基于K-Spice的三相分离器液位设定分析及优化

合理的分离器液位设定值对分离器的安全运行尤为重要,但目前针对分离器液位设定值缺乏系统性研究。本文以国内某海上平台的油气水三相分离器为例,使用K-Spice软件建立与现场运行参数一致的动态模型,通过模拟计算得到油相出口液位调节阀发生故障时分离器内液位的变化情况,并与壳牌内部推荐方法的液位设定值进行对比,以确定三相分离器液位设定值的合理性。结果表明:壳牌内部推荐做法的高高液位关断(LAHH)设定值和低低液位关断(LALL)设定值合理,可确保关断过程中不会发生“冒罐”或“气窜”事故;但高液位报警(LAH)设定值偏高、低液位报警(LAL)设定值偏低,一旦调节阀故障可能引起油田停产。基于动态仿真结果,提出了优化后的油气水三相分离器液位设定原则,在液位报警设定中考虑了现场操作人员的响应时间,并给出了优化后的高液位报警(LAH)设定值和低液位报警(LAL)设定值,以确保操作人员可在分离器关断前将故障排除或采取应急措施消除液位异常状态,避免引发油田停产。本文研究成果为海上平台分离器液位设定值的确定提供了参考。

基于K-Spice的海上油田井口超压和泵回流研究

井口超压、短时间停产是水下生产系统运行面临的应急工况。以某海上油田水下生产系统为对象,利用K-Spice软件建立了生产系统的动态模型,借助软件自带MCL语言编写控制逻辑,通过调节水下井口压力和阀门开度对水下单井超压和停产期间增压泵回流2种工况进行了动态模拟。结果表明,单井压力增至关井压力的过程中,下游管汇和增压泵受到高压冲击,最高瞬时压力略低于关井压力;该油田停产期间回流流量控制在892.8~946.8 m^3/h的范围内,流体温度不会超过管线设计温度,同时不会造成能量浪费。因此,油田生产系统有必要根据关井压力采用全压设计,并根据停产期间流体温度的变化情况确定合适的回流流量区间。

基于K-Spice与SPS的单管泵阀模型PID控制

管道的控制系统是油气管道建设必不可少的部分,对其进行仿真模拟具有重要的工程指导意义。通过K-Spice 软件建立单管泵阀模型,在模型上加入PID 控制进行仿真,同时在SPS 软件上进行相同的单管泵阀模型的PID 控制仿真。通过二者的仿真结果对比分析,验证了K-Spice 软件在模型控制仿真方面的可行性与优异性。K-Spice 软件的PID 控制模型仿真结果较为理想,且更方便、合理,可为后续使用K-Spice 软件进行更复杂的管网系统模型控制仿真提供支持。

基于K-Spice的海上平台三相分离器压力设定动态模拟

三相分离器是海上油气田开发中一种重要的油气水分离设备,合理设定分离器压力尤为关键。选取A、B两个海上平台的三相分离器为研究对象,采用K-Spice软件搭建符合现场运行情况的工艺动态仿真模型。对分离器气相出口管道堵塞、气相出口管道调节阀故障卡住两种情况下分离器内压力的变化进行了模拟,并与国内外行业标准推荐的压力设定值进行了对比。结果表明:常用的高高压力关断设定值偏低,分离器可能因气相出口调节阀故障卡住导致油田停产,且在气相出口堵塞情况下可能存在分离器一级保护措施(关断阀关闭)与二级保护措施(安全阀泄压)相互不独立的问题。提出一种新的压力设定方法:根据气相出口管道调节阀故障卡住时分离器内的压力波动值,确定高高压力关断设定值的最小值;根据气相出口堵塞情况下分离器的压力变化,确定安全阀设定压力的最小值。三相分离器压力设定新方法,可避免分离器调节阀故障卡住带来的“生产关断”问题,同时可确保分离器的一级保护与二级保护相互独立。

阿姆河气田天然气脱硫脱碳MDEA吸收塔工艺的优化

针对阿姆河气田天然气脱硫脱碳过程中MDEA吸收塔工艺落后,导致贫胺液进料量调控不精确,H_2S含量无法达到或超出设计指标的情况。应用K-SPICE软件对MDEA吸收塔进行动态模拟,在贫胺液进料环节增加了H_2S流量与贫胺液进料量的反馈调节,通过分析优化结果数据和优化前后经济性比较得出优化方案切实可行。