Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Характеристика принципиальных схем систем сбора и подготовки нефти и газа 10
1.2 Методы и устройства сепарации добываемой со скважин нефти 16
1.3 Автоматизация технологических процессов сепарации нефти на станциях первичной подготовки нефти и газа 24
1.3.1 Свойства сепарационной установки как объекта управления по уровню нефти 25
1.3.2 Свойства сепарационной установки как объекта управления по уровню раздела сред вода - нефть 26
1.3.3 Свойства сепарационной установки как объекта управления по давлению газа 27
1.4 Обоснование темы и задачи исследования 29
2 Математическое описание сепарационной установки газ-нефть как объекта автоматического управления 31
2.1 Математическое описание сепарационной установки газ-нефть как объекта автоматического управления по давлению газа с учетом расходов газа, нефти и воды 31
2.2 Математическое описание сепарационной установки газ-нефть как объекта автоматического управления по давлению газа с учетом расхода только газа 49
2.3 Математическое описание сепарационной установки газ-нефть как объекта автоматического управления по уровню жидкости с учетом расходов газа, нефти и воды 51
2.4 Математическое описание сепарационной установки газ-нефть как объекта автоматического управления по уровню жидкости с учетом расхода только жидкости (нефти и воды) 61
3 Исследования влияния технологических параметров на характеристики сепарационной установки газ-нефть как объекта оптимального проектирования 64
3.1 Определение экстремальных соотношений между технологическими параметрами сепарационной установки 64
3.2 Исследование влияния технологических параметров на характеристики сепарационной установки газ-нефть как объекта оптимального проектирования по давлению газа 70
3.3 Исследование влияния технологических параметров на характеристики сепарационной установки как объекта оптимального проектирования по уровню нефти 89
4 Исследование эффективности дегазации нефти на станциях первичной подготовки 107
4.1 Теоретическое сопоставление дегазации нефти методами сепарации, отдувки и динамической дегазации и определение рациональных регулируемых параметров 107
4.1.1 Анализ дегазации нефти способом сепарации 107
4.1.2 Анализ дегазации нефти способом отдувки 111
4.1.3 Анализ способа динамической дегазации нефти 114
4.2 Исследование и разработка принципиальных схем дегазации нефти на станциях первичной подготовки 119
4.2.1 Поплавковый нефтегазовый сепаратор 120
4.2.2 Акустический деаэратор для дегазации нефти 120
4.2.2.1 Гидродинамика газовых пузырьков в жидкости при гидростатическом давлении и ультразвуковых колебаниях 125
4.2.3 Роторный ультразвуковой дегазатор нефти 128
4.2.4 Общая принципиальная схема системы подготовки нефти и газа 130
5 Экспериментальные исследования динамической дегазации нефти под воздействием ультразвуковых колебаний 133
5.1 Цель и задачи экспериментальных исследований 133
5.2 Установка для проведения экспериментальных исследований 133
5.3 Методика проведения экспериментальных исследований 137
5.4 Методика обработки экспериментальных данных и оценки погрешности измерений 137
5.5 Результаты экспериментальных исследований 140
6 Разработка алгоритмов управления, программ и функциональных
схем автоматизации дегазации нефти на станциях первичной подготовки по математическим моделям 144
6.1 Алгоритмы управления выходом газа из нефти 144
6.1.1 Алгоритм управления процессом сепарации нефти по давлению газа 144
6.1.2 Алгоритм управления процессом сепарации по уровню нефти 151
6.1.3 Алгоритм управления выходом газа из нефти при динамической дегазации 155
6.2 Функциональная схема автоматизации цифрового управления сепарационной установкой 160
6.3 Функциональная схема автоматизации цифрового управления сепарационной установкой по давлению газа 165
6.4 Функциональная схема автоматизации цифрового управления сепарационной установкой по уровню нефти 169
6.5 Функциональная схема автоматизации цифрового управления акустическим деаэратором 172
6.6 Функциональная схема автоматизации цифрового управления роторным ультразвуковым устройством 175
6.7 Цифровое моделирование с помощью z-форм систем автоматического управления сепарационной установки по давлению газа 178
Заключение 185
Список используемых источников
