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基本信息

項(xiàng)目名稱:
新型采油裝置——?dú)馄l(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
簡(jiǎn)介:
本控制系統(tǒng)是氣汽發(fā)生器采油裝置的一種新型計(jì)算機(jī)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(shù)相結(jié)合,附加視頻監(jiān)視系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該采油裝置的可靠、安全控制。
詳細(xì)介紹:
本計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)層次,上層為監(jiān)控級(jí)(上位機(jī))、中層為控制級(jí)(下位機(jī)): 上位機(jī)的設(shè)計(jì)為本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的上層設(shè)計(jì),采用eView5600T觸摸屏,其功能主要是能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀況、工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)變化,根據(jù)監(jiān)控畫面上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控顯示能夠在計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,如閥開度的大小、給出流量的設(shè)定值、急停等,同時(shí)能夠記錄歷史數(shù)據(jù)、曲線等為故障分析提供數(shù)據(jù)。上位機(jī)運(yùn)用的是EV5000軟件,其可以完成與下位機(jī)PLC之間的通訊,進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。 下位機(jī)采用西門子S7—200PLC,下位機(jī)系統(tǒng)的主要功能是與氣汽發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表連接,將各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息采集并處理后按一定格式存放,并將所采集信息準(zhǔn)確快速地傳往上位機(jī)。同時(shí)接收上位機(jī)的指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做出控制動(dòng)作。下位機(jī)編程采用的是Step7MicWIN4.0軟件。 1,上位機(jī)(觸摸屏)組態(tài)設(shè)計(jì) 運(yùn)行 EV5000,新建一個(gè)空工程,EV5000 的界面顯示內(nèi)容將如圖所示。 也可以在菜單“視圖”或者在工具欄上點(diǎn)擊右鍵,就可以看見各個(gè)工具欄。 建立一個(gè)新工程選入合適型號(hào)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(jī)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 下位機(jī)采用S7—200PLC,接受現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)檢測(cè)變送儀表輸出的信號(hào)見圖所示,編程軟件采用 STEP 7 MicroWIN。

作品圖片

  • 新型采油裝置——?dú)馄l(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)目的:利用氣體開采原油的技術(shù),目前在全世界越來越受到石油開采工作者的重視,應(yīng)用范圍越來越廣泛。氣汽發(fā)生器裝置的研制對(duì)石油的開采不但可以提高原油采收率,增加原油產(chǎn)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(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的是高溫高壓的混合氣,建立一種有效的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不僅有利于氣汽發(fā)生器裝置的安全運(yùn)行,而且會(huì)增加產(chǎn)品技術(shù)含量,提高其應(yīng)用價(jià)值。 設(shè)計(jì)基本思路:氣汽發(fā)生器裝置產(chǎn)生燃燒后的混和氣,屬于高溫高壓裝置,人工控制經(jīng)常難以做到安全可靠,通過建立計(jì)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(yùn)行狀況,保障生產(chǎn)正常連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。 創(chuàng)新點(diǎn):本設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)控制的新技術(shù),給出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,提出系統(tǒng)硬件組成和軟件設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)氣汽發(fā)生器裝置的自動(dòng)控制;采用工業(yè)觸摸屏技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建新型氣汽發(fā)生器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相融合,開發(fā)獨(dú)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(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù):采用工業(yè)觸摸屏技術(shù)、PLC技術(shù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合的形成氣汽發(fā)生器控制系統(tǒng)成套裝置。對(duì)于氣汽發(fā)生器是一種新型的控制方式。 技術(shù)指標(biāo): 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(xué)性、先進(jìn)性

氣汽發(fā)生器是一種新型的采油裝置,它點(diǎn)火安全可靠,性能穩(wěn)定,其提供的燃?xì)?、蒸氣混合氣不僅能達(dá)到熱采工藝流程要求,而且能起到同量蒸氣所不及的熱驅(qū)效果。對(duì)中質(zhì)稠油開采,提高采收率20%左右,降低成本50%左右。 自動(dòng)控制系統(tǒng)是氣汽發(fā)生器裝置的重要組成部分,它負(fù)責(zé)系統(tǒng)各部分的協(xié)調(diào)控制及數(shù)據(jù)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(diǎn):一是工業(yè)觸摸屏技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建新型氣汽發(fā)生器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成方案,方便操作人員對(duì)設(shè)備的控制;二是視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相融合,可以實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況,能夠及時(shí)排除安全隱患,保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。 參考文獻(xiàn): [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(yīng)用.北京:中國電力出版社,2007 [3]李方圓. 觸摸屏工程應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社,2008

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

該作品于2009年4月3日在遼寧省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所查新。查新結(jié)論:“氣汽發(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用”,國內(nèi)文獻(xiàn)檢索中未見相同研究報(bào)道。 2009年參加遼寧省暨沈陽市大學(xué)生科技活動(dòng)展示,獲廣泛關(guān)注。 2009年參加第九屆“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽獲特等獎(jiǎng)。

作品所處階段

生產(chǎn)階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

有償轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品 圖片 樣品 現(xiàn)場(chǎng)演示

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

對(duì)于氣汽發(fā)生器的控制系統(tǒng),從早期的簡(jiǎn)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(fù)雜等等。該套控制系統(tǒng)將觸摸屏技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)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(jīng)過查新與專利檢索,到目前為止,仍然沒有機(jī)構(gòu)在氣汽發(fā)生器的控制系統(tǒng)上進(jìn)行研究?;诠I(yè)觸摸屏技術(shù)和PLC技術(shù)構(gòu)建的氣汽發(fā)生器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),是在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)下,將PLC技術(shù)與工業(yè)觸摸屏技術(shù)結(jié)合起來。形成集成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),提升了氣汽發(fā)生器裝置的價(jià)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(shí)時(shí)觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況。該控制系統(tǒng)對(duì)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(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)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(shù)才能使這些石油資源充分開采。 針對(duì)以上問題,技術(shù)人員提出利用氣體進(jìn)行采油,這項(xiàng)技術(shù)在全世界越來越受到石油開發(fā)工作者的重視,應(yīng)用范圍越來越廣泛,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(yùn)輸、增壓等設(shè)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(chǔ)。高溫混合氣開采技術(shù)正是眾多氣體采油技術(shù)項(xiàng)目中的最具前途的一個(gè)新開發(fā)的項(xiàng)目。 當(dāng)前,各國普遍用高壓鍋爐系統(tǒng)熱開采稠油、集中產(chǎn)氣并通過管網(wǎng)送到進(jìn)口,再經(jīng)油管送到井下去加熱油層,使稠油溫度升高,粘度下降,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)是顯而易見的,如設(shè)備龐大、造價(jià)高,不能逐井生產(chǎn)作業(yè)、熱損失達(dá)30%-40%,原油采收率低,成本高等諸多弊端?;谏鲜鲈颍滦筒捎脱b置--氣汽發(fā)生器通過投入油田生產(chǎn)表明,設(shè)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(chǎn)作業(yè),使熱采稠油的方式提高到一個(gè)新水平。 對(duì)于氣汽發(fā)生器配套的控制系統(tǒng),從早期簡(jiǎn)單的繼電器控制到PLC控制,經(jīng)歷了一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)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(fù)雜等等。本作品受氣汽發(fā)生器研制方委托,利用計(jì)算機(jī)控制的新技術(shù),為其研發(fā)新型的控制系統(tǒng),以提高整套產(chǎn)品的價(jià)值。作品具有集成度高,操作方便等特點(diǎn)。經(jīng)過查新,目前為止在氣汽發(fā)生器裝置上還沒有類似的應(yīng)用。采用工業(yè)觸摸屏技術(shù)、PLC技術(shù)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合的氣汽發(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),不僅能夠使操作人員對(duì)設(shè)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(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),保障安全運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí),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(qiáng)了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 據(jù)遼寧省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所對(duì)本作品進(jìn)行科技查新,結(jié)論是:“氣汽發(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用”,在國內(nèi)文獻(xiàn)檢索中,未見相同報(bào)道。
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