀组间安装图。 研究方案 利用图书馆和互联网的资源，搜集与本设计题目相关的资料和信息，并进行资料的整理和分类： 调研有关联合站设计方面的研究内容，查阅并翻阅与设计有关的 外文 文献资科，撰写开题报告； 完成方案论证，确定处理工艺和方框流程： 根据任务书要求，进行该联合站设计规模、原油物性和天然气物性的 计算： 进行设备的初选； 进行站内水力、热力计算和设备（如分离器、电脱水器，加热炉、泵 等）的选型计算及数量的确定，完成工艺及计算书的编制。 根据方框图流程确定总平面布置 根据平面布置图和方框流程图确定联合站的工艺流程，完成平面布置 图和流程图，撰写流程说明．正常操作时的油气水流向、事故（停电）、站内 循环时油气流向 完成平面布置图、工艺流程图、阀组间安 装图； 完成工艺说明书和工艺计算书的编制 西安石油大学 本科 毕业设计 （论文） 8 2 联合站设计说明书 2 .1 概述 联台站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，为了使其最大限度地满足油田开发和油气开采的要求，设计时应该做到技术先进，经济合理，生产安全可靠，保证为国家生产符合质量要求的合格油田产品。 简介 联合站，即集中处理站，是油田地面集输系统中重要组成部分。 就油田的生产全局来说，油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后的很重要的生产阶段。 如果说油藏勘探是寻找原油，油田开发和采油工程是提供原科，那么油 气集输则是把分散的原料集中处理，使之成为油田产品的过程。 联台站一般建在集输系统压力允许的范围内，为了不影响开发井网以及油田中后期加密井网的布置与调整，应尽量建在油田构造的边部。 联合站将来自井口的原油、伴生天然气和其他产品进行集中、运输和必要的处理、初加工，将合格的原油送往长距离输油管线首站外输，或者送往矿场油库经其他运输方式送到炼油厂或转运码头，合格的天然气则集中到输气管线首站。 联合站一般包括如下的生产功能 :油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻油回收、原油储存及向矿场油库输送、污水处理、净化 污水回注地层、接受计量输来的油气混合物，变配电、供热及消防等。 联合站工艺系统概述 l、油气水混合物的收集 一个区域中若干油井的井口产物经过计量后，输送到联合站进行集中处理。 在收集的过程中对于高粘度、高凝点原油要采取一定措施．使它能够在允许的压力下安全的输送到联合站而不至于凝固在管线内。 通常采用的方法有：加热保温法、化学降粘、降凝法：物理降粘、降凝法。 油气水的初步分离 在实际生产工程中，从油井出来的不单是原油，常常含有气、水、砂、盐、泥浆等。 为了便于输送、储存、计量和使用，必须对 它们进行初步分离。 油井产物中常含西安石油大学 本科 毕业设计 （论文） 9 有水特别在油井生产的中后期，含水量逐渐增多，利用离心重力等机械方法分离成气液两相。 有些井出砂量很高，同时还应该除去固体混合物。 油气水的初步分离主要在三相分离器中进行，在开式流程中，也在沉降罐中进行。 油和机械杂质、盐的分离般与油水分离同时进行。 当含盐、含砂量高时，有的要用热水冲洗和降粘后再沉降分离，连同水、机械杂质和盐一起脱除。 原油脱水 对轻质、中质含水原油，宜采用热沉降、化学沉降法脱水；对中质、重质的高含水原油，先采用热化学沉降法脱水，再用电脱水，对乳化度高的 高粘度、高含水原油，应先破乳再沉降脱水。 原油稳定 原油中甲烷、乙烷，丙烷、丁烷（正构）在通常情况下是气体，这些轻烃从原油中挥发出来时会带走大量戊烷、己烷等成分，造成原油的大量损失，为了降低油气集输过程中的原油蒸发损耗，一个有效的方法就是将原油中挥发性强的轻烃比较完全的脱除出来，使原油在常温下的蒸汽压降低，这就是原油稳定。 原油稳定所采用的方法可以分为闪蒸法和分馏法两大类。