專利名稱：油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
油氣儲運連接著石油工業(yè)內(nèi)部產(chǎn)、運、銷的各個環(huán)節(jié)，其對從業(yè)人員的知識和技能的共性要求越來越多、適應(yīng)性的要求也愈來愈強，操作人員一個小小的失誤或不慎，有可能引發(fā)嚴(yán)重的質(zhì)量事故或安全事故，為國家和人民帶來重大的損失，因此油氣儲運從業(yè)人員的上崗知識培訓(xùn)和專業(yè)技能培訓(xùn)就顯得十分重要，但由于幾乎所有的油氣儲運現(xiàn)場和設(shè)施都分布在野外，不可能將培訓(xùn)放到現(xiàn)場進行，如果僅依靠常規(guī)的課堂教學(xué)或?qū)嶒炇也僮?，由于缺乏形象逼真、直觀生動的輔助教學(xué)的手段和方式，不免陷入簡單枯燥的尷尬局面，難以達到預(yù)期的效果。現(xiàn)有的油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)都只能通過界面操作來仿真油氣儲運天然氣增壓分輸?shù)墓に嚵鞒?，沙盤上的設(shè)施是固定不可調(diào)節(jié)的，例如閥門的調(diào)節(jié)，只能在操作界面上選擇“打開”或者“關(guān)閉”閥門，學(xué)員不能親自動手去調(diào)節(jié)沙盤上的閥門，教學(xué)培訓(xùn)缺乏必要的真實感，進一步來說，因為沙盤上的設(shè)施不可以調(diào)節(jié)，仿真程序也就不能動態(tài)地反映操作的實際效果，培訓(xùn)同樣難以實現(xiàn)預(yù)想的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)及方法，它能以沙盤、動畫等直觀方法向?qū)W員演示出油氣儲運天然氣增壓分輸?shù)墓に嚵鞒?，學(xué)員在沙盤上的手動操作及其操作所產(chǎn)生的效果會反饋到流程板上，以實現(xiàn)油氣儲運天然氣增壓分輸工藝流程的逼真模擬。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)，它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤上設(shè)有天然氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥和LED燈帶， 所述的儲運設(shè)備按功能分布于收發(fā)清管器區(qū)、過濾區(qū)、分輸區(qū)、放空區(qū)和增壓區(qū)，其中，收發(fā)清管器區(qū)包括主管線清管器接收筒、主管線清管器發(fā)送筒和分輸管線清管器發(fā)送筒，過濾區(qū)包括至少一個分離器，分輸區(qū)包括至少一個減壓閥和至少一個孔板流量計，放空區(qū)一具放空立管和安全閥，增壓區(qū)包括至少一個過濾器、至少一臺壓縮機和至少一臺空冷機，過濾器、壓縮機和空冷機的數(shù)量一致，沙盤下設(shè)有PLC控制器，PLC控制器分別與沙盤上的控制閥和LED燈帶以及與觸摸屏內(nèi)部的計算機連接，計算機與外部流程板連接。本發(fā)明所述的流程板為液晶顯示屏。本發(fā)明所述的沙盤上還設(shè)置有一個辦公區(qū)。油氣儲運天然氣增壓分輸模擬方法，它包括以下步驟
(1)設(shè)置一個用于模擬天然氣增壓分輸工藝流程的沙盤、用于采集沙盤上管路狀態(tài)的 PLC控制器、用于控制PLC控制器的觸摸屏和用于展示天然氣增壓分輸工藝流程的流程板，沙盤上設(shè)有若干儲運設(shè)備，儲運設(shè)備用管道連接起來在每個儲運設(shè)備的進出口管道中分別設(shè)置有控制閥和LED燈帶，PLC控制器通過采集控制閥狀態(tài)及儲運設(shè)備運行狀態(tài)控制管道內(nèi)LED燈帶流向，以模擬進出口管道內(nèi)流質(zhì)的流動方向；
(2)觸摸屏上運行一個天然氣增壓分輸仿真程序，操作人員根據(jù)仿真程序的指示打開或關(guān)閉沙盤上的一個或多個控制閥，仿真程序?qū)崟r采集管路狀態(tài)的變化，同時根據(jù)管路狀態(tài)的變化變換工藝流程并實時地將運行流程以動畫的形式展現(xiàn)在流程板上。所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步驟，其中，所述的流程演示包括分輸流程、增壓流程、越站流程、收發(fā)清管流程子步驟，所述的流程操作包括分輸流程、增壓流程、 越站流程子步驟。本發(fā)明的有益效果是以沙盤、三維動畫等直觀方法向?qū)W員演示出油氣儲運天然氣增壓分輸?shù)墓に嚵鞒蹋瑢W(xué)員在沙盤上的操作結(jié)果可以實時動態(tài)地反饋到流程板上，如操作錯誤系統(tǒng)會自動提示，學(xué)員具有身臨其境的感覺，大大提高了培訓(xùn)效果，降低了培訓(xùn)成本。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框2沙盤上結(jié)構(gòu)框圖
圖3沙盤上儲運設(shè)備結(jié)構(gòu)示意4分輸流程的操作流程5壓縮機增壓流程的操作流程6增壓旁通流程的操作流程7越站流程的操作流程圖
圖中，1-主管線清管器接收筒，2-主管線清管器發(fā)送筒，3-分輸管線清管器發(fā)送筒， 4-分離器，5-減壓閥，6-孔板流量計，7-放空立管，8-安全閥，9-過濾器，10-壓縮機，11-空冷機。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細(xì)描述
如圖1，油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)，它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤下設(shè)有PLC控制器，PLC控制器分別與沙盤和觸摸屏內(nèi)部的計算機連接，計算機與外部流程板連接，流程板為液晶顯示屏。如圖2、圖3，它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤上設(shè)有油氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥，所述的儲運設(shè)備按功能分布于收發(fā)清管器區(qū)、過濾區(qū)、分輸區(qū)、放空區(qū)和增壓區(qū)等9個分區(qū)，其中，每個分區(qū)的組成和功能如下
(1)收發(fā)清管器區(qū)包括一個主管線清管器接收筒1、一個主管線清管器發(fā)送筒2和一個分輸管線清管器發(fā)送筒3 ；
其中，主管線清管器接收筒1用于接收主管線上站來的清管器；主管線清管器發(fā)送筒用于發(fā)送清管器至主管線下站；分輸管線清管器發(fā)送筒用于發(fā)送清管器至分輸管線下站；
4(2)過濾區(qū)包括三個旋風(fēng)式分離器4，分離器4通過離心作用分離天然氣中的雜質(zhì)；
(3)分輸區(qū)包括兩個減壓閥5和兩個孔板流量計6；
其中，減壓閥5用來降低管線中天然氣的壓力；孔板流量計6用來測量天然氣的流量；
(4)放空區(qū)包括一具放空立管7和安全閥8，該區(qū)用于緊急時刻點燃不可控天然氣；
(5)增壓區(qū)包括兩個過濾器9、孔板流量計6、兩個兩臺壓縮機10和兩臺空冷機11，過濾器9、壓縮機10和空冷機11的數(shù)量一致；
其中，過濾器9用來過濾掉天然氣中的小雜質(zhì)；壓縮機10用來壓縮輸送的天然氣；空冷機11將加壓后的天然氣冷卻。本發(fā)明的沙盤上還設(shè)置有一個辦公區(qū)，其作用是指揮操控。油氣儲運天然氣增壓分輸模擬方法，它包括以下步驟
(1)設(shè)置一個用于模擬天然氣增壓分輸工藝流程的沙盤、用于采集沙盤上管路狀態(tài)的 PLC控制器、用于控制PLC控制器的觸摸屏和用于展示天然氣增壓分輸工藝流程的流程板， 沙盤上設(shè)有若干儲運設(shè)備，儲運設(shè)備用管道連接起來，在每個儲運設(shè)備的進出口管道中分別設(shè)置有控制閥和LED燈帶，PLC控制器通過采集控制閥狀態(tài)及儲運設(shè)備運行狀態(tài)控制管道內(nèi)LED燈帶流向，以模擬進出口管道內(nèi)流質(zhì)的流動方向；
(2)觸摸屏上運行一個天然氣增壓分輸仿真程序，操作人員根據(jù)仿真程序的指示打開或關(guān)閉沙盤上的一個或多個控制閥，仿真程序?qū)崟r采集管路狀態(tài)的變化，同時根據(jù)管路狀態(tài)的變化變換工藝流程并實時地將運行流程以全三維動畫的形式展現(xiàn)在流程板上。仿真程序包括流程演示、流程操作步驟，其中，所述的流程演示包括分輸流程、增壓流程、越站流程、收發(fā)清管流程子步驟；所述的流程操作同樣包括分輸流程、增壓流程、越站流程、收發(fā)清管流程子步驟。流程演示和流程操作的區(qū)別在于流程演示只能演示工藝流程，演示過程中不受外部干預(yù)，是單向的，而流程操作則根據(jù)操作的實際情況展示工藝過程，是交互式的。分輸流程
分輸流程如圖4，天然氣通過分離器4過濾顆粒雜質(zhì)后，再通過分輸區(qū)輸送到用戶，其具體操作步驟如下
(1)打開天然氣的入口到分離器4的閥門；
(2)打開三個分離器4的入口閥和出口閥；
(3)打開兩個減壓閥5；
(4)打開兩個減壓閥5的入口閥和出口閥；
(5)打開兩個流量計6的入口閥和出口閥；
(6)打開天然氣外輸?shù)接脩舻拈y門。增壓流程
增壓流程分為壓縮機增壓流程和增壓旁通流程
壓縮機增壓流程如圖5，天然氣通過分離器4過濾顆粒雜質(zhì)后，再通過一個或兩個壓縮機10增壓并冷卻后輸送到下站，其具體操作步驟如下
(1)打開天然氣的入口到分離器4的閥門；
(2)打開三個分離器4的入口閥和出口閥；
(3)打開分離器4到所用壓縮機10的閥門；(4)打開空冷機11到下站的閥門；
(5)激活所用壓縮機10點亮觸摸屏上對應(yīng)“壓縮機”的圖案；
(6)激活所用空冷機11點亮觸摸屏上對應(yīng)“空冷機”的圖案。增壓旁通流程如圖6，天然氣通過分離器4過濾顆粒雜質(zhì)后輸送到下站，其具體操作步驟如下
(1)打開天然氣入口閥；
(2)打開三個分離器4的入口閥和出口閥；
(3)打開分離器4到下站的閥門。越站流程
越站流程如圖7，當(dāng)增壓泵出現(xiàn)故障時，可通過越站管線將上站來氣直接導(dǎo)至下站，其具體操作如下
(1)確認(rèn)起點即天然氣的入口；
(2)確認(rèn)終點即至下站的出口；
(3)打開起點到終點的閥門。
權(quán)利要求
1.油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)，其特征是它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤上設(shè)有天然氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥和LED燈帶，所述的儲運設(shè)備按功能分布于收發(fā)清管器區(qū)、過濾區(qū)、分輸區(qū)、放空區(qū)和增壓區(qū)，沙盤下設(shè)有PLC控制器，PLC控制器分別與沙盤上的控制閥和LED燈帶以及與觸摸屏內(nèi)部的計算機連接，計算機與外部流程板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)，其特征是所述的流程板為液晶顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)，其特征是所述的沙盤上還設(shè)置有一個辦公區(qū)。
4.油氣儲運天然氣增壓分輸模擬方法，其特征是它包括以下步驟(1)設(shè)置一個用于模擬天然氣增壓分輸工藝流程的沙盤、用于采集沙盤上管路狀態(tài)的 PLC控制器、用于控制PLC控制器的觸摸屏和用于展示天然氣增壓分輸工藝流程的流程板， 沙盤上設(shè)有若干儲運設(shè)備，儲運設(shè)備用管道連接起來，在每個儲運設(shè)備的進出口管道中分別設(shè)置有控制閥和LED燈帶，PLC控制器通過采集控制閥狀態(tài)及儲運設(shè)備運行狀態(tài)控制管道內(nèi)LED燈帶流向，以模擬進出口管道內(nèi)流質(zhì)的流動方向；(2)觸摸屏上運行一個天然氣增壓分輸仿真程序，操作人員根據(jù)仿真程序的指示打開或關(guān)閉沙盤上的一個或多個控制閥，仿真程序?qū)崟r采集管路狀態(tài)的變化，同時根據(jù)管路狀態(tài)的變化變換工藝流程并實時地將運行流程以動畫的形式展現(xiàn)在流程板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油氣儲運天然氣增壓分輸模擬方法，其特征是所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步驟，其中，所述的流程演示包括分輸流程、增壓流程、越站流程、收發(fā)清管流程子步驟，所述的流程操作同樣包括分輸流程、增壓流程、越站流程、收發(fā)清管流程子步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油氣儲運天然氣增壓分輸模擬系統(tǒng)及方法，它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤上設(shè)有油氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，在儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥和LED燈帶，沙盤下設(shè)有PLC控制器，PLC控制器分別與沙盤上的控制閥和LED燈帶以及與觸摸屏內(nèi)部的計算機連接，計算機與外部流程板連接。本發(fā)明采用沙盤和動畫等形式直觀、生動、逼真地模擬天然氣增壓分輸?shù)墓に嚵鞒?，學(xué)員在沙盤上所作的操作是否恰當(dāng)也可以動態(tài)、實時和交互式地展示在流程板上，讓學(xué)員具有身臨其境的感覺，提高了培訓(xùn)效果，降低了培訓(xùn)成本。
文檔編號G09B9/00GK102314784SQ20111008384
公開日2012年1月11日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者丁鵬, 周瑞東, 張靜, 梅大成, 王世元, 胡衛(wèi)東, 賈月樂, 鄭巧, 陳利學(xué), 龔捷 申請人:成都盛特石油裝備模擬技術(shù)開發(fā)有限公司