Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и евразийские патенты)"
Бюллетень 1´2010

  

(11) 

012947 (13) B1       Разделы: A B C D E F G H    

(21) 

200870333

(22) 

2007.03.08

(51) 

E21B 43/12 (2006.01)
F17D 1/20
(2006.01)

(31) 

20061141

(32) 

2006.03.09

(33) 

NO

(43) 

2009.04.28

(86) 

PCT/IB2007/000547

(87) 

WO 2007/102079 2007.09.13

(71) 

(73) АББ РИСЁЧ ЛТД. (CH)

(72) 

Слуппхёуг Улав, Кристиансен Даг, Бьюне Бьёрн, Кристиансен Веслемёй, Мое Юстэйн (NO)

(74) 

Хмара М.В. (RU)

(54) 

СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ИЛИ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ НЕФТЕ- ИЛИ ГАЗОПРОМЫСЛОВОЙ СИСТЕМЫ И ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ

(57) 1. Способ автоматического управления и/или контроля с обратной связью нефте- и/или газопромысловой системы или ее части (частей), которая включает в себя один или более блоков обработки, и/или одну или более поточных линий, и/или одно или более средств управления, отличающийся тем, что включает в себя шаг

измерения или оценки значения (значений) по меньшей мере одного уровня или давления, или скорости потока или индикатора нагрузки, связанного по меньшей мере с одним из указанных блоков обработки и/или с одной из поточных линий,

и по меньшей мере один из следующих шагов:

расчет установки (установок), именно значения (значений) соответствующей уставки (уставок), для указанных средств управления на основе по меньшей мере одной управляемой переменной в виде указанного измеренного или оцененного уровня или давления, или скорости потока или индикатора нагрузки, включая компенсирование нелинейностей указанных средств управления,

оценки по меньшей мере одной из скоростей потока нефти, газа, воды или жидкости, входящего или выходящего по меньшей мере в один или из одного указанных блоков обработки и/или в одну или из одной поточных линий.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг расчета установки (установок) средств управления на основе по меньшей мере одной управляемой переменной содержит по меньшей мере один из следующих шагов:

уменьшение изменения (изменений) скорости потока через указанную промысловую систему или ее часть (части) путем использования доступной буферной емкости в указанной промысловой системе или ее части (частях),

избегание перегрузки промысловой системы или ее части (частей), которое осуществляют на основе по меньшей мере одного индикатора нагрузки при обеспечении того, что производительность промысловой системы или ее части (частей) не ограничивается более чем это необходимо,

автоматическое выведение производительности промысловой системы или ее части (частей) в рабочий режим на основе оперативного измерения (измерений) и/или оценки (оценок).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг оценки выполняют с использованием модуля оценки входящего потока, выполненного предпочтительно в виде программного датчика.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что шаги уменьшения, избегания перегрузки, автоматического вывода в рабочий режим осуществляют с использованием модулей управления, предпочтительно модуля сглаживания выходного потока, модуля избегания перегрузки и модуля вывода в рабочий режим, соответственно.

5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что указанные модули являются функциональными модулями, содержащими алгоритмы на основе динамических компонентов и/или компонентов устойчивого состояния, таких как пропорционально+интегральные+производные (PID, Proportional+lntegral+Derivative) контроллеры, балансы масс, энергий и моментов, динамические или устойчивого состояния.

6. Способ по одному из пп.3-5, отличающийся тем, что указанные модули используют совместно таким образом, чтобы взаимодействовать или влиять друг на друга в любой комбинации, содержащей два или более модулей, или используют по отдельности.

7. Способ по одному из пп.3-6, отличающийся тем, что модуль оценки входящего потока используют отдельно или в любой комбинации с модулями управления.

8. Способ по одному из пп.3-7, отличающийся тем, что, когда управляемая переменная является скоростью потока и не измеряется, оценку предпочтительно получают из модуля оценки входящего потока.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг компенсации указанных нелинейностей включает в себя исключение, примерное или точное, нежелательных эффектов нелинейностей, таких как изменения приращения (приращений) средств управления и/или процесса.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что указанные изменения приращения (приращений) средств управления исключают на основе расчета отношения изменения соответствующей скорости (скоростей) потока к изменению соответствующей установки (установок) средств управления, а указанные изменения приращения процесса исключают на основе расчета отношения скорости изменения управляемой переменной (переменных), такой как давление (давления) газа и/или уровень (уровни) жидкости, к изменению соответствующей скорости (скоростей) потока.

11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что указанные изменения приращения процесса исключают на основе расчета отношения скорости изменения управляемой переменной (переменных), таких как давление (давления) газа и/или уровень (уровни) жидкости, к изменению соответствующей скорости (скоростей) потока на основе информации о геометрии емкости.

12. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный шаг уменьшения изменений скорости потока включает в себя расчет доступной буферной емкости на основе информации о доступном диапазоне изменений указанной управляемой переменной (переменных), такой как уровень (уровни) и/или давление (давления), и измерении (измерениях) и/или оценки (оценок) указанной управляемой переменной (переменных).

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что определение указанной информации о доступном диапазоне изменений указанной управляемой переменной (переменных) осуществляют самим способом, либо внешне, либо предоставляют со стороны пользователя.

14. Способ по одному из пп.2 или 12, 13, отличающийся тем, что указанный шаг уменьшения изменения (изменений) скорости потока дополнительно включает в себя расчет установки (установок) средств управления, которая минимизирует изменение (изменения) скорости потока заданной доступной буферной емкостью без ограничения производительности более, чем это необходимо.

15. Способ по одному из пп.1, 2 или 14, отличающийся тем, что расчет установки (установок) основан на алгоритме предсказательного контроля по модели (МРС, Model Predictive Control) и/или наборе PID контроллеров.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что указанный шаг расчета установки (установок) указанных средств управления дополнительно включает в себя компенсацию нежелательных связей между указанными средствами управления и указанными управляемыми переменными, предпочтительно с использованием функциональных средств развязывания.

17. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный шаг избегания перегрузки включает в себя расчет указанного индикатора (индикаторов) посредством измерения и/или оценки значения (значений) по меньшей мере одной переменной, которая содержит информацию о нагрузке промысловой системы, относительно максимальной и/или минимальной нагрузки.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанная переменная (переменные) включает в себя отверстия управляющего вентиля или дросселя, уровни жидкостей, давления, температуры, скорости потоков, плотности, количество оборотов в минуту компрессора и мощность компрессора или производные измерения как функцию.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанный индикатор (индикаторы) нагрузки автоматически удерживается неположительным и как можно ближе к нулю без ограничения производительности более, чем это необходимо.

20. Способ по п.2, отличающийся тем, что шаг вывода производительности промысловой системы или ее части (частей) в рабочий режим включает в себя измерение или оценку указанной управляемой переменной (переменных) и расчет указанной установки (установок) средств управления так, что указанная управляемая переменная (переменные) отслеживает по меньшей мере одну кривую вывода в рабочий режим для указанной управляемой переменной (переменных) как функцию времени.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что указанный шаг расчета включает в себя расчет указанной установки (установок) средств управления для каждой указанной кривой вывода в рабочий режим и выбор указанной установки (установок) средств управления, соответствующей наименьшему нарушению ограничения (ограничений) кривой вывода в рабочий режим, соответствующих указанной кривой (кривых) вывода в рабочий режим.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что указанный шаг расчета включает в себя повторное определение управляемой переменной (переменных) и/или кривой (кривых) вывода в рабочий режим так, чтобы уменьшение установки (установок) средств управления приводило к уменьшению нарушения соответствующего ограничения (ограничений) кривой вывода в рабочий режим и чтобы шаг выбора осуществлялся выбором наименьшей установки средств управления.

23. Способ по одному из пп.20-22, отличающийся тем, что указанная управляемая переменная является скоростью потока, такой как скорость потока через входной вентиль промысловой системы.

24. Способ по одному из пп.20-22, отличающийся тем, что указанная переменная является давлением промысловой системы, таким как давление забоя скважины.

25. Способ по одному из пп.20-22, отличающийся тем, что его осуществляют автоматически и, по существу, непрерывно.

26. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный шаг оценки скорости (скоростей) потока основан на балансе масс, и/или балансе энергий, и/или балансе моментов, и/или опытном соотношении (соотношениях), связанном с промысловой системой или ее частью (частями), использующем историческое и/или оперативное значение (значения) указанного измерения (измерений) и/или оценки (оценок).

27. Способ по п.1 или 26, отличающийся тем, что шаг оценки основан, по меньшей мере, на динамическом балансе масс.

28. Способ по п.26, отличающийся тем, что указанное опытное соотношение (соотношения) предоставляет информацию о взаимоотношении между указанным измерением (измерениями) и/или оценкой (оценками) и указанной оцененной скоростью (скоростями) потока.

29. Способ по одному из пп.1 или 26, 27, отличающийся тем, что указанный шаг оценки включает в себя шаг расчета скорости (скоростей) входящего потока жидкости с использованием уравнения баланса масс

промысловой системы или ее части (частей), где скорость (скорости) qlig,in входного потока жидкости оценивается на основе измерения (измерений) скорости (скоростей) , выходного потока и скорости изменения соответствующего объема (объемов) жидкости в системе.

30. Система автоматического управления с обратной связью и/или контроля нефте- и/или газопромысловой системы или ее части (частей), содержащая средства для осуществления способа согласно любому из пп.1-29.

31. Компьютерный программный продукт, содержащий средства компьютерного кода и/или части кода программного обеспечения для осуществления процессором одного или более шагов способа согласно любому из пп.1-29.

32. Компьютерный программный продукт по п.31, переданный по сети, такой как Интернет.

33. Машиночитаемый носитель данных, содержащий компьютерный программный продукт по п.31 или 32.



наверх