稠油集输控制系统优化与仿真研究

摘要

稠油其物性差,胶质含量高、粘度大、携沙严重,使用常规设备脱水效率低,能耗大,也给稠油集输控制带来较大的困难。尤其是在稠油开发后期,含水含沙率增大,来液量不稳定,对稠油集输监控系统的稳定性提出了更高的要求。稠油集输控制系统的优化设计研究依托中国石化河南油田分公司第二采油厂稠油联合站改造项目,分析研究井楼稠油联合站集输系统的工艺流程和系统优化措施,提出监控内容和控制要求。讨论监控系统的结构,软、硬件的实现,提出系统存在的问题,并针对这些问题对监控系统进行优化设计,提高系统的可靠性和稳定性。监控层由单主机变为双机热备冗余,传输层由MPI变为PROFIBUS_DP总线,控制层通过软件和硬件两方面提高控制系统的可靠性。
　　 控制策略的优化,首先介绍常规PID控制器的原理和参数整定原则,用实验的方法分析得出:在油水分离过程中,压力液位变量强耦合,液位控制过程非线性,常规PID控制不能满足稠油集输的控制要求。然后引入模糊控制理论,分析模糊控制器的结构,根据四相分离器液位控制的要求,提出采用模糊自适应PID控制代替常规PID控制。最后建立数学模型,利用Simulink工具和模糊工具箱对常规PID控制和模糊自适应PID控制策略进行仿真对比,以及现场验证。最后得出通过模糊自适应PID控制的应用,提高了稠油集输工艺的控制水平,改善了系统的可靠性。