Автоматизация стенда физического подобия «Трёхфазный сепаратор»

Учебный стенд трехфазного сепаратора предназначен для функциональной имитации работы сепаратора, а именно визуальное отображение процесса разделения добываемой нефти на фракции для дальнейшей переработки продукта. Предназначен для проведения лабораторно-практических работ по изучению общего устройства и основных характеристик трехфазного сепаратора. Стенд позволяет изучить основные узлы и элементы сепараторов, принцип функционирования и режимы работы, а также сформировать первоначальные навыки по обслуживанию.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 14
1 Аналитическая часть ………………………………………………………………………….. 17
1.1 Характеристика скважинной продукции и сепарированной нефти ………… 17
1.1.1 Промысловая подготовка нефти ……………………………………………….. 17
1.1.2 Правильная подготовка нефти – обязательный показатель ее
качества …………………………………………………………………………………………….. 17
1.1.3 Подготовка нефти к транспортировке ……………………………………….. 18
1.1.4 Процессы подготовки нефти …………………………………………………….. 19
1.1.5 Сепарация нефти …………………………………………………………………….. 20
1.1.6 Классификация и конструктивные особенности сепараторов ……… 22
1.2 Обзор физико-химических технологий разделения водонефтяных эмульсий
…………………………………………………………………………………………………………. 32
1.2.1 Эмульсии ………………………………………………………………………………… 32
1.2.2 Физико-химические свойства нефтяных эмульсий …………………….. 37
Выводы к главе …………………………………………………………………………………………. 42
2 Конструкторско-технологический раздел …………………………………………….. 43
2.1 Разработка принципиальной технологической схемы сепаратора ………….. 43
2.2 Анализ практического опыта управления процессом сепарации ……………. 45
2.3 Разработка конструкции сепаратора ……………………………………………………. 46
2.4 Описание комплекса технических средств …………………………………………… 47
2.5 Разработка принципиальных электрических схем ………………………………… 48
3 Имитационное моделирование процесса сепарации ……………………………… 50
3.1 Имитационный эксперимент ………………………………………………………………. 50
4 Разработка алгоритмов работы стенда …………………………………………………. 55
4.1 Алгоритм технологического прогона оборудования …………………………….. 55
4.2 Алгоритм работы стенда в статическом режиме …………………………………… 57
4.3 Алгоритм работы стенда в динамическом режиме ……………………………….. 59
5 Разработка имитационной модели работы стенда …………………………………. 61
6 Выбор оборудования ………………………………………………………………………….. 67
6.1 Выбор клапанов …………………………………………………………………………………. 67
6.2 Выбор уровнемеров ……………………………………………………………………………. 68
6.3 Выбор датчика температуры ………………………………………………………………. 69
6.4 Выбор датчика давления …………………………………………………………………….. 71
6.5 Выбор компрессора ……………………………………………………………………………. 72
6.6 Выбор нагревателя …………………………………………………………………………….. 73
6.7 Выбор контроллера ……………………………………………………………………………. 75
7 Концепция стартап-проекта ………………………………………………………………… 77
7.1 Название……………………………………………………………………………………………. 77
7.2 Описание продукта как результата НИР ………………………………………………. 77
7.3 Интеллектуальная собственность ………………………………………………………… 78
7.4 Объем и емкость рынка ………………………………………………………………………. 78
7.5 Анализ современного состояния и перспектив развития отрасли …………… 80
7.6 Планируемая стоимость продукта ……………………………………………………….. 82
7.7 Конкурентные преимущества создаваемого продукта, сравнение технико-
экономических характеристик с отечественными и мировыми аналогами. ……. 87
7.8 Целевые сегменты потребителей создаваемого продукта ……………………… 88
7.9 Бизнес-модели проекта. Производственный план и план продаж ………….. 89
7.10 Стратегия продвижения продукта на рынок …………………………………………. 91
8 Социальная ответственность ………………………………………………………………. 92
8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……….. 93
8.2 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства ……………………………………………………………. 93
8.3 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …………….. 95
8.4 Производственная безопасность …………………………………………………………. 96
8.5 Отклонение показателей микроклимата ………………………………………………. 98
8.6 Производственный шум ……………………………………………………………………. 100
8.7 Отсутствие или недостаток естественного света…………………………………. 101
8.8 Повышенный уровень электромагнитных излучений ………………………….. 103
8.9 Опасность поражения электрическим током ………………………………………. 104
8.10 Экологическая безопасность …………………………………………………………….. 106
8.11 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду ………….. 107
8.12 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ………………….. 107
8.13 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………… 108
8.14 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований.
……………………………………………………………………………………………………….. 108
8.15 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка
действия в случае возникновения ЧС ……………………………………………………….. 110
8.16 Выводы по разделу социальная ответственность ………………………………… 111
Список литературы …………………………………………………………………………………. 112
Приложение А (обязательное) Automation of the physical similarity bench
“Three-phase oil separator” ………………………………………………………………………… 117
Приложение Б (обязательное) Конструкция стенда сепаратора ………………….. 130
Приложение В (обязательное) Комплекс технических средств …………………… 131
Приложение Г (обязательное) Схемы электрические принципиальные ……….. 132
Приложение Д (обязательное) Блок-схема алгоритма технологического прогона
оборудования стенда ……………………………………………………………………………….. 135
Приложение Е (обязательное) Блок-схема алгоритма работы стенда в
статическом режиме ………………………………………………………………………………… 136
Приложение Ж (обязательное) Блок-схема алгоритма работы стенда в
динамическом режиме …………………………………………………………………………….. 137
Приложение Е (обязательное) Результаты проведенных опытов ………………… 138