Đồ án Nghiên cứu Bình Tách C - 1 và hệ thống điều chỉnh, kiểm tra mực chất lỏng và áp suất bình tách C1 trong hệ thống thu gom

sk) thường được kiểm tra sự làm việc sao cho nó hoạt động không gián đoạn khi xảy ra sự cố cho tới khi các van an toàn hoạt động và ngăn chặn sự vượt trội về áp suất trong thiết bị tách . 3.3.11 Màng chiết tách : Các màng chiết tách trong các thiết bị tách có tác dụng ngăn cản chất lỏng bị cuốn theo dòng khí . Tại đây có thể gây ra sự cố khi sự sụt áp qua màng chiết trở lên quá lớn vượt trội giới hạn sụt áp cho phép ). Nếu sự sụt áp qua màng chiết (đo bằng inch cột dầu ) vượt quá giới hạn thì dầu sẽ bị cuốn theo dòng khí vượt qua màng chiết và đi ra bên ngoài cùng với khí . Khả năng có thể xảy ra là sự nút kín (tắc nghẽn ) từng phần của màng chiết do paraphin hoặc các vật liệu khác . Điều này giải thích tại sao một số thiết bị tách không có sự xác định giới hạn dung tích nhưng không vượt quá mức chất lỏng mà ở đó chất lỏng có thể theo dòng khí ra ngoài và như vậy nó cũng giải thích tại sao dung tích của một số thiết bị có thể nhỏ đi khi sử dụng . Trong những năm gần đây những thiết bị tách với sự giúp đỡ của các màng chiết mà không phẩi yêu cầu tháo bớt hay giảm nguyên liệu đầu vào . Những thiết kế này đã loại trừ được những sự cố gây ra ở đầu vào của thiết bị tách . 3.3.12 Cốc đo mực chất lỏng : Các bộ phận này phải luôn giữ khô vcà sạch để trong mọi thời điểm sự thông báo của chúng về mực chất lỏng trong bình tách là hoàn toàn chính xác . Định kìy lặp lại (sửa lại ) sự cân bằng của cốc và làm sạch nó bằng dung môi đặc biệt và giẻ lau sạch . ồng hồ đo áp suất và các thiết bị cơ khí khác trong bình tách : Những thiết bị này cần phải được sự kiểm tra sự hoạt động thống nhất. Các van rẽ nhánh nên được sử dụng ddeer đồng hồ đo áp suất có thể dễ dàng lấy ra kiểm tra , làm sạch và chữa thay thế. 3.3.14 Các thanh thép chống bên trong bình : Bằng các thanh thép chữ V. 3.4 Tính toán thiết kế bình tách bậc một sử dụng tách dầu khí trên MSP tại năng suất làm mỏ BẠCH HỔ công suất 5000 Tấn / Ngày đêm. Sau quá trình thực tập và học hỏi tìm tòi tài liệu và được định hướng của thầy Trần Văn Bản . em tiến hành tính toán thiết kế bình tách bậc một sử dụng trên MSP , với thông số , tính chất khai thác tại mỏ Bạch Hổ được sử dụng làm cơ sở tính toán thiết kế bình tách bậc một công suất 5000 tấn / ngày đêm. Các số liệu tính toán . + Lưu lượng dầu : 5000 tấn / ngày đêm hay 37652 ( B/ D). + Lưu lượng khí : 387. ( cuft/ D). + Khối lượng riêng của dầu : 830 (kg/ ) hay 51,64 (Ibm/cuft) +Hệ số khí nén : Z = 0.9647. + Trọng lượng riêng khí ( air = 1 ) -0.85 + Nhiệt độ hoạt động :C hay R + Áp suất hoạt động : 12 at hay 176.4 Psi +Áp suất thiết kế : 25 at hay 376.5 Psi +Áp suất đơn vị :1 at hay 14.7 Psi +Nhiệt độ đơn vị : C15.5 hay R Thời gian lưu : - Trong thiết bị tách đứng : 1.5 (phút ) Trong thiết bị tách nằm ngang : 2.5 ( phút). Phương pháp tính toán : Lý thuyết tính toán – các phương trình sử dụng trong tính toán : Tốc độ khí lớn nhất trong thiết bị tách dầu – khi mà cho phép tách sương ( hạt dầu nhỏ ) từ khí có thể tính theo phương trình sau : = * (1) Trong đó : Tốc độ khí cực đại cho phép Hệ số xác định dựa vào hình dáng và sự hoạt động của thiết bị Tỷ trọng của chất lỏng ở điều kiện hoạt động (Ibm/Cuft) Mật độ khí ở điều kiện hoạt động (Ibm/Cuft). Tốc độ khí cực đại cho phép của phương trình ( 1 ) là tốc độ khí cực đại ở điều kiện khí có thể chảy trong thiết bị tách và vẫn đạt được quyết đinh đều chất lượng của sự tách dầu – khí. Vùng mở của thiết bị tách cho khí chảy được coi là dung tích tính toán của nó . + Phương trình tính dung tích khi tách của thiết bị tách : (2) Trong đó Thể tích của khí chảy qua thiết bị tách ( Cuft/Sec) Diện tích tiết diện ngang của thiết bị tách cho khí chảy ( Sqft ) Phương trình mật độ khí tách ở điều kiện khí tách : (3) Trong đó : Áp suất hoạt động của thiết bị tách ( Psia). Khối lượng phân tử khí . Hệ số nén khí . Hàng số khí ( 10.732) T Nhiệt độ hoạt động , Từ phương trình (1) (2) Ta rút ra được : ** (4) Phương trình tính toán dung tích khí của thiết bị tách : Trong trường hợp phương trình ( 4 ) được hiệu chỉnh với hệ số nén khí , áp suất , nhiệt độ và khi đơn vị được thay đổi thành ( Cubic Feet ) , Cubic Feet / day . Phương trình ( 4 ) viết lại thành : * * 86400 * (5) Trong đó : Áp suất đơn vị ( áp suất khí quyển ) .( Psia). Nhiệt độ đơn vị ( Nhiệt độ khí quyển ) , Phương trình tính tiết diện cho khí chảy : = Khi phương trình (5) và (6) được ứng dụng cho tính toán đối với các trường hợp : Thiết bị tách trụ ngang . Khi đó là phần diện tích cho khí chảy . Thiết bị tách hình trụ đứng . Khi đó là phần tiết diện ngang của bình . + Đối với bình tách hình trụ đứng : được tính toán theo đường kính trong của thiết bị: + Đối với bình tách ngang: Nhưng A là toàn bộ tiết diện ngang của bình . Công thức tính thể tích dầu trong thiết bị tách : + Chiều cao dầu trong thiết bị tách đối với thiết bị tách trụ đứng : Phương pháp xác định hệ số Ta biết hệ số thay đổi và bị ảnh hưởng trực tiếp bởi tỷ lệ chiều dài / đường kính (l/D) của thiết bị tách .Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào hình dáng bình tách , các thiết kế bên trong bình tách , Chiều dày chất lỏng trong bình tách , dòng khí tách ổn định hay không ổn định , tỷ lệ khí / lỏng . Sự hiện diện các loại vật liệu căn trong chất lỏng và mức độ tách yêu cầu : Việc sử dụng những van thẳng hay xylanh xả , màng ngăn hoặc các thành phần cửa vào khử khí đặc biệt có thể tăng giá trị và dung tích tách đối với một thiết bị tách . Đồ thị ( IV .a ) chỉ ra cách xác định hệ số dựa vào tỷ lệ L/D và L’ /D’. + Phạm vi thay đổi của tỷ lệ L/D: Thấp nhất : Từ 1,0 - 2,0. Cao nhất : Từ 8,0 – 9,0. Đối với thiết bị tách đứng : nền thể tích xác đinh bởi kích thước của bình thì tỷ lệ L/ D = 2,0 -3,0. Nếu thể tích lỏng được xác định bởi kích thước thiết bị tách thì tỷ lệ L/D = 2,0 – 6,0 Đối với thiết bị tách nằm ngang : L/ D = 2,0 -6,0 Người ta cũng có thể dùng tỷ lệ [(1/3L)/D] để thay cho tỷ lệ L/D trong việc xác định đối với thiết bị tách đứng . Và có thể sử dụng tỷ lệ L’/D’ ( thay cho tỷ lệ L/D ) để xác định trong thiết bị tách nằm ngang . + Phạm vi được sử dụng trong các phương trình tính toán ( 5 ) và (6 ): + Với thiết bị tách thẳng đứng : = 0,1 – 0,167 + Với thiết bị tách nằm ngang : = 0,35 – 0,707 Đồ thị xác định hệ số hình dạng và hoạt động đối với các thiết bị tách dầu khí : Tính toán kích thước bình tách bậc 1 công suất 5000 tấn / ngày đêm : Các thông số yêu cầu tính toán : + Đường kính trong bình tách : D (m) + Thể tích chứa dầu của thiết bị tách :(m) + Chiều dài L hay chiều cao H của bình tách (m). + Chiều cao của dầu trong thiết bị tách ( đối với thiết bị tách trụ đứng ) + Thể tích bình tách . Áp dụng các số liệu đã cho vào các công thức tính kích thước , các thông số cần thiết bình tách trụ đứng bậc 1 : ( Hình ) Trong trường hợp này ta giả sử điều kiện tách trong bình là lý tưởng ( khí tách ra khỏi sạch ) - Chon tỷ lệ L/D = 3 Từ đồ thị ta xác định được = 0,167 Ta có Khối lượng phân tử khí trung bình : Mg = Mair. Thay số vào ta có Mg = 28,97 x 0,85 = 24,6 Phương trình mật độ khí : Thay giá trị vào ta có : Hình vẽ Giản đồ bình tách 2 pha dầu khí , kiểu hình trụ đứng , sử dụng cho tính toán . Tỉ lệ l/3 ( L/D) và tỉ lệ (L/D) dùng để xác định hệ số . Cửa vào của nguyên liệu Thành phần khí tách Đêm chiết Cửa tháo dầu Cửa xả cặn Ta có tiết diện ngang cho khí chảy được tính là : = Trong đó =387. = 0,167 =14,7 =09647 =520 T= 599 Thay giá trị vào phương trình ta được : Vậy Ag = 35(Sqft ) = 3,2515 () Do là toàn bộ diện tích tiết diện ngang của bình tách . Vì vậy , sẽ được tính theo đường kính trong của thiết bị là : = Thay số ta có := 6,68(ft) 2,04(m) Theo giả thiết lựa chọn ban đầu ta có tỉ lệ : L/D = 3L=3. L=3.2,04=6,12(m) Vậy chiều cao bình 6,12 ( m ) Tính thể tích dầu trong bình tách : Từ công thức : Thay giá trị vào ta được : Với =37652 =220,22(Cuyt) 6,23( ) Thể tích chứa dầu trong thiết bị là : 6,23 + Từ thể tích dầu trong thiết bị tách ta tính được chiều cao dầu Theo công thức : Thay giá trị : =35 =220,22 Từ trên ta thấy : =1,92<6,12/2=3,06 Hay <L/2 Vậy với chiều cao dầu tính toán thỏa mãn điều kiện làm việc của bình tách . Kết luận : Kích thước của bình tách hình trụ đứng sau khi tính toán là : Chiều cao bình tách : H = 6,12 (m). Thể tích chứa dầu : V = 6,23 Đường kính trong của bình tách :=2,04(m) Chiều cao dầu trong bình : =1,92m Từ kich thước trên ta tính được thể tích bình tách hình trụ đứng ( Cả phần 2 lắp bán cầu). Công thức : Thay số vào phương trình ta có : V = 6,12 x 3,2515 + (4 x 3,14/3) . V = 24,341 Vậy thể tích bình tách ta tính toán là: V = 24,341 Sử dụng các thông số kỹ thuật đã cho ta tính kích thước bình tách hình trụ nằm ngang bậc 1 Với phương pháp tính toán tương tự đối với bình tách hình trụ đứng . Trong trường hợp này ta giả thiết điều kiện tách là lý tưởng . Chọn tỷ lệ L’/D’ = 4 , Từ đồ thị ta xác định được =0,64 + Ta có : Mg = Mair. Mg=28,97.0,85=24,62 + Phương trình mật độ khí : Thay số (Ibm/Cuft) + Từ việc xác định hệ số =0,64 Ta có : tiết diện khí chảy trong bình tách trụ ngang là: =7,34(Sqft) Tính được thể tích chứa dầu trong thiết bị tách ngang là : =367,04(Cuft) Thay các giá trị : =37652 vào phương trình ta có 367,04.0,0283 10,39() Lại có phương trình tính diện tích tiết diện ngang cho dầu chảy là : Trong đó : =367,04(Cuft) Còn chiều dài L : Ta chọn chiều dài thiết bị là 7,3 ( m) Khí đó :367,04/24=15,29(sqft) Vậy tổng diện tích tiết diện ngang cho dầu + diện tich tiết diện ngang cho khí + Khoảng không gian dự trữ . A = 15,29 + 7,34 + 2=24,36 (sqft). A = 24,63 x 0,0929 = 2,3 Xét tỉ lệ : =15,29/24,63=0,62 Theo giả thiết , giả sử bình tách có điều kiện tách là lý tưởng ( Dòng nhiên liệu vào ổn định Khí tách ra khỏi dầu sạch và khô . Vậy tỉ lệ này có thể chấp nhận được Nghĩa là với tỉ lệ này bình tách vẫn hoạt động bình thường . + Đường kính trong của bình tách ngang là : (ft) =5,601.0,30481,7(m) + Thể tích bình tách ngang (kể cả phần 2 nắp bán cầu ): Thay số : Kết luận : Với các kết quả tính toán dựa vào những số liệu kĩ thuật đã cho ta tính được kích thước của bình tách nằm ngang là: Chiều dài bình tách :L = 7,3 (m) Đường kính trong : 1,7(m) - Thể tích phần lưu trữ dầu : 10,39() - Thể tích bình tách( Cả 2 lắp bán cầu) V = 19,35() CHƯƠNG 4. YÊU CẦU KỸ THUẬT LẮP ĐẶT , KHỞI ĐỘNG , VẬN HÀNH. , CHẠY THỬ BÌNH TÁCH C_1 , CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC . 4.1 Miêu tả hệ thống Bình chịu áp lực C1 hay còn gọi là bình tách НГС có chức năng nhiệm vụ là nhận trực tiếp sản phẩm (Dầu, khí, nước, v.v.)các giếng khai thác qua đường thu gom tại BM-1,2 , qua van SDV-502 và tách Dầu và Khí cấp I trong hệ thống công nghệ khai thác.Bình tách C1 được lắp đặt tại BM-03 của các Giàn cố định MSP thuộc XNKTDK. Dầu sau khi được tách cấp I ở bình C1 sẽ được đẩy tiếp sang bình C2 để tách cấp II . Dầu sau khi tách cấp II tại bình C2 sẽ được các máy bơm dầu bơm sang các giàn công nghệ trung tâm 2 và 3 để tách nước rồi mới bơm đi tàu chứa dầu hoặc cũng có thể bơm thẳng từ MSP đi tàu chứa. Lượng khí đồng hành sau khi tách cấp I tại bình C1 sẽ được đưa vào hệ thống thu gom chung và đưa sang các Giàn nén (Giàn nén Trung tâm – CCP hoặc Giàn nén Nhỏ – CGCS). Khí nén cáo áp được vận chuyền về bờ, một phần được sử dụng để khai thác các giếng bằng phương pháp GASLIFT. Bình C1 trong quá trình lắp đặt, vận hành phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn về bình chịu áp lực. Phải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền tiến hành khám nghiệm kỹ thuật trước khi đưa vào sử dụng, trong quá trình sử dụng và điều tra khi xẩy ra sự cố theo đúng quy định. Các van an toàn của các bình phải được hiệu chỉnh đúng quy định trước khi đưa vào vận hành, còn trong thời gian làm việc sẽ được hiệu chỉnh theo lịch mỗi quý một lần. Việc khám nghiệm định kỳ các bình phải theo đúng thời gian quy định. a) Khám xét bên ngoài và bên trong: 3 năm/lần. b) Khám xét bên ngoài, bên trong, thử thuỷ lực : 6 năm/lần. c) Kiểm tra vận hành bình: 1 năm/lần. Khám xét bên ngoài và bên trong nhằm xác định tình trạng kỹ thuật của bình sau một thời gian vận hành và đánh giá khả năng làm việc tiếp tục của thiết bị. Khi khám xét bên trong hoặc bên ngoài bình cần phát hiện các thiếu sót có thể có như sau: - Các chỗ nứt, rạn, móp, phồng, các chỗ bị gỉ mòn trên thành bình. - Các phụ kiện, dụng cụ đo kiểm và an toàn không hoàn hảo. - Các chi tiết bắt xiết bị mòn, các mối nối bị hỏng…. Việc thử thuỷ lực chỉ được tiến hành sau khi khám xét bên ngoài và bên trong đạt yêu cầu. Thử thủy lực nhằm mục đích kiểm tra độ bền và độ kín của bình cũng như sự hoàn hảo của một số thiết bị kiểm tra và cơ cấu kiểm tra đo lường và cơ cấu an toàn. Những đặc tính cơ bản của bình tách C1 là : - Áp suất làm việc cho phép của bình: P = 22 kG/cm2 - Áp suất thử thủy lực của bình C1: Pttl = 27,5 kG/cm2 - Áp suất làm việc của van an toàn: Pvat = 25 KG/cm2 Trên mỗi bình sau khi đăng ký xong cần phải kẻ bằng sơn ở chỗ dễ thấy nhất một khung kích thước 150x200mm trong đó ghi các số liệu: - Số đăng ký: - Áp suất làm việc cho phép: - Ngày khám nghiệm và lần khám nghiệm tiếp theo: Lãnh đạo XNKTDK ra quyết định bổ nhiệm những người có trách nhiệm sau đây: - Người chịu trách nhiệm thanh tra vận hành an toàn bình chịu áp lực. Thông thường cán bộ thanh tra này là một chuyên viên Phòng Cơ-Điện XNKTDK. - Người chịu trách nhiệm về tình trạng hoàn hảo của bình – Giàn phó cơ khí. - Người chịu trách nhiệm về vận hành an toàn bình chịu áp lực – Giàn phó công nghệ, và các đốc công khai thác dầu khí. 4.2. Yêu cầu đối với việc lắp đặt : Khi tiến hành lắp đặt các thiết bị cần phải tuân theo quy định tiêu chuẩn : CH∏- 31 -78 “ các định mức và quy định xây dựng .Các quy định về sản xuất (chế tạo)và tiến hành công việc . Trang thiết bị công nghệ các quy định chung ” Và các yêu cầu hiện hành. Lắp đặt phải thực hiện đúng theo sơ đồ hướng dẫn đính kèm thiết bị . Nghiêm cấm lắp ráp các thiết bị ở ngoài bản vẽ kĩ thuật và các thiết bị khác ở ngoài vỏ thiết bị . Các thiết bị đặt lại vị trí xây lắp ở dạng chưa hoàn chỉnh ( thiếu bộ đồ gá lắp ) thì phải hoàn thiện trước khi lắp đặt phù hợp với tiêu chuẩn OCT 26 – 29I -79. Khả năng hàn tại vị trí lắp ráp đối với các thiết bị nhiệt của linh kiện nào đó mà chưa được xem xét khi thiết kế phải thống nhất với nhà chế tạo . Các thiết bị có thể lắp đạt trên các cấu trúc kim loại cũng như trên nền bê tông . Các thiết bị nằm ngang không điểm tựa dạng yên ngựa được đặt trên nền bê tông . Kiểm tra vị trí thiết kế trên nền các thiết bị thẳng đứng tiến hành phù hợp với “ Quy phạm về xây lắp các dụng cụ và thiết bị dạng nghiêng và dạng tháp ” BCH 351 – 751 ∏ MCC – CCCP. Việc đưa ra khỏi vị trí thẳng đứng của các thiết bị dạng coỌt cần phải chấp nhận phù hợp với tiêu chuẩn BCH 351 – 751 ∏ MCC – CCCP. Các thiết bị thẳng đứng sau khi lắp đặt phải được kẹp chặt trên các bulông cơ bản . Trước khi bắt chặt ốc vít vào các bulông không được tiến hành công việc vì có thể làm xê dịch vị trí của thiết bị . Thiết bị nằm ngang phải được dặt với độ nghêng 0,002 – 0,003 về phía côn dẫn lưu .( đối với các thiết bị trao đổi nhiệt thì về phía phần buồng phân phối ). Việc kiểm tra độ nghiêng phải tuân theo phần dưới vỏ thiết bị . Khi lắp đặt thiết bị nằm ngang trên cấu trúc kim loại phải được dảm bảo khả năng dịch chuyển tự do khi có dãn nở nhiệt . Trước khi đổ Bê tông phần phía ren của các ốc vít điều khiển phải được bôi dầu . Sau khi kiểm tra thiết bị trên nền móng và đổ bê tông . Các ốc vít điều chỉnh cũng như các bu lông dùng để kẹp chặt với điểm tựa trong thời gian đặt thiết bịỉtên nèn móng phải được đặt xa . Các lỗ ren phải được bôi kín mỡ chống gỉ . Sau khi đặt thiết bị trên nền móng , các ốc vít của bu lông điểm tựa cố định được hàn chặt với các tấm đệm . Việc bố trí thiết bị trên mặt bằng lắp ráp phải đảm bảo các khe hở cần thiết giữa các thiết bị . Chống sét các thiết bị phải thực hiện phù hợp với các chỉ dẫn về thiết kế và xây lắp hệ thống chống sét công trình ( Ch305 – 77). 4.3. Yêu cầu về khởi động : Trước khi khởi động thiết bị tách ly tâm phải kiểm tra bộ phận hiệu chỉnh , các thiết bị điều khiển . Thiết bị truyền dẫn phải được di chuyển tự do trong phạm vi độ cao của động năng truyền dẫn . Sau khi đưa các bình tách ly tâm vào chế độ điều khiển phải đặt khoảng cách cần thiết giữa các hình nón phù hợp với việc sản xuất đã được thiết lập . Trước khi khởi động thiết bị tách loãiếp và loại lưới cần phải đổ đến mức giới hạn dưới bằng chất lỏng làm việc hoặc bằng nước . 4.4. Vận hành bình ở chế độ bình thường 4.4..1 Công tác chuẩn bị. 1. Thông báo cho người trực ở phòng điều khiển ( Control room) và các bộ phận liên quan rằng thiết bị sắp hoạt động: áp suất tăng, nhiệt độ tăng, mực chất lỏng tăng, …. 2. Kiểm tra khí nguồn nuôi, nguồn điện đã sẵn sang. 3. Kiểm tra các hệ thống sau đang hoạt động. - ESD, - Hệ thống báo cháy và báo khí. - Hệ thống điều khiển ( Control). - Hệ thống bảo vệ. - Các thiết bị chỉ báo và điều khiển tự động các thông số làm việc của bình ( mực chất lỏng, áp suất) thiết bị chỉ báo nhiệt độ, đo lưu lượng. 4. Kiểm tra xem nước trong bình đã xả hết . 5. Kiểm tra các mặt bịt phải được tháo hết. ( trong trường hợp kiểm định / sửa chữa bình) 6. Kiểm tra các van xả đã đóng kín. 7. Kiểm tra để xác định trạng thái của các van đầu vào, đầu ra, tình trạng kết nối thiết bị với hệ thống công nghệ. 8. Bình tách C2 và các máy bơm dầu sẵn sàng làm việc. Các việc chuẩn bị đã thực hiện cần ghi vào phần “ Phiếu chuẩn bị đưa thiết bị vào vận hành” Để duy trì cưc chất lỏng trong thiét bị cần sử dụng , dụng cụ đo mức chất lỏng trong thiết bị phải được hiển thị trên bàn điều khiển .Bộ làm nóng cho thiết bị phải được sử dụng để làm nóng chất lỏng theo chu kỳ tuỳ thuộc vào điều kiện vận hành ( khi khởi động , ngừng hoạt động , ……..) và không sử dụng vào việc điều hoà nhiệt độ nơi làm việc .Vào mùa đông thiết bị ngừng hoạt động và tắt bộ phận làm nóng cần phải xả hết nước trong thiết bị và bộ phận làm nóng .Việc vận hành được hiệu quả hay không tuỳ thuộc vào các tổ chức , xí nghiệp mà thực hiện sự liên kết các bình tách khí và các bình tách dầu khí .Công việc bình thường của các bình tách khi , bình tách dầu khí và các thiết bị tách khi có khí Hidro lỏng có khả năng hoá đặc ở nhiệt độ làm việc , như các sản phẩm có khả năng tạo bọt thì quá trình làm việc không được đảm bảo .Việc vận hành bình tách nghiêm cấm không được ở chế độ có khả năng tạo hydrat .Trong các bình tách không it hơn một lần trong 6 tháng phải kiểm tra sự hiệu chỉnh của thiết bị điều khiển . Bộ truyền dẫn phải di chuyển tự do trong phạm vi cho phép , thực hiện dưới áp suất của thiết bị. Khi thiết bị làm việc phải đo thường xuyên , ghi chép sự giảm áp suất . Với mục đích cảnh báo sự lắng đọng các tạp chất cơ học cần thiết phải thực hiện định kì súc rửa thiết bị . 4.4.2 Đưa bình vào hoạt động Đưa bình vào hoạt động theo trình tự như sau. 1. Chuyển về chế độ tay các hệ thống bảo vệ tự động. 2. Đóng các van sau đây: Van № 3, № 6 trên đường bybass của đường khí và đường dầu. 3. Mở các van sau đây: Van № 4, №.5 thông đường dầu sang bình C2 Van № 1, № 2 để đưa khí vào hệ thống thu gom hoặc đốt ở pha-ken. Van № SDV-502 Đưa hỗn hợp dầu-khí từ các giếng qua cụm phân dòng xuống đường ống thu gom tại Blok 1,2 vào bình C1. Đưa bình C1 vào làm việc. 4. Sau khi thiết bị đã làm việc ổn định, chuyển các hệ thống bảo vệ về chế độ tự động và tất cả những công việc đã thực hiện khởi động bình C-1 vào sổ trực công nghệ. 4.4.3 Kiểm tra trong quá trình vận hành Trong quá trình làm việc, thợ vận hành thiết bị phải tiến hành kiểm tra thường xuyên các thông số làm việc của bình C1. Các thông số làm việc này như mực chất lỏng trong bình, áp suất làm việc phải nằm trong giới hạn cho phép của nhà sản xuất, và phù hợp với quy trình công nghệ trên giàn. Đảm bảo cho thiết bị này luôn ở tình trạng kỹ thuật tốt, vận hành an toàn, nâng cao độ tin cậy và kéo dài tuổi thọ hoạt động. - Hàng ngày thợ khai thác kiểm tra định kỳ 4 giờ một lần và ghi các thông số làm việc của bình vào sổ theo dõi công nghệ khai thác. Đốc công khai thác phải ghi các thông số làm việc của bình trong báo cáo hàng ngày gửi về XNKTDK. - Định kỳ 6 tháng một lần phải tiến hành hiệu chỉnh áp suất làm việc của van an toàn theo lịch đã được duyệt. - Tiến hành các Việc khám nghiệm định kỳ các bình phải theo đúng thời gian quy định. d) Khám xét bên ngoài và bên trong : 3 năm một lần. e) Khám xét bên ngoài, bên trong, thử thuỷ lực : 6 năm 1 lần. f) Kiểm tra vận hành bình : 1 năm một lần. 4.4.4 Dừng bình. Bình C1 dừng làm việc theo các trình tự sau đây: 1. Thông báo cho nhười trực ở phòng điều khiển (Control room) và các bộ phận liên quan rằng thiết bị sắp ngừng hoạt động: áp suất giảm, nhiệt độ giảm, mực chất lỏng giảm, …. 2. Nếu chỉ dừng riêng bình C1 mà không dừng giàn (các giếng vẫn làm việc) thì chuyển các giếng làm việc về bình đo (dựa theo công suất làm việc của bình đo mà đóng bớt giếng nếu cần thiết). 3. Nếu dừng bình C1 kết hợp dừng giàn thì đóng toàn bộ các giếng khai thác. 4. Đẩy toàn bộ dầu từ bình C1 sang bình C2. (mở van bybass đường dầu của bình C1) 5. Rửa bình bằng nước biển từ hệ thống cứu hoả qua hệ thống đường công nghệ. 6. Xả áp suất trong bình về không 7. Đóng các van đầu vào và đầu ra của bình. 4.5. Yêu cầu về cách nhiệt : Thiết bị cần được cách nhiệt trong các trường hợp mất (tiêu hao)nhiệt . - Do yêu cầu về an toàn - Ngăn ngừa sự ngưng tụ của hơi nước , khí ẩm . - Điều kiện khí hậu . Bọc cách nhiệt phải tuân thủ với thiết kế bọc cách nhiệt . 4.6. Yêu cầu về việc chạy thử : Sau khi lắp đặt vào vị trí , thiết bị phải được chạy thử kiểm tra trước khi vận hành chính thức thậm chí trong quá trình vận hành cũng cần phải kiểm tra định kỳ tuân theo các yêu cầu của tài liệu hướng dẫn đính kèm . “Quy tắc lắp đặt thiết bị và an toàn sử dụng các bình cao áp ” .Khi tiến hành thử thuỷ lực , nếu nhiệt độ bên ngoài dưới 0°C cần phải có biện pháp chống lại sự đóng băng của chất lỏng . Đối với các thiết bị làm việc với áp suất nhỏ hơn 0,1 MPa , việc tăng áp suất khi khởi động cũng như giảm áp suất khi tắt máy phải được thực hiện từ từ , không được gây ra sự va đập thuỷ lực . 4.7 Những vấn đề đặc biệt thường gặp – các sự cố xảy ra đối với thiết bị tách – cách khắc phục . 4.7.1. Mực chất lỏng cao: Các nguyên nhân có thể xảy ra bao gồm: hư cột mức, van điều chỉnh mực chất lỏng hoạt động không ổn định . ƒ Tín hiệu từ LT-501(Level Transmitter) để điều khiển van mức LCV-501 là không chính xác , cần so sánh tín hiệu mức từ Transmitter với cột mức hiển thị tại chỗ LG (Level Gauge) và hiệu chỉnh lại, trong trường hợp các tín hiệu mức không sử dụng các Transmitter mà sử dụng thiết bị đo mức УПБ dùng khí nén điều khiển van mức và thiết bị УПБ báo tín hiệu sự cố thì cần so sánh và hiệu chỉnh lại các thiết bị УПБ này. Chú ý kiểm tra tình trạng làm việc của hệ thống thiết bị sấy và bảo ôn các cột mức. Nếu hệ thống này không làm việc tốt có thể dẫn đến hiện tượng dầu bị đông trong cột mức và tín hiệu từ LT-501 là tín hiệu giả. ƒ Van điều chỉnh mức LCV-501 đóng sự cố do một trong các tín hiệu: LSLL-501,của bình C1, ESD, LSHH-521, LSLL-521, PSHH-521, PSLL-521 của bình C2,Fire&Gas detection tác động làm cho bộ điều khiển LY-501 đưa ra tín hiệu đóngvan điều chỉnh mức, cần phải kiểm tra các tín hiệu trên rồi giải trừ chúng hoặc kiểm tra tại chỗ xem van có bị kẹt thì cần sửa chữa, trong trường hợp van điềukhiển mức không có các tín hiệu trên mà sử dụng bộ điều khiển ПВ-10 ở phòng điều khiển BM-8 thì cần hiệu chỉnh lại bộ ПВ-10. ƒ Trong trường hợp mực chất lỏng trong bình C1 quá cao vượt quá giới hạn cho phép thì phải lập tức mở van bybass để hạ nhanh mực chất lỏng từ bình C1 sang bình C2 để tránh trường hợp dầu từ bình trào ra fakel . 4.7.2. Mực chất lỏng thấp: Các nguyên nhân có thể xảy ra bao gồm : Van điều chỉnh mức LCV-501 hoạt động không ổn định, Van SDV-502 đóng sự cố, mất khí nguồn nuôi cho van SDV-502. ƒ Van điều chỉnh mức LCV-501 mở do tác động của LT-501, kiểm tra tín hiệu Transmitter nếu có sai lệch thì hiệu chỉnh lại hoặc kiểm tra tại chỗ xem van có bị kẹt hoặc tín hiệu điều khiển LY-501 bị sai lệch thì cần hiệu chỉnh lại. Chú ý kiểm tra tình trạng làm việc của hệ thống thiết bị sấy và bảo ôn các cột mức. Nếu hệ thống này không làm việc tốt có thể dẫn đến hiện tượng dầu bị đông trong cột mức và tín hiệu từ LT-501 là không chính xác. ƒ Van SDV-502 đóng do tín hiệu Shutdown ESD, PSD từ hệ thống điều khiển SCADA tác động vào van Solenoid XY-502 làm ngắt khí nguồn nuôi cho van SDV-502, cần kiểm tra tín hiệu LSHH-501 và giải trừ tín hiệu này. ƒ Mất khí nguồn nuôi cho van SDV-502có thể làm cho các van đóng lại, cần kiểm tra khí nguồn nuôi từ các bộ Regulator trên cụm Manifold phân phối khí nguồnnuôi tại BM-1. ƒ Mất khí nguồn nuôi làm cho van điều khiển mức LCV-501 mở tối đa và van điều khiển áp suất PCV-501đóng hoàn toàn khiến cho dầu từ bình C1 đẩy nhanh sang bình C2. Trong trường hợp này phải xử lý nhanh bằng cách mở bybass đường khí và đóng van trên đường hồi của dầu từ đường bơm về bình C2. ƒ Khi mực chất lỏng tại bình C1 quá thấp vượt quá giới hạn cho phép, dẫn đến hiện tượng khí từ bình C1 đi sang bình C2 sẽ gây sự cố cho bình C2 và máy bơm dầu, cần phải lập tức đóng van № 5 để nâng mực chất lỏng trong bình C1 lên và chuyểntạm thời sang chế độ tay để điều chỉnh mực chất lỏng trong bình C1 qua hệ thống van và bybass trên đường dầu từ C1 sang C2 trong thờ gian xủ lý. 4.7.3. Áp suất bình cao. Các nguyên nhân có thể xảy ra bao gồm: Van điều chỉnh áp suất PCV-501làm việc không ổn định, mất khí nguồn nuôi cho van PCV-501. ƒ Van điều chỉnh áp suất PCV-501 đóng lại do tín hiệu từ Transmitter PT-501 không chính xác, làm cho bộ biến đổi tín hiệu I/P PY-501 đưa ra tín hiệu đóng van, cần phải kiểm tra hiệu chỉnh lại Transmitter hoặc kiểm tra tại chỗ xem van có bị kẹt thì cần sửa chữa. ƒ Mất khí nguồn nuôi cho van PCV-501 sẽ làm cho van đóng lại, cần kiểm tra khí nguồn nuôi từ các bộ Regulator trên cụm Manifold phân phối khí nguồn nuôi tại BM-3. ƒTrong trường hợp áp suất trong bình cao vượt quá giới hạn cho phép, thì phải lập tức mở van bybass trên đường khí để giảm áp suất trong bình xuống trong thời gian xử lý. 4.7.4Áp suất trong bình thấp. Nguyên nhân có thể xảy ra là do tín hiệu từ Transmitter PT-501 không chính xác,làm cho bộ biến đổi tín hiệu I/P PY-501 đưa ra tín hiệu mở van, cần phải kiểm tra hiệu chỉnh lại Transmitter PT-501 hoặc kiểm tra tại chỗ xem van có bị kẹt thì cần sửa chữa . 4.8.1. Tách bọt dầu thô : Trong trường hợp áp suất giảm với một loại dầu nào đó khí thoát ra ngoài dưới dạng bong bóng khí bọc trong một màng dầu mỏng . Dẫn đến các bong bóng này nổi lên trên mặt dầu phân tán vào trong dầu và tập trung số lượng cho tới khi tạo ra các dầu bọt dầu. Sự tạo bọt còn do nguyên nhân khác là : Độ nhớt và sức căng bề mặt của dầu có thể tạo thành khoá khí có lọc trong dầu , khoá này gây ảnh hưởng tương tự như tạo bọt . Các lọc dầu sẽ không bền trừ khi có một tác nhân tạo bọt trong dầu . Tốc độ , số lượng bọt sẽ tăng khi : Trọng lượng API của dầu < 400 API. Nhiệt độ hoạt động < 1600F . Độ nhớt > 5000SUS ( 53CP). Việc tạo bọt mạnh có ảnh hưởng làm giảm hiệu dụng của thiết bị tách dầu – khí , vì thời gian lưu dài . Sự tạo bọt gắn liền với khả năng mất dầu khí , vì sự tách sẽ không còn phù hợp .Vì vậy cần có sự nghiên cứu thiết kế các thiết bị tách có cấu trúc đặc biệt để tách hiệu quả nhất . 4.8.2 Lắng đọng paraphin : Paraphin lắng đọng trong thiết bị tách dầu và khí làm giảm hiệu suất tách của thiết bị , paraphin có thể lắng đọng cục bộ trong bình cản trở hoạt động của màng chiết .Để loại trừ ảnh hưởng của paraphin lắng đọng có thể dung hơi nóng hoặc dung môi hoà tan hoàn toàn paraphin . Giải pháp tốt nhất là ngăn cản sự lắng đọng ban đầu của paraphin bằng nhiệt hoá hay hoá chất . Phương pháp tách vỉa khác , thành công , hiệu quả trong phần lớn các trường hợp đó là : tráng mộy lớp nhựa trên toàn bộ thành bên trong của thiêt bị tách sao cho paraphin sẽ không bám vào được lớp nhựa tráng đó hoặc làm cho độ dày của paraphin lắng đọng không thể tăng lên . Cát , bùn , cặn khoan , muối và các hợp chất khác : Trong trường hợp các loại cặn bẩn cùng vận hành với chất lỏng giếng thì cần loại bỏ chúng trước khi nạp vào ống dẫn dầu . Số lượng ít các hạt cát trung bình có thể được tách ra bởi một bình có đáy hình nón và cát lắng xuống đáy , được định kỳ tháo ra . Muối tách ra từ hỗn hợp dầu nước sau đó được làm tan ra ( cho phân huỷ )nước được tách ra khỏi dầu và thải qua hệ thống xả. + Chất lỏng ăn mòn : Chất lỏng giếng có thể rất ăn mòn , sự ăn mòn này có thể có thể làm ngưng hoạt động của thiết bị tách . Có 2 thành phần ăn mòn trong chất lỏng giống : H2S , CO2 , S2 hàm lượng của chúng lên tới 40 – 50 % thể tích khí . Có thể trong quá trình sản xuất các hợp chất này tham gia phản ứng với kim loại dẫn đến các thiết bị ăn mòn . Sự cố thường gặp trong thiết bị tách , nguyên nhân - biên pháp khắc phục : Trong quá trình làm việc thiết bị tách thường xảy ra 3 sự cố chính đó là : 4.9.1. Chât lỏng bị cuốn theo dòng khí ra ngoài . Nguyên nhân: Biện pháp khắc phục : + Lưu lượng khí vào dư nhiều . +Mực chất lỏng lên vùng khí chưa tách . +Các thiết bị tách bên trong bị kẹt do bụi , nước. +Sóng mạnh ở phần chất lỏng . + Áp suất hoạt động lớn hơn áp suất thiết kế . + Tỷ trọng chất lỏng ( 0API) cao hơn thiết kế Kiểm tra lại lưu lượng khí , chỉnh lại theo thiết kế. +Kiểm tra mực chất lỏng , chỉnh thấp hơn thiết kế . + Kiểm tra lại nhiệt độ , áp suất tính theo lưu lượng nước được tạo ra . +Do áp suất ( < 0,1 bả) . Kiểm tra lại hay cài đặt thêm màng ngăn ngang. + Kiểm tra áp suất hoạt động tăng lưu lượng khí . + Giảm lưu lượng khí theo tỷ trọng . Mực chất lỏng không ổn định: Phao bị bao phủ hoàn toàn bởi chất lỏng => Trường hợp này phải thay đổi để lấy mức đo chính xác . Nếu thùng phao ở ngoài , cần thổi chìm xuống xem có kẹt không . Khi ống đo mực chất lỏng và phao kiểm tra xong , xem có bị chìm không , thường xuyên rut chất lỏng và phao kiểm tra xong , xem có bị chìm không , thường cuyên rút chất lỏng để phao chìm ½ , nhập mực chất lỏng các bộ điều khiển . Mực chất lỏng thấp dưới phao : kiểm tra xem phao có bị kẹt không , đóng van tháo lỏng để phao chìm ½.. Van điều khiển không làm việc cần : Kiểm tra lại sự hạot động của van xem đóng mở có đúng không. Vặn van đóng , mở hoàn toàn xem có lực cản hay không . Kiểm tra lưu lượng lỏng để xác định trở lực trong đường ống . Phao bị tắc do sóng : Lắp giá bảo vệ phao để phao luôn cân bằng , làm việc ổn định . Bộ điều khiển chất lỏng không tương ứng bị thay đổi mức có thể do bộ điều khiển hỏng , phao thủng hoặc chất lỏng ở dưới phao ; đóng mở van xả để chất lỏng dao động bằng chiều dài của phao , nếu bộ điều khiển không tương ứng sẽ làm phao rơi. +Bộ phận kết tụ bị hỏng vì thế 1 hay 2 dòng chất lỏng ( trong thiết bị tách 3 pha ) có chứa thừa chất lỏng khác . 4.9.3 Quá tải chất lỏng : Nguyên nhân : Khắc phục : + Lưu lượng các dòng cao . +Nhiệt độ tách thấp qua thiết kế . +Bộ ngưng tụ , lọc bị tắc. +Chỉnh lại đúng thiết kế . +Tăng nhiệt độ tách . +Kiểm tra áp suất rơi (sụp áp) hoặc phục hồi , sửa chữa , tẩy rửa bộ ngưng tụ hoặc thay thế. CHƯƠNG 5 :Kỹ thuật an toàn và bảo dưỡng bình tách . 5.1 Kỹ thuật an toàn . Việc vân hành các thiết bị phải tuân theo các quy trình công nghệ và các hướng dẫn về an toàn . Việc vận hành các thiết bị phải tuân theo các yêu cầu 5,/6,/7,/8 trong “Quy tắc lắp đặt thiết bị và an toàn sử dụng các bình cao áp ” , đã được cơ quan giám sát kỹ thuật Liên Xô phê duyệt , Quy tắc an toàn trong lĩnh vực công nghiệp . Việc vận hành các thiết bị không được vượt quá các thông số đã ghi trong sách hướng dẫn sử dụng thiết bị . Việc vận hành với các thông số khác vơi quy định trong sách hướng dẫn chỉ được thực hiện khi có sự nhất trí của bộ phận nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật . Thiết bị phải đầy đủ các bộ phận an toàn như tài liệu , hướng dẫn đính kèm . Thiết bị ngưng hoạt động trong các trường hợp sau : Áp suất vượt qua mức cho phép . hỏng van an toàn . hỏng áp kế và không thể xác định được áp suất bằng các dụng cụ khác . Các bu lông gia cố mặt bích bị hỏng hoặc không đủ số lượng yêu cầu . Các đồng hồ đo , chỉ báo , thiết bị điều chình bị hỏng hoạt động không ổn định Không được tiến hành sửa chữa thiết bị dưới áp suất cao. Việc xả khí từ thiết bị ra ngoài chỉ được thực hiện qua đường xả ra đuốc , Nghiêm cấm việc qua các khe hở mặt bích . Để kiểm tra tốc độ ăn mòn của thiết bị cần tiến hành đo độ dày it nhất 2 năm 1 lần bằng biện pháp kiểm tra không phá huỷ. 5.2. Chế độ bảo dưỡng : Các yêu cầu dặt ra cần phải thực hiện đầy đủ , nghiêm túc .Các bình tách sau một thời gian làm việc nhất định do nhiễm bẩn gây ra cho các bộ phận hiện tượng bị tắc các van , các ống dẫn hay do paraphin lắng đọng hoặc các vật liệu khác có thể làm cho thiết bị ngừng làm việc hay ngưng trệ sản xuất . Vì vậy , phải định kỳ dọn , rửa làm sạch bình tách . Tất cả các bình tách đều được thiết kế một số cách làm sạch chính nhữnh lỗ nạo cặn . Những bình tách lớn có thể được thiết kế vài cách thuận tiện trong việc làm sạch . Các bình nhỏ có thể được găn những tay nắm và các dụng cụ sửa chữa để dễ dàng làm sạch và sửa chữa định kỳ. Thường xuyên xem xet kiểm tra bên ngoài ( các mối hàn ) tại các điểm nối . Làm sạch các mối hàn . Bề mặt các phần không sơn được phủ bằng vật liệu theo trước khi sơn phủ cần phun cát . Lớp sơn lót r = 0.3k theo ROCK và lớp sơn 2 lớp sau khi đã thử và nghiệm thu . Diện tích F = 0,2 m2. Chương 6 : Nghiên cứu hệ thống điều chỉnh , kiểm tra mực chất lỏng và áp suất bình tách C - 1 trong Ngành Dầu Khí . 6. Hệ thống điều chỉnh ,kiểm tra mực chất lỏng và áp suất bình tách C - 1 6.1 Sơ đồ gồm 4 block chính: 6.1.1. Block1 gồm có: - Đường ống làm việc chính dẫn dầu từ giếng khai thác tới bình tách C-1. - Van an toàn SDV (van shutdown) được điều khiển bằng tín hiệu khí nén thông qua 1 van Solenoi(xy). Van đóng lại khi có tín hiệu điều khiển hoặc các tín hiệu khẩn cấp (ESD) tín hiệu báo nguy hiểm áp suất (PSD). 6.1.2. Block 2bao gồm bình tách, hệ thống van xả an toàn và đường ống xả: Bình tách C-1 thuộc loại bình tách ngang. Van xả an toàn gồm có 2 van an toàn áp lực lắp song song nhau, và chỉ mở khi áp suất của bình ở mức báo động cấp cao (25bar). Đường ống xả bao gồm: Đường ống xả an toàn, hệ thống đường ống này gắn liền với cặp van an toan áp lực đặt trên nóc bình có chức năng dẫn khí xả ra pakel để đốt. Đường ống xả chất lỏng được đặt dưới đáy bình, dùng để xả trong các trường hợp cần tẩy rửa bình, nên ít sử dung đến. 6.1.3. Block3 là hệ thống điều khiển áp suất gồm có : Bộ biến đổi áp suất. Bộ điều khiển PID . Bộ điều khiển van kỹ thuật số. Van điều khiển áp suất . Hệ thống đường ống dẫn . 6.1.4. Block 4 là hệ thống điều khiển mức bao gồm: Bộ biến đổi mức. Bộ điều khiển van kỹ thuật số. Van điều khiển mức . Đường ống dẫn, đưa dầu tới bình tách 100m3 C-2 6.2Nguyên lí làm việc,mục tiêu của hệ thống điều khiển mức và áp suất của bình tách . Khi dầu vào bình được đưa đến tấm chặn, các tấm chặn có tác dụng làm ổn định mức chất lỏng với dòng chảy có xung động lớn. Dựa trên sự va đập của dầu vào các tấm chặn nên các bọt khí trong dầu đươc tách ra và bay lên phía trên do tỷ trọng nhẹ hơn. Trong quá trình va đập, dưới tác dụng của trọng lực chất lỏng nặng hơn có hướng chuyển động xuống phía dưới, còn khí lên phía trên, đồng thời nước trong dầu cũng được tách ra và đưa ra ngoài theo van 100/16. Khí này cũng được xử lý lại một lần nữa bằng cách đặt một tấm chặn có cấu tạo đặc biệt hơn, dưới tác dụng của tấm chặn này dầu có thể xem là hoàn toàn được tách ra. ở đây, nếu không có bộ chỉ thị mức và áp suất thì dầu sẽ theo đường dầu, khí sẽ theo đường khí, lúc đấy trong bình mức và áp suất sẽ không giữ được ở vị trí ổn định. Do vậy mà người ta có đặt bộ điều chỉnh mức và áp suất để duy trì sự ổn định của dầu. Điều chỉnh áp suất: Áp suất của bình tách phụ thuộc vào lượng khí tách ra từ dầu, lượng khí đi qua van điều khiển đến hệ thống thu gom khí và thể tích chứa khí trong bình. PT 501 (Pressure transmitter) là bộ cảm biến áp suất trong bình tách. Tín hiệu ra được so sánh với các ngưỡng đặt trước là PSL 501 và PSH 501. Nếu áp suất vượt quá các giá trị này sẽ xuất hiện tín hiệu báo động áp suất cao PAH 501 và áp suất thấp PSL 501. Tín hiệu từ PT còn được đưa vào bộ điều khiển PC 501. Tín hiệu ra của bộ điều khiển tác động vào bộ biến đổi dòng áp suất PY 501 để điều khiển van PCV 501 (Pressure Control Valve), nếu áp suất cao van PCV sẽ mở lớn để khí đi qua nhiều và ngược lại nếu áp suất thấp van PCV sẽ được đóng lại. Trong trường hợp sự cố van này sẽ mở hoàn toàn. Ngoài PT còn có van an toàn với giá trị đặt 27,5 Atm. Khi áp suất vượt quá giá trị này, van an toàn mở đưa khí về đường Flare. Hệ thống xảy ra sự cố dừng công nghệ nếu 2 rơle áp suất thấp PSLL 501 và rơle áp suất cao PSHH 501 tác động. Khi PSHH 501 tác động sẽ phát tín hiệu PSD tác động lên van SOL XY 502. Van XY 502 đóng nguồn khí nuôi làm van sự cố đóng lại. Người vận hành theo dõi áp suất tại bình tách nhờ bộ chỉ thị tại chỗ PI 501 và PI 503 và tại phòng điều khiển chung nhờ tín hiệu PIR. Điều chỉnh mức bình tách: Mức của bình tách phụ thuộc vào lưu lượng dầu vào từ đường thu gom và lưu lượng ra qua van điều khiển LCV 501. Tín hiệu ra của LT 501 tỉ lệ với mức bình tách. Tín hiệu này được đưa so sánh với trị số mức thấp LSL 501 và trị số mức cao LSH 501. Nếu vượt quá các trị số này, hệ thống sẽ cho các thông báo mức thấp LAL 501 hoặc mức cao LAH 501. Tín hiệu của LT 501 còn được đưa vào bộ điều khiển LC 501. Tín hiệu ra của bộ điều khiển LC 501 sẽ điều khiển van LCV 501 thông qua bộ biến đổi dòng áp LY 501. Để nâng cao độ tin cậy trong hệ thống còn sử dụng rơle mức thấp LSLL 501 và rơle mức cao LSHH 501. Khi một trong hai rơle này tác động sẽ xuất hiện tín hiệu PSD hoặc LALL 501 hoặc LAHH 501. Nếu LSLL tác động van SOL LXY 501 mất điện, khí nuôi ở bộ biến đổi dòng áp mất, van LCV đóng hoàn toàn. Khi LSHH tác động tín hiệu dừng công nghệ, PSD tác động đến van sự cố đầu vào của bình tách. Người vận hành theo dõi mức tại bình tách nhờ thiết bị chỉ thị mức LG 501 và tại phòng điều khiển trung nhờ tín hiệu LIR. Ở đầu bình người ta có đặt một van sự cố hay còn gọi là van dừng khẩn cấp. Dầu và khí từ đường thu gom qua van sự cố SDV 502 vào bình tách. Van sự cố đóng lại khi có tín hiệu đóng khẩn cấp ( ESD : Emergency Shutdown ) hoặc tín hiệu đóng công nghệ ( PSD : Procces Shutdown ). Tín hiệu đóng khẩn cấp có thể tự động cài từ hệ thống báo cháy ( F&G System ) hoặc nhấn nút đóng khẩn cấp. Trong trường hợp vận hành bình thường, ta đóng mở van bằng tín hiệu HS 502 hoặc ZS 502. Trạng thái mở đóng của van sự cố được đặc trưng bằng 2 tín hiệu ZSH 502 và ZSL 502. Dầu và khí sau khi tách ra, được đưa ra ngoài có thể dùng trong khai thác Gaslift, một phần được đưa vào bờ để chạy các nhà máy nhiệt điện, phần còn lại không dùng hết đưa ra Flare để đốt Mục tiêu của hệ thống: Làm giảm tối đa giá trị của tín hiệu sai lệch , một số hệ thống sai lệch có thể giảm về 0 trong khi các hệ thống khác đòi hỏi sai lệch dư để bù cho sự thay đổi của phụ tải . Trong cả hai trường hợp hệ thống điều khiển cần đưa trị số sai lệch về giá trị ổn định , trị số không thay đổi . Mục tiêu thứ hai là làm giảm mức tối thiểu thời gian ổn định Mục tiêu thứ 3 là giảm đến mức tối thiểu sai lệch dư sau khi đạt được trạng thái ổn định Từ nguyên lý của hệ thống công nghệ, hệ thống điều chỉnh mức và áp suất bình tách là một hệ thống điều chỉnh kín, nhiều chiều và phi tuyến. Các phần tử công nghệ và điều khiển trong hệ thống được phân thành: Đối tượng điều chỉnh: bình tách Đại lượng điều chỉnh: áp suất khí và mức dầu Tín hiệu vào: giá trị người vận hành đặt trước qua bộ điều khiển Tác động nhiễu: lưu lượng vào của dầu và khí từ các giếng qua đường thu gom Bộ cảm biến: thiết bị biến đổi mức và áp suất Thiết bị chấp hành: van điều khiển Thiết bị điều khiển: PLC hoặc bộ điều khiển số PID Bộ biến đổi mức Van điều khiển Bộ biến đổi I/P Đường thu gom Bình tách PID Van điều khiển Bộ biến đổi I/P Bộ biến đổi áp suất Bộ điều khiển Bộ điều khiển h01 P01 h01 h P Dầu và khí 6.3. Van điều khiển lưu lượng (FCV) Dựa vào yêu cầu của hệ thống cần có loại van tiết lưu điều chỉnh áp suất và lưu lượng của bơm ép chính nhằm đặt các thông số làm việc của bơm và của công nghệ bơm ép . Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Sơ đồ cấu tạo các chi tiết của van như trong hình 2.4 Bộ điều khiển van gồm có: Module khí: Đưa khí nén đến đóng mở van Module I/P : Biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu điều khiển Module khí. Khi có tín hiệu dòng điện điều khiển (4¸20 mA) từ trung tâm tới Module I/P, theo các giá trị khác nhau của dòng điều khiển mà Module I/P sẽ đưa áp suất khí điều khiển khác nhau tới Module khí . Module khí sẽ theo dòng điện để điều chỉnh áp suất khí vào xi lanh của Actuator. Khí nén vào xi lanh tác dụng đẩy piston, ty đẩy và ty van đi lên mở van cho dòng chất lỏng đi qua. Module khí có hệ thống nhận tín hiệu phản hồi định vị vị trí của ty đẩy để điều khiển mức mở của van theo dòng điều khiển Hình 6.1 Cấu tạo chi tiết của control valve Khi dòng tín hiệu điều khiển nhỏ hơn hoặc bằng 4mA, Module I/P đưa ra áp suất khí điều khiển nhỏ hơn 3psi(»0,2Bar) và Module khí ngắt dòng khí nén vào Actuator lúc này van sẽ đóng lại. 6.4. Các cảm biến 6.4.1. Cảm biến nhiệt độ Là thiết bị nhiệt điện trở được gắn vào đường ống. Khi nhiệt độ càng cao thì điện trở nhiệt có trị số càng giảm (điện trở thay đổi nghịch biến với nhiệt độ). Sự thay đổi nhỏ này được đưa vào mạch điện tử để khuếch đại lên. Do vậy dòng điện đi qua bộ phận cảm biến sẽ thay đổi tuyến tính với nhiệt độ dòng khí (khi nhiệt độ tăng thì dòng điện tăng và ngược lại), với điện áp nguồn cấp là 24V từ Metering qua MTL ra bộ cảm biến. Dòng điện đi qua bộ cảm biến thay đổi sẽ làm thay đổi điện áp (analog) lấy ra ở 2 chân của mTL là tín hiệu đưa về Computer Metering để xử lý. Cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trên nguyên lý: điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng, do đó bộ cảm biến nhiệt bằng điện trở dùng để đo nhiệt độ của thiết bị cần đo. 3 2 1 Ir Bộ cảm biến nhiệt độ có cấu tạo (Hình 5.2) Hình 6.2: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ + Phần tử nhạy cảm với nhiệt độ (1) + Ống bảo vệ (2). + Bộ xử lý tín hiệu (3). Nguyên lý hoạt động: Khi đặt điện áp một chiều 24V vào cảm biến nhiệt điện trở, do nhiệt độ thay đổi, điện trở tác dụng thay đổi dẫn đến dòng điện Ir của bộ cảm biến thay đổi. Thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ điện trở như sau: + Điện áp: 24V (DC). + Dòng điện thay đổi đầu ra: 4-20 mA. + Phạm vi nhiệt độ đo: -240-6400C. 6..4.2. Cảm biến áp suất Sử dụng thiết bị đo chênh áp giữa áp suất trong lòng ống và áp suất môi trường. Sự chênh áp này làm thay đổi điện trở và được khuếch đại và đưa về bằng cáp qua MTL và Computer Metering. Bộ cảm biến áp suất dùng để đo áp suất chất lỏng và khí trong ống dẫn (hình 1.6). Bộ cảm biết áp suất gồm có: + Lò xo điều chỉnh (1). + Ống xếp (2). + Con trượt (3). + Điện trở thay đổi (4). + Bộ xử lý tín hiệu (5). Ir 2 1 3 4 P 5 Hình 6.3 Cấu tạo cảm biến áp suất *Nguyên lý làm việc của cảm biến áp suất điện trở thay đổi như sau: Khi áp suất thay đổi, ống xếp đàn hồi di động làm con trượt thayđổi vị trí dẫn đến điện trở thay đổi. Giá trị điện trở thay đổi dẫn đến sự thay đổi dòng điện trong bộ chuyển đổi. Bộ chuyển đổi này sẽ tạo ra tín hiệu đầu ra là dòng điện Ir = 4-20mA. *Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến áp suất điện trở thay đổi gồm: + Điện áp: 24V (DC) + Phạm vi dòng ra: 4-20 mA. + Phạm vi áp suất đo: chỉnh định. 6..4.3. Cảm biến mức: Bộ cảm biến mức (hình 1.7) dùng để đo mức chất lỏng trong các thiết bị như sau: Bồn chứa, bình tách... *Cấu tạo của bộ cảm biến mức gồm có: + Bộ chuyển đổi chênh áp (hiệu áp suất DP).(1) + Bộ chuyển đổi chênh áp - điện trở.(2) + Bộ chuyển đổi điện trở - dòng điện.(3) 3 Ir 2 1 Hình 6.4 Cấu tạo cảm biến mức *Nguyên lý hoạt động của bộ cảm biến mức như sau: Do làm việc trong môi trường đặc biệt (dễ cháy nổ), các thiết bị như: bồn chứa, bình tách.... đều kín không thông với khí quyển nên chiều cao của mức chất lỏng được xác định nhờ hiệu áp suất tĩnh. Khi chiều cao h thay đổi, điện trở thay đổi, do đó dòng điện đầu ra Ir của bộ cảm biến mức sẽ thay đổi theo. * Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến mức + Điện áp: 24V (DC) + Phạm vi đầu ra: 4-20 mA. + Phạm vi thay đổi mức tương ứng với dòng điện là: 0-100%. 6..4.4. Cảm biến lưu lượng Thiết bị đo dựa trên nguyên lýý đo chênh lệch áp suất của dòn chảy khi chảy qua một ống thu hẹp (tấm lỗ), sau đó chênh áp này được biến đổi thành điện (hình 1.8) Để tăng độ chính xác của phép đo, mỗi nhánh đo được đặt hai bộ cảm biến đo lưu lượng. + Một bộ đo ở dòng < 20 mA. + Một bộ đo ở dòng > 20 mA. Với lưu lượng dòng khí nhỏ tương ứng với dòng điện qua cảm biến 20 mA > Metering sẽ tự động chuyển sang đọc ở thiết bị cảm biến 2. 8 I C P P 1 3 2 5 4 6 7 Hình 6.5:Cấu tạo cảm biến lưu lượng - Bộ cảm biến lưu lượng dùng để đo lưu lượng dòng chất lỏng, khí. - Bộ chuyển đổi hiệu áp suất để đo lưu lượng gồm: - Đĩa có lỗ (1). - Màng đàn hồi (2). - Bộ chuyển đổi hiệu áp suất (3). - Tay đòn (4). - Điểm tựa (5). - Bộ chuyển đổi lực - điện trở (6). - Bộ chuyển đổi dòng điện - lực (7). - Bộ xử lý tín hiệu điện (8). * Nguyên lý hoạt động của bộ đo lưu lượng dựa vào công thức sau: Trong đó: Q: Lưu lượng chất lỏng, khí. DP: Hiệu áp suất đầu ra, đầu vào của đĩa. A: Tiết diện lỗ đĩa g: Gia tốc trọng trường. g: Khối lượng riêng của chất lỏng, khí. m: Hệ số chảy phụ thuộc kết cấu của đĩa. Dòng chảy (khí, lỏng) đi qua đĩa tạo nên sự chênh áp DP = P1 - P2. Màng đàn hồi biến đổi điện áp thành một lực di động một đầu tay đòn quanh điểm tựa. Một đầu kia của tay đòn chuyển lực của tay đòn dẫn đến sự thay đổi của điện trở. Bộ xử lý tín hiệu sẽ cho ra tín hiệu là dòng điện thay đổi 4 ¸ mA. Bộ chuyển đổi dòng điện - lực sẽ giữ đòn bẩy ở thế cân bằng. * Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến lưu lượng: + Điện áp: 24V (DC). + Phạm vi đầu ra: 4-20 mA. + Phạm vi lưu lượng đo: chỉnh định dòng điện (0-100%). 6.5. Các bộ biến đổi. 6.5.1. Bộ biến đổi dòng điện sang áp suất khí (1/P). * Cấu tạo: Thiết bị gồm phần điện tử và phần cơ khí. Phần điện tử gồm mạnh điện từ, lõi từ và đầu cảm biến áp suất đầu ra. Phần cơ khí bao gồm vỏ bọc, các đường dẫn khí, vòi phun, thanh chắn, các lớp màng cao su và cây ty van. * Nguyên lý hoạt động Tuỳ thuộc vào tín hiệu dòng điện điều khiển, phần vòi phun, khi đó nguồn khí điều khiển sẽ thay đổi. Nguồn khí điều khiển này cho phép cây ty van mở nhiều hay ít. Do đó khi đầu ra sẽ thay đổi tín hiệu dòng điện. Đầu cảm biến áp suất đầu ra cảm nhận và đưa tín hiệu về mạnh ổn định áp suất để chống dao động và chống nhiễm. * Thông số kỹ thuật: Dòng điều khiển: 4 ¸ 20 mA. Khí đầu ra tương ứng: 3 ¸ 30 Psi K = 27/15 [Psi/mA]. 6.5.2. Bộ biến đổi áp suất dòng điện (Pressure Transmitter. P/I). * Đo theo nguyên lý điện (hình 1.9). + Cấu tạo: Gồm một đầu cảm biến (Sensor) và bộ gia cộng tín hiệu. Mạnh gia công bao gồm bộ biến đổi A/D, vi xử lý và bộ biến đổi D/A. + Nguyên lý hoạt động. Sensor A/D Microprocessor (bộ vi xử lý ) D/A Cài đặt cấu hình Chuẩn đầu ra 4 ¸ 20 mA Chuẩn sensor P 4 ¸ 20 A Hình 6.6: Sơ đồi khối của bộ biến đổi áp suất sang dòng điện. Khi áp suất cần đo thay đổi, nó sẽ làm thay đổi điện áp đầu ra cảm biến (sensor). Bộ biến đổi A/D chuyển điện áp này thành tín hiệu số, và đưa vào bộ vi xử lý. Tuỳ theo cấu hình và sự chuyển đạt mô và sự chuyển đạt mà bộ vi xử lý sẽ cho biến đổi D/A để chuyển thành tín hiệu dòng điện đầu ra (I = 4 ¸ 20 mA) phụ thuocọ áp suất cần đo. Chủng loại và thông số kỹ thuật: · Nguồn nuôi: 12 ¸ 40V. · Tín hiệu dòng điện: 4 ¸ 20 mA. · Phạm vi áp suất cần đo phụ thuộc vào sự cài đặt cấu hình, với giá trị áp suất thấp nhất của giải đo tương ứng 4mA và giá trị áp suất cao nhất của giải đo tương ứng 20mA. Đặc biệt khi bộ cảm biến áp suất bị sai lệch ta có thể chuẩn theo nhiều cách khác nhau. + Chuẩn đầu cảm biến (sensor), chuẩn bộ biến đổi D/A tại Pressure Tramsmitter. + Chuẩn lại chương trình, cài lại cấu hình: dùng bộ giao tiếp Hart. 6.5.3. Bộ biến đổi mức. Bộ biến đổi mức trong sơ đồ cấu trúc giữ chức năng là mạch hồi tiếp. Trong sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi mức của bình tách được ký hiệu là Kh1 và Kh2. Dựa theo nguyên lý của bộ biến đổi mức, ta thấy rằng để đảm bảo an toàn khi vận hành thì chiều cao nhỏ nhất là 0,2 m ( 200mm), chiều cao lớn nhất là 0,8m (800mm). Do vậy, tín hiệu vào là h = 0,2 ¸ 0,8 m và tín hiệu ra là dòng I = 4 ¸ 20 mA. Theo số liệu trên thì ta thấy bộ biến đổi mức là một khâu khuếch đại. 6.5.4 Bộ biến đổi áp suất. Bộ biến đổi áp suất có thể coi là một khâu tỷ lệ, vì hằng số thời gian của phần tử điện tử rất nhỏ so với hằng số thời gian của các khâu khác trong hệ thống. Tín hiệu vào của bộ biến đổi áp suất và tín hiệu ra là dòng 4 ¸ 20 mA. Đối với bình tách áp suất cao từ 0 ¸ 25 at và bình tích 0 ¸ 5 at. Hình 3.1: Sơ đồ tổng quan về các lớp điều khiển, theo dõi giám sát. Mức 0: các thiết bị: Bao gồm các thiết bị cảm biến, các thiết bị vận hành (van điện từ, van điều khiển, bơm…). Đầu ra của các cảm biến và đầu vào của các thiết bị vận hành đều là các tín hiệu tương tự hoặc số. Mức1:Hệ thống điều khiển quá trình (PCS): Bao gồ các CPU mà cụ thể là các thiết bị PLC được chia thành 2 hệ thống là Hệ thống điều khiển chính Hệ thống điều khiển dự phòng Ngoài ra còn có hệ thống nút điều khiển bằng tay. Mức 2: Hệ thống giám sát: Bao gồm hai trung tâm, sử dụng phần mềm theo dõi giám sát FIX DMACS SCADA với hệ máy tính Pentium. Hai trung tâm này hoạt động song song và giống hệt nhau về cả thiết bị phần cứng lẫn các chương trình phần mềm. Mức3: Khu vực quản lí thông tin dữ liệu: Bao gồm : Trung tâm theo dõi giám sát 1 Trung tâm quản lí Giao diện thu nhận dữ liệu Hệ thống radio