专利名称：油气储运天然气增压分输模拟系统及方法
技术领域：
本发明涉及油气储运天然气增压分输模拟系统及方法。
背景技术：
油气储运连接着石油工业内部产、运、销的各个环节，其对从业人员的知识和技能的共性要求越来越多、适应性的要求也愈来愈强，操作人员一个小小的失误或不慎，有可能引发严重的质量事故或安全事故，为国家和人民带来重大的损失，因此油气储运从业人员的上岗知识培训和专业技能培训就显得十分重要，但由于几乎所有的油气储运现场和设施都分布在野外，不可能将培训放到现场进行，如果仅依靠常规的课堂教学或实验室操作，由于缺乏形象逼真、直观生动的辅助教学的手段和方式，不免陷入简单枯燥的尴尬局面，难以达到预期的效果。现有的油气储运天然气增压分输模拟系统都只能通过界面操作来仿真油气储运天然气增压分输的工艺流程，沙盘上的设施是固定不可调节的，例如阀门的调节，只能在操作界面上选择“打开”或者“关闭”阀门，学员不能亲自动手去调节沙盘上的阀门，教学培训缺乏必要的真实感，进一步来说，因为沙盘上的设施不可以调节，仿真程序也就不能动态地反映操作的实际效果，培训同样难以实现预想的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种油气储运天然气增压分输模拟系统及方法，它能以沙盘、动画等直观方法向学员演示出油气储运天然气增压分输的工艺流程，学员在沙盘上的手动操作及其操作所产生的效果会反馈到流程板上，以实现油气储运天然气增压分输工艺流程的逼真模拟。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
油气储运天然气增压分输模拟系统，它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘上设有天然气储运设备以及连接储运设备的管道，储运设备的进出口管道中设置有控制阀和LED灯带， 所述的储运设备按功能分布于收发清管器区、过滤区、分输区、放空区和增压区，其中，收发清管器区包括主管线清管器接收筒、主管线清管器发送筒和分输管线清管器发送筒，过滤区包括至少一个分离器，分输区包括至少一个减压阀和至少一个孔板流量计，放空区一具放空立管和安全阀，增压区包括至少一个过滤器、至少一台压缩机和至少一台空冷机，过滤器、压缩机和空冷机的数量一致，沙盘下设有PLC控制器，PLC控制器分别与沙盘上的控制阀和LED灯带以及与触摸屏内部的计算机连接，计算机与外部流程板连接。本发明所述的流程板为液晶显示屏。本发明所述的沙盘上还设置有一个办公区。油气储运天然气增压分输模拟方法，它包括以下步骤
(1)设置一个用于模拟天然气增压分输工艺流程的沙盘、用于采集沙盘上管路状态的 PLC控制器、用于控制PLC控制器的触摸屏和用于展示天然气增压分输工艺流程的流程板，沙盘上设有若干储运设备，储运设备用管道连接起来在每个储运设备的进出口管道中分别设置有控制阀和LED灯带，PLC控制器通过采集控制阀状态及储运设备运行状态控制管道内LED灯带流向，以模拟进出口管道内流质的流动方向；
(2)触摸屏上运行一个天然气增压分输仿真程序，操作人员根据仿真程序的指示打开或关闭沙盘上的一个或多个控制阀，仿真程序实时采集管路状态的变化，同时根据管路状态的变化变换工艺流程并实时地将运行流程以动画的形式展现在流程板上。所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步骤，其中，所述的流程演示包括分输流程、增压流程、越站流程、收发清管流程子步骤，所述的流程操作包括分输流程、增压流程、 越站流程子步骤。本发明的有益效果是以沙盘、三维动画等直观方法向学员演示出油气储运天然气增压分输的工艺流程，学员在沙盘上的操作结果可以实时动态地反馈到流程板上，如操作错误系统会自动提示，学员具有身临其境的感觉，大大提高了培训效果，降低了培训成本。
图1本发明的结构框2沙盘上结构框图
图3沙盘上储运设备结构示意4分输流程的操作流程5压缩机增压流程的操作流程6增压旁通流程的操作流程7越站流程的操作流程图
图中，1-主管线清管器接收筒，2-主管线清管器发送筒，3-分输管线清管器发送筒， 4-分离器，5-减压阀，6-孔板流量计，7-放空立管，8-安全阀，9-过滤器，10-压缩机，11-空冷机。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述
如图1，油气储运天然气增压分输模拟系统，它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘下设有PLC控制器，PLC控制器分别与沙盘和触摸屏内部的计算机连接，计算机与外部流程板连接，流程板为液晶显示屏。如图2、图3，它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘上设有油气储运设备以及连接储运设备的管道，储运设备的进出口管道中设置有控制阀，所述的储运设备按功能分布于收发清管器区、过滤区、分输区、放空区和增压区等9个分区，其中，每个分区的组成和功能如下
(1)收发清管器区包括一个主管线清管器接收筒1、一个主管线清管器发送筒2和一个分输管线清管器发送筒3 ；
其中，主管线清管器接收筒1用于接收主管线上站来的清管器；主管线清管器发送筒用于发送清管器至主管线下站；分输管线清管器发送筒用于发送清管器至分输管线下站；
4(2)过滤区包括三个旋风式分离器4，分离器4通过离心作用分离天然气中的杂质；
(3)分输区包括两个减压阀5和两个孔板流量计6；
其中，减压阀5用来降低管线中天然气的压力；孔板流量计6用来测量天然气的流量；
(4)放空区包括一具放空立管7和安全阀8，该区用于紧急时刻点燃不可控天然气；
(5)增压区包括两个过滤器9、孔板流量计6、两个两台压缩机10和两台空冷机11，过滤器9、压缩机10和空冷机11的数量一致；
其中，过滤器9用来过滤掉天然气中的小杂质；压缩机10用来压缩输送的天然气；空冷机11将加压后的天然气冷却。本发明的沙盘上还设置有一个办公区，其作用是指挥操控。油气储运天然气增压分输模拟方法，它包括以下步骤
(1)设置一个用于模拟天然气增压分输工艺流程的沙盘、用于采集沙盘上管路状态的 PLC控制器、用于控制PLC控制器的触摸屏和用于展示天然气增压分输工艺流程的流程板， 沙盘上设有若干储运设备，储运设备用管道连接起来，在每个储运设备的进出口管道中分别设置有控制阀和LED灯带，PLC控制器通过采集控制阀状态及储运设备运行状态控制管道内LED灯带流向，以模拟进出口管道内流质的流动方向；
(2)触摸屏上运行一个天然气增压分输仿真程序，操作人员根据仿真程序的指示打开或关闭沙盘上的一个或多个控制阀，仿真程序实时采集管路状态的变化，同时根据管路状态的变化变换工艺流程并实时地将运行流程以全三维动画的形式展现在流程板上。仿真程序包括流程演示、流程操作步骤，其中，所述的流程演示包括分输流程、增压流程、越站流程、收发清管流程子步骤；所述的流程操作同样包括分输流程、增压流程、越站流程、收发清管流程子步骤。流程演示和流程操作的区别在于流程演示只能演示工艺流程，演示过程中不受外部干预，是单向的，而流程操作则根据操作的实际情况展示工艺过程，是交互式的。分输流程
分输流程如图4，天然气通过分离器4过滤颗粒杂质后，再通过分输区输送到用户，其具体操作步骤如下
(1)打开天然气的入口到分离器4的阀门；
(2)打开三个分离器4的入口阀和出口阀；
(3)打开两个减压阀5；
(4)打开两个减压阀5的入口阀和出口阀；
(5)打开两个流量计6的入口阀和出口阀；
(6)打开天然气外输到用户的阀门。增压流程
增压流程分为压缩机增压流程和增压旁通流程
压缩机增压流程如图5，天然气通过分离器4过滤颗粒杂质后，再通过一个或两个压缩机10增压并冷却后输送到下站，其具体操作步骤如下
(1)打开天然气的入口到分离器4的阀门；
(2)打开三个分离器4的入口阀和出口阀；
(3)打开分离器4到所用压缩机10的阀门；(4)打开空冷机11到下站的阀门；
(5)激活所用压缩机10点亮触摸屏上对应“压缩机”的图案；
(6)激活所用空冷机11点亮触摸屏上对应“空冷机”的图案。增压旁通流程如图6，天然气通过分离器4过滤颗粒杂质后输送到下站，其具体操作步骤如下
(1)打开天然气入口阀；
(2)打开三个分离器4的入口阀和出口阀；
(3)打开分离器4到下站的阀门。越站流程
越站流程如图7，当增压泵出现故障时，可通过越站管线将上站来气直接导至下站，其具体操作如下
(1)确认起点即天然气的入口；
(2)确认终点即至下站的出口；
(3)打开起点到终点的阀门。
权利要求
1.油气储运天然气增压分输模拟系统，其特征是它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘上设有天然气储运设备以及连接储运设备的管道，储运设备的进出口管道中设置有控制阀和LED灯带，所述的储运设备按功能分布于收发清管器区、过滤区、分输区、放空区和增压区，沙盘下设有PLC控制器，PLC控制器分别与沙盘上的控制阀和LED灯带以及与触摸屏内部的计算机连接，计算机与外部流程板连接。
2.根据权利要求1所述的油气储运天然气增压分输模拟系统，其特征是所述的流程板为液晶显示屏。
3.根据权利要求1所述的油气储运天然气增压分输模拟系统，其特征是所述的沙盘上还设置有一个办公区。
4.油气储运天然气增压分输模拟方法，其特征是它包括以下步骤(1)设置一个用于模拟天然气增压分输工艺流程的沙盘、用于采集沙盘上管路状态的 PLC控制器、用于控制PLC控制器的触摸屏和用于展示天然气增压分输工艺流程的流程板， 沙盘上设有若干储运设备，储运设备用管道连接起来，在每个储运设备的进出口管道中分别设置有控制阀和LED灯带，PLC控制器通过采集控制阀状态及储运设备运行状态控制管道内LED灯带流向，以模拟进出口管道内流质的流动方向；(2)触摸屏上运行一个天然气增压分输仿真程序，操作人员根据仿真程序的指示打开或关闭沙盘上的一个或多个控制阀，仿真程序实时采集管路状态的变化，同时根据管路状态的变化变换工艺流程并实时地将运行流程以动画的形式展现在流程板上。
5.根据权利要求4所述的油气储运天然气增压分输模拟方法，其特征是所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步骤，其中，所述的流程演示包括分输流程、增压流程、越站流程、收发清管流程子步骤，所述的流程操作同样包括分输流程、增压流程、越站流程、收发清管流程子步骤。
全文摘要
本发明公开了一种油气储运天然气增压分输模拟系统及方法，它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘上设有油气储运设备以及连接储运设备的管道，在储运设备的进出口管道中设置有控制阀和LED灯带，沙盘下设有PLC控制器，PLC控制器分别与沙盘上的控制阀和LED灯带以及与触摸屏内部的计算机连接，计算机与外部流程板连接。本发明采用沙盘和动画等形式直观、生动、逼真地模拟天然气增压分输的工艺流程，学员在沙盘上所作的操作是否恰当也可以动态、实时和交互式地展示在流程板上，让学员具有身临其境的感觉，提高了培训效果，降低了培训成本。
文档编号G09B9/00GK102314784SQ20111008384
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者丁鹏, 周瑞东, 张静, 梅大成, 王世元, 胡卫东, 贾月乐, 郑巧, 陈利学, 龚捷 申请人:成都盛特石油装备模拟技术开发有限公司