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. Block3là 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 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
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 .
a. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Sơ đồ cấu tạo các chi tiết của van như trong hình 2.4 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