Giáo trình Vận hành hệ thống khai thác dầu khí trên mô hình 2 (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Giáo trình Vận hành hệ thống khai thác dầu khí trên mô hình 2 được biên soạn với mục tiêu giúp các bạn có thể nhận biết được những dấu hiệu, nguyên nhân gây sự cố từ đó có biện pháp xử lý phù hợp; Vận hành các loại động cơ, các bộ ly hợp, hộp số theo đúng quy trình; Xây dựng được quy trình vận hành các hệ thống phục vụ công tác khai thác. Mời các bạn cùng tham khảo!

HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

Trên giàn khai thác, bên cạnh các hệ thống thu gom dầu, nước và khí đồng hành, còn có các hệ thống quan trọng như hệ thống cung cấp điện năng đảm bảo hoạt động liên tục, hệ thống xử lý khí thải nhằm giảm thiểu tác động môi trường, và hệ thống phòng cháy chữa cháy nhằm đảm bảo an toàn cho nhân viên và trang thiết bị Các hệ thống này đóng vai trò thiết yếu trong việc vận hành hiệu quả và an toàn của giàn khai thác dầu khí.

Hệ thống cung cấp điện năng không chỉ phục vụ cho việc thắp sáng và vận hành máy lạnh mà còn để khởi động các thiết bị quan trọng như máy bơm piston và bơm ly tâm Trên giàn khai thác có hai máy phát điện chính, cùng với một máy phát điện chạy bằng hơi (Steam Turbine Driven Generator) và một máy phát điện khẩn cấp, đảm bảo nguồn điện liên tục và an toàn Trong hoạt động thường ngày, máy phát điện và Steam Turbine Driven Generator hoạt động nhằm duy trì cung cấp điện ổn định, còn máy phát điện khẩn cấp chỉ chạy trong các trường hợp gặp sự cố để đảm bảo an toàn và liên tục cho quá trình khai thác.

The generator is equipped with two machines tasked with supplying power to key systems, including the 1st and 2nd stage recompressors, the cooling medium production unit, sea water lift pumps, water injection pumps for aquifer flooding, and oil export pumps, ensuring efficient and reliable operation of the facility.

Máy phát điện chạy bằng hơi (Steam Turbine Driven Generator): được trang bị với nhiệm vụ giống như máy phát điện;

Máy phát điện khẩn cấp (Emergency Generator) được trang bị hệ thống tự động hoạt động dự phòng trong trường hợp máy phát điện chính hoặc turbine hơi gặp sự cố trong quá trình vận hành Thiết bị này đảm bảo cung cấp nguồn điện liên tục, duy trì hoạt động của các hệ thống quan trọng khi nguồn chính gặp sự cố Việc lắp đặt máy phát điện khẩn cấp giúp nâng cao độ an toàn và ổn định cho các nhà máy, nhà xưởng trong mọi tình huống khẩn cấp.

Bài 1: Vận hành và kiểm soát các thông số chế độ khai thác Trang 13

Hình 1.1 Tổng quan về hệ thống cung cấp điện năng

HỆ THỐNG NƯỚC LÀM MÁT TRUNG GIAN

Nước biển được hút lên bằng Cụm máy hút nước biển (Sea Water Lift Pumps) để phục vụ các mục đích như làm nước sinh hoạt, cung cấp hơi, làm mát thiết bị và xử lý thành nước bơm ép cho vỉa Nước khai thác từ giếng được dẫn qua Cây thông khai thác và phân dòng tại Cụm phân dòng (Manifold), sau đó phần lớn chảy về Bình tách cao áp (HP Separator) để loại bỏ tạp chất, trong khi một phần chảy về Bình đo (Test Separator) để kiểm tra Tại các bình tách này, nước được tách khỏi dầu mỏ và khí, gọi là nước đồng hành Tiếp theo, nước này được xử lý để tách dầu và khí, rồi mới được đưa vào Cụm bơm ép nước cho vỉa, nơi bơm ép đẩy nước xuống giếng bơm ép và cung cấp cho vỉa nhằm duy trì áp suất khai thác hiệu quả.

Hình 1.2 Tổng quan về hệ thống thu gom nước

HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ NHIÊN LIỆU

Khí là sản lượng khai thác từ giếng, qua Cây thông khai thác đến Cụm phân dòng (Manifold), sau đó chủ yếu chuyển về Bình tách cao áp (HP Separator) và một phần về Bình đo (Test Separator) Tại các bình tách cao áp, trung áp, thấp áp, khí và dầu được tách riêng, trong đó khí tách ra ở Bình tách thấp áp có áp suất thấp và được xử lý, nâng áp bởi Trạm máy nén khí cấp 1 (1st Stage Recompressor) để phù hợp với khí từ Bình tách trung áp Sau đó, khí được xử lý qua Trạm máy nén khí cấp 2 (2nd Stage Recompressor) nhằm nâng áp và làm sạch, gia nhiệt để thay thế nhiên liệu diesel cho máy phát điện và cung cấp khí cho hệ thống máy nén khí xuất khí (Gas Export Compressor) Cuối cùng, khí được đưa đến giếng bơm ép, nén xuống và đưa vào vỉa để khai thác, đảm bảo hiệu quả hoạt động của toàn hệ thống khí nhiên liệu.

Hình 1.3 Tổng quan về hệ thống thu gom khí đồng hành

HỆ THỐNG BƠM ÉP KHÍ

Sơ đồ quy trình (Process Flow Diagram) PFD

Sơ đồ quy trình (PFD) là công cụ quan trọng trong kỹ thuật hóa chất và quy trình, giúp thể hiện quy trình chung của nhà máy và giàn khai thác Nó mô tả mối quan hệ giữa các thiết bị chính của cơ sở mà không đi vào chi tiết nhỏ như đường ống hay chỉ định cụ thể PFD giúp dễ dàng hình dung và kiểm soát các quy trình, thiết bị trong quá trình vận hành nhà máy hoặc giàn khai thác.

PFD (Piping and Instrument Diagram) là bản vẽ sơ đồ khối thể hiện toàn bộ quy trình công nghiệp từ bắt đầu đến kết thúc, trong đó rõ ràng các đầu vào, các đường vòng, đường nhánh, điểm hoạt động hoặc quyết định, giúp tối ưu hóa hiệu suất và kiểm soát quy trình vận hành.

- PFD là một bản vẽ kỹ thuật cung cấp các thong tin sau:

✓ Toàn bộ các thiết bị chính Bao gồm thông tin cơ bản về kích cỡ và công suất

✓ Hướng dòng chảy của quá trình

✓ Thiết bị đo chính (áp suất, nhiệt độ, lưu lượng)

✓ Van điều khiển và các van quan trọng

✓ Các thông số vận hành ở điều kiện bình thường (không bắt buộc)

- PFD phục vụ cho các mục đích:

✓ Huấn luyện an toàn, vận hành

✓ Thiết kế, tính toán sơ bộ trong các dự án

✓ Tài liệu chung để thảo luận trong các cuộc họp với nhiều bên không chuyên

Người vận hành và kỹ sư khi xem sơ đồ quy trình tổng thể (PFD) có thể dễ dàng hình dung các thiết bị trong hệ thống, dòng chảy của quá trình và hướng di chuyển của nguyên liệu từ máy này đến máy khác Họ cũng có thể nhận biết các đường hồi về và các van được điều khiển để đảm bảo hoạt động hiệu quả của quá trình sản xuất.

HỆ THỐNG BƠM ÉP NƯỚC

Sơ đồ đường ống và thiết bị đo lường (Piping and Instrumentation Diagram) P&ID

P&ID (Piping & Instrumentation Diagram) là bản vẽ kỹ thuật chi tiết hơn sơ đồ PFD, thể hiện đầy đủ các máy móc, thiết bị đo lường, đường ống và thông tin liên quan Bản vẽ này mô tả rõ cách hệ thống vận hành dựa trên các chỉ báo (indicator) được ghi nhận từ các thiết bị đo lường, giúp hiểu rõ quá trình và đảm bảo thiết kế, vận hành hệ thống chính xác và hiệu quả.

- P&ID sẽ cung cấp các thông tin bao gồm:

✓ Toàn bộ các máy Bao gồm các linh kiện được lắp đặt, đường ống kết nối giữa các máy, đường ống nước ngưng, đường ống gió

✓ Toàn bộ các van, bít mù và trạng thái bình thường của chúng

✓ Thiết bị đo lường, và các đặc tính của chúng

✓ Chi tiết đường về sưởi nhiệt (heat tracing) và bảo ôn (insulation)

✓ Thông tin của động lực (điện, hơi nước, gas, nước cấp, nước thải, nhiên liệu…)

✓ Đường truyền tín hiệu (khí nén, điện, hơi nước, thủy lực….)

Bản P&ID (Sơ đồ Piping and Instrumentation) đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế, xây dựng, nâng cấp và bảo trì hệ thống Nó cung cấp các chi tiết chính xác nhất về cấu trúc của hệ thống, giúp đảm bảo vận hành hiệu quả và an toàn Tuy nhiên, một bản P&ID có thể không phản ánh đầy đủ cách bố trí mặt bằng của quy trình, vì vậy, thường xuyên bổ sung các P&ID nhỏ hơn và chi tiết hơn để thể hiện rõ từng khu vực cụ thể Lưu ý rằng, P&ID không chứa các thông tin về mặt bằng, thứ tự lắp đặt cụ thể của thiết bị hay các dữ liệu về kích thước thực tế của hệ thống.

✓ Điều kiện quá trình và dữ liệu vật lý

✓ Chi tiết về dòng chảy

✓ Định tuyến ống (bố trí ống), độ dài ống và lắp nối ống

✓ Chi tiết các bệ, khung đỡ, kết cấu xây dựng

Sơ đồ đường ống và thiết bị đo (P&ID) là bản vẽ minh họa thể hiện mối quan hệ chức năng giữa các thành phần chính như đường ống, thiết bị đo đạc và hệ thống Đây là tài liệu quan trọng giúp hiểu rõ cấu trúc và hoạt động của hệ thống, hỗ trợ quản lý, vận hành và bảo trì hiệu quả Việc thiết kế và phân tích P&ID đóng vai trò thiết yếu trong quá trình đảm bảo an toàn, tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu rủi ro trong hệ thống kỹ thuật công nghiệp.

Hình 1.4 Ba Tank trước khi làm hệ thống kết nối

- Trong bất kỳ nhà máy nào, các chất lỏng khác nhau chảy qua các đường ống từ đầu này sang đầu kia

- Chúng ta phải chuyển chất lỏng từ Tank 1 sang Tank 2 & Tank 3

- Chúng ta sẽ cần kết nối các đường ống để chuyển chất lỏng từ Bể-1 sang Bể-2 và Bể-3

Hình 1.5 Ba Tank chỉ với các đường ống là đoạn thẳng

- Để giải quyết những vấn đề này, chúng ta cần các thành phần đường ống, được gọi là Phụ kiện đường ống (Hình 1-8):

✓ Cần một số kết nối chi nhánh (branch connections)

✓ Cần một số kết nối uốn cong (bend connections)

Hình 1.6 Ba Tank đã được đặt các phụ kiện kết nối

Trong lĩnh vực dây dẫn và đường ống, có nhiều loại phụ kiện đa dạng phục vụ các mục đích khác nhau, trong đó các loại phổ biến gồm có khuỷu tay/uốn cong (Elbows/Bends), Tees/nhánh (Tees/Branches), bộ giảm/mở rộng (Reducers/Expanders), khớp nối (Couplings) và Olets, giúp kết nối và điều chỉnh hệ thống linh hoạt và hiệu quả.

- Dù sao, các đường ống và phụ kiện đã được đặt sẵn, nhưng các đầu vẫn chưa được nối với các Tanks

- Bây giờ chúng ta phải hoàn thành các kết nối cuối

- Đây là các khớp có mặt bích hoặc được kết nối bởi mối hàn (Hình 1-9)

- Cho đến nay đây là một sự sắp xếp tốt đẹp Nhưng không kiểm soát được dòng chảy từ Tank-1 sang các Tank khác

- Chúng ta cần một số sắp xếp để ngăn dòng chảy nếu cần

Hình 1.7 Ba Tank đã được kết nối

Hình 1.8 Ba Tank đã được đặt bộ phận kiểm soát dòng chảy (Valve)

- Để kiểm soát dòng chảy trong đường ống, chúng ta cần lắp một bộ phận đặc biệt Đó được gọi là valve (Hình 1-10)

- Có nhiều loại van, được phân loại dựa trên cấu tạo và chức năng của chúng, như là: Gate, Globe, Check, Butterfly, v.v

- Ngoài van, một bộ phận quan trọng khác của đường ống là một bộ lọc (Strainer), làm sạch cặn bẩn khỏi chất lỏng chảy

Hình 1.9 Bộ lọc trên đường ống kết nối

- Ở đây chúng ta thấy một hệ thống đường ống ít nhiều chức năng, với các van và bộ lọc được lắp đặt

- Bây giờ chúng ta hãy tìm hiểu một số khía cạnh của tính linh hoạt của đường ống

- Nếu vòi bể này nở ra, khi bể nóng (chỗ các mặt bích)

- Trong trường hợp đó, chúng tôi cần lắp một bộ phận ống mềm tại vị trí đó, được gọi là MỞ RỘNG LIÊN KẾT (EXPANSION JOINT)

Hình 1.10 Mở rộng liên kết trên đường ống kết nối

- P&ID là viết tắt của:

✓ và Thiết bị đo (and Instrumentation)

✓ Sơ đồ hoặc Bản vẽ (Diagram or Drawing)

- Tại sao phải đọcP&IDs:

Đánh giá và phản hồi thiết kế dựa trên bản P&ID giúp hiểu rõ tổng thể và mục đích hoạt động của hệ thống Việc biết cách đọc P&ID không chỉ giúp bạn nắm bắt chính xác các yếu tố trong thiết kế mà còn nâng cao khả năng đưa ra phản hồi xây dựng, đảm bảo thiết kế phù hợp và tối ưu hóa hoạt động của dự án.

✓ Hoạt động: Hỗ trợ hiểu biết về quá trình và các tương tác của quá trình Các tùy chọn để kiểm soát

✓ Bảo trì: Số thẻ; khóa liên động với các thiết bị khác; van và điều khiển; dư

- Sử dụng P&ID như thế nào:

Trong quá trình tích hợp các lĩnh vực khác nhau như Quy trình, Cơ khí, Điện đường ống, hệ thống hiển thị các yêu cầu chức năng (không phải vật lý) đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và kiểm tra danh sách thiết bị Đây cũng là công cụ hỗ trợ xây dựng danh sách đầu vào/đầu ra của PLC, giúp tối ưu hóa quá trình vận hành và đảm bảo độ chính xác trong thiết kế hệ thống tự động hóa.

Bài 1: Vận hành và kiểm soát các thông số chế độ khai thác Trang 23 o Mô tả các yêu cầu đối với phần mềm PLC (Programmable Logic Controller)

- Định nghĩa thuật ngữ kỹ thuật:

✓ FAIL CLOSED (FC): Đặc điểm của van tự động khiến van đóng lại do các sự cố cụ thể, bao gồm mất tín hiệu hoặc công suất động cơ

✓ FAIL OPEN (FO): Đặc điểm của van tự động khiến van mở do các sự cố cụ thể, bao gồm mất tín hiệu hoặc công suất động cơ

Thiết bị điều khiển rời rạc, còn gọi là Hand Switch (HS), là các công tắc hoặc điểm phần mềm do người vận hành thao tác để kiểm soát hệ thống Hand Switch bao gồm các công tắc bảng điều khiển có dây cứng và các thiết bị điều khiển phần mềm, giúp đảm bảo việc vận hành an toàn và chính xác trong quá trình vận hành hệ thống.

Hệ thống interlock đáp ứng với các điều kiện xác định trước và bắt đầu một hành động đã được lập trình sẵn Thường xuyên sử dụng tín hiệu nhị phân (bật/tắt) và logic để điều khiển quá trình, đảm bảo trình tự hoạt động hoặc bảo vệ ngắt các chức năng điều khiển bình thường Khóa liên động bảo vệ thường liên quan đến các yếu tố an toàn hoặc mục đích thương mại, như bảo vệ tài sản hoặc sản xuất.

Isolation valve, còn gọi là van khối chính, là thiết bị dùng để cách ly các thiết bị quy trình khi thực hiện các hoạt động như tẩy rửa, khử áp suất hoặc khử tồn kho, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành hệ thống.

(b) Hình 1.11 (a,b): Biểu tượng các loại van

Hình 1.12 Ký hiệu cơ cấu chấp hành van điều khiển

Hình 1.13 Ký hiệu đường ống

Hình 1.14 Ký hiệu bơm ly tâm

Hình 1.15 Ký hiệu bơm piston

Hình 1.16 Ký hiệu máy nén ly tâm

Hình 1.17 Ký hiệu thiết bị trao đổi nhiệt

HỆ THỐNG FLARE

Hệ thống xử lý khí thải (Flare Drum) được thiết kế để xử lý an toàn khí hydrocacbon và khí độc từ các hệ thống xử lý dầu khí Nó hoạt động hiệu quả trong quá trình vận hành bình thường cũng như trong các tình huống khẩn cấp, đảm bảo an toàn cho nhà máy và môi trường.

Hình 1.18 Tổng quan về hệ thống xử lý khí thải

Bình chứa khí thải chịu trách nhiệm thu thập các dòng khí thải từ các thiết bị như cụm phân dòng, bình tách cao áp, bình tách trung áp, thiết bị gia nhiệt dầu, bình tách thấp áp, thiết bị tách nước khỏi dầu, cụm bơm dầu, xử lý khí đồng hành và thiết bị làm khô khí Nó còn loại bỏ chất lỏng như dầu thải và tách khí hidrocarbon, khí độc trước khi khí được chuyển về trạm máy nén khí cấp 1 Các khí hydrocarbon và khí độc sau đó được dẫn tới buồng đốt để xử lý an toàn.

Thiết bị gia nhiệt khí thải (Heater) được lắp đặt trong bình chứa khí thải nhằm nâng cao hiệu quả tách dầu khỏi khí thải, giúp quá trình xử lý diễn ra nhanh chóng và thuận tiện hơn Ngoài ra, heater còn hỗ trợ dễ dàng vận chuyển dầu thải về bình chứa dầu thải, tối ưu hóa quy trình vận hành hệ thống xử lý khí thải.

Bình chứa dầu thải: được trang bị với nhiệm vụ nhận dầu thải sau khi tách ra từ khí thải ở Bình chứa khí thải;

Buồng đốt: được gắn trên đỉnh tháp với nhiệm vụ đốt khí hydrocacbon và khí độc thải ra

Trong bài này, một số nội dung chính được giới thiệu:

- Hệ thống truyền tải điện năng

- Hệ thống nước làm mát trung gian

- Hệ thống xử lý khí nhiên liệu

- Hệ thống bơm ép khí

- Hệ thống bơm ép nước

❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI 1

Hệ thống truyền tải điện năng có cấu tạo gồm các đường dây cao thế, trạm biến áp và các thiết bị chuyển đổi điện năng, có chức năng chính là vận chuyển điện từ nơi phát sinh đến nơi tiêu thụ để đảm bảo nguồn điện ổn định và liên tục Trong khi đó, hệ thống nước làm mát trung gian hoạt động bằng cách sử dụng nước làm chất truyền nhiệt trung gian để làm mát các thiết bị Quá trình này giúp duy trì nhiệt độ tối ưu cho các thiết bị, nâng cao hiệu quả vận hành và giảm thiểu rủi ro quá nhiệt trong hệ thống.

Câu hỏi 3 Trình bày hệ thống xử lý khí nhiên liệu?

Câu hỏi 4 Trình bày hệ thống bơm ép nước?

Câu hỏi 5 Trình bày nguyên tắc hoạt động của hệ thống flare?

SỰ CỐ, DẤU HIỆU NHẬN BIẾT VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ

DẤU HIỆU NHẬN BIẾT SỰ CỐ, HỎNG HÓC VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ

- Vận hành hệ thống van, bơm ở Oil Storage và 1st Stage Recompressor

- Xử lý bộ điều khiển mức 23LC1011 hay Condensate return Pumps (23PA101A, 23PA101B) để tạo mức cao và cao nhất ở Suction Scrubber 23VG101

- Ghi chép mức trong bình Suction Scrubber 23VG101 khi tín hiệu báo cao và cao nhất

• Chuẩn bị vật tư, dụng cụ, thiết bị:

Yêu cầu kỹ thuật, chất lượng Đơn vị tính Số lượng Ghi chú

1 Mô hình động khai thác dầu khí

2 Tài liệu hướng dẫn thực hành

Phù hợp với mô hình hiện có

3 Máy chiếu, máy tính, bút chỉ laser

Bài 2: Sự cố, dấu hiệu nhận biết và biện pháp xử lý Trang 31

+ Chấp hành nghiêm chỉnh hướng dẫn sử dụng máy móc, thiết bị và dụng cụ của phòng mô hình

+ Các vật dụng cá nhân phải để đúng nơi quy định Cấm tuyệt đối không được mang chất cháy nổ, độc hại, vũ khí vào phòng mô hình

+ Cấm hút thuốc lá, mang thức ăn và đồ uống vào phòng mô hình Cấm sử dụng các loại chất kích thích, rượu bia, chất gây nghiện

Không được tự ý tháo gỡ thiết bị, máy móc hoặc mang tài sản ra khỏi phòng mô hình khi chưa có sự cho phép của giáo viên hướng dẫn để đảm bảo an toàn và trật tự trong quá trình học tập.

+ Mức Condensate ở Suction Scrubber 23VG101 cao: 65%, cao nhất: 91%

+ Các sai hỏng thường gặp:

TT Các sai hỏng thường gặp Nguyên nhân Cách khắc phục

1 Không vận hành được van, bơm

Van, bơm ở trạng thái interlock

Reset PSD cho van, bơm rồi vận hành

Out put ở bộ điều khiển 23LC1011 cao

Cài đặt Out put ở bộ điều khiển 23LC1011 nhỏ

Bước 1: Mở tới “Oil Storage” và mở Block Valve 22HV0001

Chọn Block Valve 22HV0002 và mở cửa sổ “Details” để kiểm tra tín hiệu của van Khi van 22HV0001 đã mở hoàn toàn, tiến hành đóng van 22HV0002 và quan sát phản hồi của tín hiệu để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác.

Bước 3: Mở tới “Oil Wells 1 To 4” và thay đổi điểm cài đặt của van góc (Choke Valve) 13HV0307 tới độ mở 60% Quan sát rằng choke valve mở từ từ

Bước 4: Mở tới “1st Stage Recompressor” – Dừng Pump 23PA101A và Khởi động Pump 23PA101B Mở XY-plot cho 23PA101B để quan sát sự hoạt động của bơm

Bước 5: Để bộ điều khiển mức (Controller) 23LC1011 ở chế độ Manual Thay đổi controller với output là 60%

Bước 6: Mở Controller Details window và mở rộng window để nhìn xu hướng điều khiển Quan sát giá trị trong quá trình điều khiển (Mức trong scrubber đang tăng)

Bước 7: Để Controller 23LC1011 trở về auto, thay đổi điểm cài đặt (set point) tới 50% Quan sát rằng controller output đang tăng, van đang mở và mức đang giảm

Bước 8: Dừng pump 23PA101B và đợi tận mực cao báo alarm ở 23LT1011 Mở transmitter Details window để nhìn mức alarm ở transmitter Chấp nhận alarm (Acknowledge alarm)

Bước 9: Tiếp tục đợi tận khi mực quá cao, shut down có hiệu lực ở 23LST1012

Mở transmitter Details window để nhìn mức báo hiệu shut down Chấp nhận shut down alarm

+ Mức trong bình Suction Scrubber 23VG101 khi tín hiệu báo cao: %

+ Mức trong bình Suction Scrubber 23VG101 khi tín hiệu báo cao nhất: %

+ Mức trong bình Suction Scrubber 23VG101 khi tín hiệu báo cao: 65%

+ Mức trong bình Suction Scrubber 23VG101 khi tín hiệu báo cao nhất: 91%

1 Không vận hành được van Van ở trạng thái interlock

Reset PSD cho van rồi vận hành

2 Áp suất và nhiệt độ tại van góc tăng đột ngột

Mở van góc quá nhanh

Mở van góc từ từ

Bước 1: Mở tới ”Oil Wells 9 to 12” và mở “PSD 5_20 Production Well 9” từ một trong những tín hiệu Shutdown ở Oil Well 9

Bước 2: Để “Startup Override” (SOR) trên các thiết bị đo với một tín hiệu shutdown: 13PST0903, 13PST0906, 13PST0909

Step 4: Return to the "Oil Well 9 to 12" and open the surface safety valve "Sub Surface Safety Valve (SSSV) 13EV0901" at Oil Well 9 Ensure both the master valve and wing valve signals are interlocked to confirm safe operation.

Bước 5: Khi SSSV đã mở, mở “Master Gate Valve” 13EV0902 ở Oil Well 9 Quan sát rằng áp suất sau van đang tăng

Bước 6: Mở van 13HV0910 từ Oil Well 9 tới cụm phân dòng khai thác (Production Manifold) Mở “Wing Valve” 13EV0905

Bước 7: Mở Choke Valve 13HV0907 tới độ mở 30%

Trong bước 8, cần tạo Pop-up trend với lưu lượng khí xuất là “27FT1014”, bằng cách mở tới “PSD 4_6 Gas Reinjection” và kích hoạt PSD 4_6 để theo dõi hiệu quả Sau đó, mở tới “PSD Overview Gas” để quan sát tác động của các thay đổi này, giúp hướng dẫn tối ưu hoá quá trình xử lý khí.

Bước 9: Mở tới Alarm List và chấp nhận alarms rồi refresh page

Bước 10: Quan sát sự ảnh hưởng của việc kích hoạt PSD 4_6

+ Áp suất trên đường xuất khí sau khi Activate PSD 4.6 hai phút: barg

+ Nhiệt độ trên đường xuất khí sau khi Activate PSD 4.6 hai phút: degC

+ Trên đường xuất khí: 158 barg > Áp suất > 136 barg

+ Trên đường xuất khí: 45 degC > Nhiệt độ > 55 degC.

XỬ LÝ SỰ CỐ TRONG KHI VẬN HÀNH HỆ THỐNG KHAI THÁC

2.2.1 Khởi động hệ thống bơm hút nước biển

- Mở được van, bơm trong hệ thống bơm hút nước biển

- Xử lý được van, bơm trong hệ thống bơm hút nước biển để trên đường đẩy của bơm hút nước biển: 14 barg > áp suất > 10 barg

- Tuân thủ nội quy phòng mô hình khai thác dầu khí

- Bơm, van ở trạng thái không cho vận hành thì phải Reset PSD cho chúng trước khi vận hành (sử dụng SOR ON nếu cần thiết)

- Áp suất trên đường đẩy của bơm hút nước biển phụ thuộc vào Out put (OP) của hai bộ điều khiển: 50PC0006, 50FC0005

Hình 2.1 Cụm bơm hút nước biển Mức lưu lượng qua van điều khiển 50PV0006 tương ứng với độ mở (OP) của van

- Vận hành van, bơm trong hệ thống bơm hút nước biển

- Xử lý van, bơm trong hệ thống bơm hút nước biển để trên đường đẩy của bơm hút nước biển: 14 barg > áp suất > 10 barg

- Ghi chép mức áp suất trên đường đẩy của bơm hút nước biển sau khi xử lý

1 Mô hình động khai thác dầu khí Hoạt động bình thường

Trong quá trình thực hiện, học sinh không được tự ý tháo gỡ thiết bị, máy móc hoặc mang tài sản ra khỏi phòng mô hình mà chưa được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn Việc tuân thủ các quy định này đảm bảo an toàn và giữ gìn nguyên trạng các thiết bị, tránh gây hỏng hóc hoặc mất mát tài sản Học sinh cần luôn tuân thủ hướng dẫn của giáo viên để đảm bảo môi trường học tập an toàn, hiệu quả.

+ Trên đường đẩy của bơm hút nước biển: 14 barg > áp suất > 10 barg

2 Áp suất trên đường đẩy của bơm hút nước biển thấp

Mở đường hồi về biển quá lớn

Mở đường hồi về biển nhỏ lại

Bước 1: Mở van nước biển đi vào 50HV0001

Bước 2: Mở van nước biển hồi về 50HV1004

Bước 3: Để bơm lưu lượng nhỏ controller 50FC0005 ở MANUAL và với 60% Output

Bước 4: Tạo một trend pop-up để quan sát lưu lượng và áp suất ở bơm hút nước biển (sea water lift pump)

Bước 5: Khởi động Sea Water Lift Pump 50PA001A

Bước 6: Để lưu lượng bơm nhỏ nhất controller 50FC0005 ở AUTO và EXTERNAL

Trong bước 7, hiệu chỉnh controller 50PC0006 để điều chỉnh đầu ra đến khi đạt áp suất đẩy 12.0 barg, đảm bảo áp suất ổn định ở mức này Khi áp suất ổn định, đặt controller vào chế độ tự động (AUTO) với điểm cài đặt (set point) là 12.0 barg Cần quan sát kỹ cả controller 50PC0006 và controller 50FC0005 để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định ở mức thiết lập.

Bước 8, hệ thống bơm bắt đầu hoạt động ở lưu lượng nhỏ, được điều khiển tự động bởi thiết bị 50FC0005 Áp suất đẩy cũng được kiểm soát chính xác thông qua bộ điều khiển 50PC0006, đảm bảo hệ thống nước biển sẵn sàng sử dụng.

+ Áp suất trên đường đẩy của bơm hút nước biển sau khi xử lý: barg

+ Trên đường đẩy của bơm hút nước biển: 14 barg > áp suất > 10 barg

2.2.2 Vận hành và xử lý nước đồng hành

Hình 2.2 thể hiện cụm nước đồng hành sau khi ra khỏi bình tách cao áp, là hình ảnh quan trọng trong hệ thống xử lý nước Để đảm bảo mức nước trong các bình đạt giá trị tối ưu, ta cần cài đặt các bộ điều khiển mức tự động cho các bình này Việc đặt mức cài đặt ở khoảng giữa của phạm vi yêu cầu giúp duy trì trạng thái cân bằng và ổn định cho quá trình vận hành hệ thống xử lý nước cao áp.

- Vận hành hệ thống van trong cụm xử lý nước đồng hành

- Xử lý hệ thống van trong cụm xử lý nước đồng hành để trong bình tách cao áp: 22%

< mức nước < 66% và trong bình Degassing Drum: 38% < mức nước < 64%

- Ghi chép mức nước trong bình tách cao áp và bình Degassing Drum sau khi xử lý

Không được tự ý tháo gỡ thiết bị, máy móc hoặc mang tài sản ra khỏi phòng mô hình khi chưa có sự cho phép của giáo viên hướng dẫn Việc tuân thủ quy định này đảm bảo an toàn, tránh gây hỏng hóc thiết bị và duy trì trật tự trong phòng mô hình.

+ Trong bình tách cao áp: 22% < mức nước < 66% và trong bình Degassing Drum: 38% < mức nước < 64%

1 Không vận hành được van Van ở trạng thái interlock

Reset PSD cho van rồi vận hành

Không chuyển bộ điều khiển mức cho Degassing Drum về chế độ tự động

Chuyển bộ điều khiển mức cho Degassing Drum về chế độ tự động

Step 1: Reset PSD 3.3 for the water treatment cluster Open 20EV1009 to regulate pressure at the HP hydrocyclone If pressure is too low, the signal from PW Degassing Drum 44VD101 will shut off; in this case, reset PSD 3.3 to restore proper operation.

Bước 2: Khi Hydrocyclone có áp thì mở van chính 20EV1008 và đóng van cân bằng áp 20EV1009 Van chính sẽ cho mở sau hơn 2 phút

Trong bước 3, mở thiết bị 44XV0001 trên đường loại bỏ dầu từ Hydrocyclones để đảm bảo quá trình diễn ra hiệu quả Cài đặt bộ điều khiển áp suất chênh lệch 44PDC0003 ở chế độ AUTO với SetPoint là 1.8, giúp duy trì áp suất tối ưu trong hệ thống Đồng thời, điều chỉnh bộ điều khiển mức 20LC1018 ở chế độ AUTO với SetPoint là 53% để kiểm soát chính xác mức dầu trong quá trình vận hành.

Bước 4: Reset PSD 4.8 cho hệ thống tháo nước Mở 44XV1001 đưa nước tới bơm tăng áp cho nước đồng hành (Produced Water Pumps)

Trong bước 5, cần cài đặt các bộ điều khiển mức: 44LC1004A ở chế độ MANUAL 0% để bơm xuống giếng và bơm ép, đồng thời cài đặt 44LC1004B ở chế độ AUTO 55% để tự động vận hành tới mực nước biển Hệ thống sẽ tự động xả nước về biển cho đến khi hệ thống bơm ép nước sẵn sàng hoạt động ổn định.

Step 6 involves opening valve 44XV1002 to direct wastewater to the Closed Drain Tank 57TB101 Use the Start-Up Override (SOR) on 44LST1007 LL if the signal to close the valve is active The wastewater will automatically drain at 61% tank level and stop draining when the level drops to 26%, ensuring efficient system operation.

Bước 7: Quan sát bình tách áp suất cao và hệ thống sản xuất nước

+ Mức nước trong bình tách cao áp sau khi được xử lý: %

+ Mức nước trong bình Degassing Drum sau khi được xử lý: %

+ Trong bình tách cao áp: 22% < mức nước < 66%

+ Trong bình Degassing Drum: 38% < mức nước < 64%

2.2.3 Vận hành và xử lý dầu từ bình tách cao áp tới bình tách thấp áp

- Mở được hệ thống van trên chuỗi dầu từ bình tách cao áp tới bình tách thấp áp

Hệ thống van trên chuỗi dầu được xử lý hiệu quả từ bình tách cao áp đến bình tách thấp áp, đảm bảo mức dầu trong bình tách trung áp dao động từ 36% đến 67%, trong khi đó trong bình tách thấp áp, mức dầu duy trì trong khoảng 37% đến 66%.

- Tuân thủ nội quy phòng mô hình khai thác dầu khí

- Bơm, van ở trạng thái không cho vận hành thì phải Reset PSD cho chúng trước khi vận hành (sử dụng SOR ON nếu cần thiết)

- Mở dầu qua Crude Oil Heater để gia nhiệt cho dầu giúp tách nước ra khỏi dầu dễ hơn trước khi tới bình tách thấp áp

Hình 2.3 trình bày về hệ thống gia nhiệt dầu thô Để duy trì mức nước trong các bình ở mức phù hợp, ta cài đặt bộ điều khiển mức tự động ở chế độ tự động, với mức cài đặt nằm ở khoảng giữa của phạm vi yêu cầu Việc điều chỉnh chính xác này giúp đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống và tối ưu hóa quá trình gia nhiệt dầu thô, đồng thời giữ cho mức nước trong bình luôn nằm trong khoảng an toàn và hiệu quả.

- Vận hành hệ thống van, bơm trên chuỗi dầu từ bình tách cao áp tới bình tách thấp áp

Hệ thống van trên chuỗi dầu được xử lý từ bình tách cao áp đến bình tách thấp áp nhằm duy trì mức dầu phù hợp trong các bình tách trung áp và thấp áp Cụ thể, trong bình tách trung áp, mức dầu cần nằm trong khoảng 36% đến 67%, trong khi đó, trong bình tách thấp áp, mức dầu yêu cầu là trên 37% Việc kiểm soát chính xác mức dầu này giúp tối ưu hiệu suất hệ thống và đảm bảo an toàn vận hành của toàn bộ chuỗi dầu.

- Ghi chép mức dầu trong bình tách trung áp và bình tách thấp áp sau khi xử lý

Không được tự ý tháo gỡ thiết bị, máy móc hoặc mang tài sản ra khỏi phòng mô hình khi chưa có sự cho phép của giáo viên hướng dẫn Việc này nhằm đảm bảo an toàn, tránh hư hỏng thiết bị và duy trì trật tự trong khu vực học tập Học sinh cần tuân thủ quy định này để đảm bảo quá trình học tập mô hình diễn ra suôn sẻ và hiệu quả.

+ Trong bình tách trung áp: 36% < mức dầu < 67% và trong bình tách thấp áp: 37% < mức dầu < 66%

2 Mức dầu trong bình tách trung áp và bình tách thấp áp quá thấp

Không chuyển các bộ điều khiển mức dầu về chế độ tự động

Chuyển các bộ điều khiển mức dầu về chế độ tự động

Bước 1: Mở 20EV1007 trên đường dầu ra của bình tách cao áp (HP Separator) tới bình tách trung áp (MP Separator)

Bước 2: Cài đặt bộ điều khiển mức 20LC2015 (MP Separator) ở chế độ AUTO với điểm đặt 50%, đảm bảo bộ điều khiển áp của MP Separator hoạt động tự động Đồng thời, thiết lập điểm đặt cho 20PC2014A là 9.3 barg và 20PC2014B là 7.3 barg để điều chỉnh áp suất khí phù hợp Hệ thống khí sẽ xả qua flare cho đến khi hệ thống khí nén được khởi động và ổn định, đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành.

Bước 3: Mở 20XV2007 trên đường dầu ra của MP Separator tới Crude Oil Heater / LP Separator, mở Crude Heater Valves 20XV4001 và 20XV4002

Bước 4: Cài đặt bộ điều khiển mức dầu 20LC3015 (LP Separator) ở AUTO với set point 53.0%

Bước 5 trong quy trình vận hành hệ thống là mở van cân bằng áp 20EV3008 trên đường dầu ra từ LP Separator đến Coalescer để đảm bảo cân bằng áp lực Tiếp theo, mở van chính 20EV3007 và đóng van cân bằng áp 20EV3008, nhằm chuẩn bị cho việc điều khiển van chính sau hơn 2 phút Cuối cùng, mở van 20EV5001 trên đường cân bằng để hoàn tất bước này, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn.

Bước 6: Mở van 20XV5002 và van 20XV5003 trên đường tách nước đồng hành ở coalescer

Tiêu đề	Vận hành hệ thống khai thác dầu khí trên mô hình 2
Tác giả	Ks. Phạm Thế Anh, Ks. Vũ Xuân Thạch, Ks. Bùi Đức Sơn
Người hướng dẫn	P.T.S. Nguyễn Văn A
Trường học	Trường Cao Đẳng Dầu Khí
Chuyên ngành	Vận hành thiết bị khai thác dầu khí
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Bà Rịa - Vũng Tàu

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	1,24 MB