基本信息
- 項目名稱：
- 新型采油裝置——氣汽發(fā)生器裝置計算機控制系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本控制系統(tǒng)是氣汽發(fā)生器采油裝置的一種新型計算機控制系統(tǒng)。系統(tǒng)整體小巧，操作直觀，利用工業(yè)觸摸屏和PLC技術相結合，附加視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對該采油裝置的可靠、安全控制。
- 詳細介紹：
- 本計算機控制系統(tǒng)設計的網絡分為兩個層次，上層為監(jiān)控級（上位機）、中層為控制級（下位機）： 上位機的設計為本系統(tǒng)網絡中的上層設計，采用eView5600T觸摸屏，其功能主要是能夠實時的監(jiān)控現(xiàn)場設備的工作狀況、工藝參數(shù)的實時變化，根據監(jiān)控畫面上對現(xiàn)場設備的監(jiān)控顯示能夠在計算機上遠程控制現(xiàn)場的設備的運轉情況，如閥開度的大小、給出流量的設定值、急停等，同時能夠記錄歷史數(shù)據、曲線等為故障分析提供數(shù)據。上位機運用的是EV5000軟件，其可以完成與下位機PLC之間的通訊，進行數(shù)據的交換。 下位機采用西門子S7—200PLC，下位機系統(tǒng)的主要功能是與氣汽發(fā)生器現(xiàn)場的智能儀表連接，將各種生產數(shù)據信息采集并處理后按一定格式存放，并將所采集信息準確快速地傳往上位機。同時接收上位機的指令對現(xiàn)場做出控制動作。下位機編程采用的是Step7MicWIN4.0軟件。 1，上位機（觸摸屏）組態(tài)設計 運行 EV5000,新建一個空工程，EV5000 的界面顯示內容將如圖所示。 也可以在菜單“視圖”或者在工具欄上點擊右鍵，就可以看見各個工具欄。 建立一個新工程選入合適型號的觸摸屏和PLC選擇合適的通信方式將觸摸屏和PLC連接。 2，下位機PLC系統(tǒng)設計 下位機采用S7—200PLC,接受現(xiàn)場每一個檢測變送儀表輸出的信號見圖所示，編程軟件采用 STEP 7 MicroWIN。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計目的：利用氣體開采原油的技術，目前在全世界越來越受到石油開采工作者的重視，應用范圍越來越廣泛。氣汽發(fā)生器裝置的研制對石油的開采不但可以提高原油采收率，增加原油產量，還可以提高安全性和減少空氣污染。由于氣汽發(fā)生器裝置運行時產生的是高溫高壓的混合氣，建立一種有效的計算機控制系統(tǒng)不僅有利于氣汽發(fā)生器裝置的安全運行，而且會增加產品技術含量，提高其應用價值。 設計基本思路：氣汽發(fā)生器裝置產生燃燒后的混和氣，屬于高溫高壓裝置，人工控制經常難以做到安全可靠，通過建立計算控制系統(tǒng)來監(jiān)控混合氣的注氣壓力和溫度，利用視頻監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀況，保障生產正常連續(xù)地運轉。 創(chuàng)新點：本設計利用計算機控制的新技術，給出控制系統(tǒng)的設計方案，提出系統(tǒng)硬件組成和軟件設計方法，實現(xiàn)對氣汽發(fā)生器裝置的自動控制；采用工業(yè)觸摸屏技術與PLC技術相結合，構建新型氣汽發(fā)生器計算機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對氣汽發(fā)生器裝置的可靠、安全控制；提出視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)相融合，開發(fā)獨特的配套控制系統(tǒng)，提高氣汽發(fā)生器裝置的控制水平。 本項目的關鍵技術：采用工業(yè)觸摸屏技術、PLC技術、視頻監(jiān)控系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)相結合的形成氣汽發(fā)生器控制系統(tǒng)成套裝置。對于氣汽發(fā)生器是一種新型的控制方式。 技術指標： 控制溫度：300℃——350℃； 控制壓力：7-12MPa； 空氣與燃油充分燃燒，保證兩者比例為11：1（體積比）。
科學性、先進性
- 氣汽發(fā)生器是一種新型的采油裝置，它點火安全可靠，性能穩(wěn)定，其提供的燃氣、蒸氣混合氣不僅能達到熱采工藝流程要求，而且能起到同量蒸氣所不及的熱驅效果。對中質稠油開采，提高采收率20%左右，降低成本50%左右。 自動控制系統(tǒng)是氣汽發(fā)生器裝置的重要組成部分，它負責系統(tǒng)各部分的協(xié)調控制及數(shù)據采集工作。而我們所開發(fā)的新式系統(tǒng)與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，具有以下特點：一是工業(yè)觸摸屏技術與PLC技術相結合，構建新型氣汽發(fā)生器計算機控制系統(tǒng)組成方案，方便操作人員對設備的控制；二是視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)相融合，可以實時監(jiān)控設備運行狀況，能夠及時排除安全隱患，保障系統(tǒng)安全運行。 參考文獻： [1]劉文章.稠油注蒸汽熱采工程.北京：石油工業(yè)出版社，1997 [2]陳浩.案例解說PLC、觸摸屏及變頻器綜合應用.北京：中國電力出版社，2007 [3]李方圓. 觸摸屏工程應用.北京：電子工業(yè)出版社，2008
獲獎情況及鑒定結果
- 該作品于2009年4月3日在遼寧省科學技術情報研究所查新。查新結論：“氣汽發(fā)生器裝置計算機控制系統(tǒng)的研發(fā)及應用”，國內文獻檢索中未見相同研究報道。 2009年參加遼寧省暨沈陽市大學生科技活動展示，獲廣泛關注。 2009年參加第九屆“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學生課外學術科技作品競賽獲特等獎。
作品所處階段
- 生產階段
技術轉讓方式
- 有償轉讓
作品可展示的形式
- 實物、產品 圖片 樣品 現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 對于氣汽發(fā)生器的控制系統(tǒng)，從早期的簡單的繼電器控制到PLC控制，都存在一些不足。比如，系統(tǒng)體積過大，操作復雜等等。該套控制系統(tǒng)將觸摸屏技術與PLC技術相結合，并加入視頻監(jiān)控功能形成新型控制系統(tǒng)，集成度高。經過查新與專利檢索，到目前為止，仍然沒有機構在氣汽發(fā)生器的控制系統(tǒng)上進行研究?；诠I(yè)觸摸屏技術和PLC技術構建的氣汽發(fā)生器計算機控制系統(tǒng)，是在現(xiàn)有的計算機技術結構下，將PLC技術與工業(yè)觸摸屏技術結合起來。形成集成的計算機控制系統(tǒng)，提升了氣汽發(fā)生器裝置的價值。 本系統(tǒng)為石油的安全高效開采提供了方便快捷的操作界面；視頻監(jiān)控功能可以實時觀測現(xiàn)場設備運行情況。該控制系統(tǒng)對氣汽發(fā)生裝置的可靠、安全控制，具有重要意義。有廣闊的應用前景和市場價值。
同類課題研究水平概述
- 提高原油采收率從來都是石油行業(yè)中的首要問題，在能源日趨緊張的今天提高原油采收率就更為重要。石油開采工藝大致可以分為一次采油、二次采油及多次采油。資料表明，一次采油和二次采油的采收率都不高，只有采用非常規(guī)的工藝技術才能使這些石油資源充分開采。 針對以上問題，技術人員提出利用氣體進行采油，這項技術在全世界越來越受到石油開發(fā)工作者的重視，應用范圍越來越廣泛，隨著科學技術的進步為大范圍使用氣體采油提供了可能性；而氣體的分離、提純、壓縮、裝載、運輸、增壓等設備與裝置日漸成熟，為在油田的大范圍推廣和使用提供了基礎。高溫混合氣開采技術正是眾多氣體采油技術項目中的最具前途的一個新開發(fā)的項目。 當前，各國普遍用高壓鍋爐系統(tǒng)熱開采稠油、集中產氣并通過管網送到進口，再經油管送到井下去加熱油層，使稠油溫度升高，粘度下降，進而實現(xiàn)對稠油開采的目的。這種傳統(tǒng)的開采方式，盡管沿用多年，但是其缺點是顯而易見的，如設備龐大、造價高，不能逐井生產作業(yè)、熱損失達30%-40%，原油采收率低，成本高等諸多弊端?；谏鲜鲈?，新型采油裝置--氣汽發(fā)生器通過投入油田生產表明，設備體積小、重量輕、投資低、熱效率高、可以降低原油開采成本，能到井口逐井生產作業(yè)，使熱采稠油的方式提高到一個新水平。 對于氣汽發(fā)生器配套的控制系統(tǒng)，從早期簡單的繼電器控制到PLC控制，經歷了一個從簡單到復雜的發(fā)展階段，其中都存在一些不足。比如，系統(tǒng)體積過大，操作復雜等等。本作品受氣汽發(fā)生器研制方委托，利用計算機控制的新技術，為其研發(fā)新型的控制系統(tǒng)，以提高整套產品的價值。作品具有集成度高，操作方便等特點。經過查新，目前為止在氣汽發(fā)生器裝置上還沒有類似的應用。采用工業(yè)觸摸屏技術、PLC技術、視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)相結合的氣汽發(fā)生器裝置計算機控制系統(tǒng)，不僅能夠使操作人員對設備的控制更方便，而且使控制系統(tǒng)功能更加集成，能夠使操作人員更好地掌握現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，保障安全運轉。同時，該控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，大大增加了氣汽發(fā)生器裝置的科技含量，符合科技創(chuàng)新的發(fā)展方向，增強了產品的市場競爭力。 據遼寧省科學技術情報研究所對本作品進行科技查新，結論是：“氣汽發(fā)生器裝置計算機控制系統(tǒng)的研發(fā)及應用”，在國內文獻檢索中，未見相同報道。
