Функциональная схема установки комплексной подготовки нефти

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт ИнЭО

Направление 220700 «АТПиП»

Кафедра ИКСУ

Курсовой проект

по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования»

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ

Выполнил

студент Н.А. Назаренко

Томск 2015

Содержание

Введение

1. Развернутое описание процесса проектирования

2. Краткие сведения о САПР MicroStation V8i

3. УППСВ. Описание технологического процесса

4. Создание функциональной схемы в «Microstation v8»

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Целью данной курсовой работы является более глубокое изучение и усвоение теоретических знаний по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования» и практических навыков в применении методов для решения конкретно поставленных задач. И в тоже время развитие самостоятельности в выборе решения конкретно поставленной задачи с помощью ранее изученных теоретических материалов.

Актуальность данной работы обуславливается тем, что область применения моделирования в современном мире очень велика. Использование систем автоматизированного проектирования САПР дает возможность выполнять последовательность операций без вмешательства человека и с большой скоростью, выдавать точные результаты, хранить и обрабатывать большие объемы информации. Область применения компьютерной графики необычайно широка: от создания отдельных деталей и простых узлов, до проектирования крупных машин и агрегатов. Широкое применение моделирование приобрело в строительстве и архитектуре.

Данная курсовая работа будет выполняться в графическом редакторе «Bentley MicroStation V8i». С помощью этой среды будет выполнен чертеж функциональной схемы технологического процесса. А также рабочий чертеж отдельного узла технологического процесса. Отдельной задачей при выполнении курсовой работы ставится использование и описание основных элементов графического редактора «Bentley MicroStation V8i».

Оформление курсовой работы будет производиться в текстовом редакторе «Microsoft Office Word.»

1. Развернутое описание процесса проектирования. Общие сведения о САПР. Цели и функции САПР

В нефтегазовой отрасли велико число процессов, предусматривающих выполнение проектных работ. Проектирование осуществляется за счет применения САПР, которые решают весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного объема конструкторской и технологической документации. Это достигается за счет объединения современных технических средств и математического обеспечения, параметры и характеристики которых выбираются с максимальным учетом особенностей задач проектно-конструкторского процесса. САПР представляет собой крупные организационно-технические системы, состоящие из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с проектными подразделениями конкретной организации.

Аббревиатуру САПР следует расшифровывать как «система автоматизированного проектирования». Возможно использование также наименования «система автоматизации проектных работ». Первый вариант расшифровки является предпочтительным, поскольку широко используется в современной технической, учебной литературе и государственных стандартах.

При этом следует учесть, что вначале термин «автоматизация проектирования» применялся во всех тех случаях, когда ЭВМ использовали для расчетов, связанных с проектированием. Но сейчас этот термин приобрел более специфический смысл, относящийся к интерактивным системам, в которых проектировщик и ЭВМ при решении задач проектирования взаимодействуют друг с другом. При помощи автоматизации проектирования результаты проектирования объектов, в которых использовались новые идеи и технические средства, могут быстро сообщаться проектировщику в удобной для него форме. Благодаря этому за короткий промежуток времени можно глубоко проникнуть в суть проблем, связанных с проектированием. Автоматизация проектирования также позволяет создавать необходимую документацию и проверять полученные результаты. Таким образом, сегодня речь идет о создании, так называемых, интеллектуальных человеко-машинных систем, в рамках которых возможно выполнение всего цикла проектных работ, начиная от научных исследований и кончая изготовлением конструкторской и технологической документации, а в ряде случаев - макетов или опытных образцов. Причем, «интеллектуальность» таких систем определяется тем, в какой степени эта система способствует раскрытию и использованию интеллектуальных возможностей человека, его знаний и опыта как специалиста, освобождая его от механической и нетворческой работы.

Проектирование - это комплекс работ по исследованию, расчетам и конструированию нового изделия или нового процесса. В основе проектирования лежит первичное описание - техническое задание.

В условиях жесткой конкуренции, внедрение новых информационных технологий в проектирование позволяет:

? повысить техническое качество проектов;

? применить новые технические решения;

? сократить сроки проектирования;

? эффективнее реагировать на выдвигаемые заказчиком требования;

? оперативные и качественнее выполнять необходимые изменения и корректировку проектов;

? выдавать заказчику проектно-сметную документацию в современных цифровых форматах;

? насыщать проектную документацию дополнительной, атрибутивной, информацией, используемой, в дальнейшем, в строительстве и эксплуатации;

? повысить эффективность управления проектированием.

Различают следующие виды проектирования: неавтоматизированное проектирование и автоматизированное проектирование. Процесс проектирования, осуществляемый человеком вручную (без использования ЭВМ), называют неавтоматизированным проектированием. Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным проектированием.

Необходимо выделить понятие автоматического проектирования, которое остается для выполнения отдельных вычислительных операций, процедур, выполняемых средствами вычислительной техники согласно заложенным в них программам.

Таким образом, автоматическим проектированием называют проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и алгоритма его функционирования осуществляются без участия человека. Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных случаях для сравнительно несложных объектов.

Основная функция САПР состоит в выполнении автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей.

САПР решает задачи автоматизации работ на стадиях проектирования и подготовки производства.

Основная цель создания САПР ? повышение эффективности труда инженеров, включая:

? сокращение трудоемкости проектирования и планирования;

? сокращение сроков проектирования;

? сокращение себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;

? повышение качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;

? сокращение затрат на натурное моделирование и испытания.

Эффективность применения САПР обеспечивается следующими ее возможностями:

? автоматизации оформления документации;

? информационной поддержки и автоматизации процесса принятия решений;

? использования технологий параллельного проектирования;

? унификации проектных решений и процессов проектирования (использование готовых фрагментов чертежей: конструктивных и геометрических элементов, унифицированных конструкций, стандартных изделий);

? повторного использования проектных решений, данных и наработок;

? стратегического проектирования;

? замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;

? повышения качества управления проектированием;

? применения методов вариантного проектирования и оптимизации.

Подходы к проектированию на основе компьютерных технологий.

Можно выделить два подхода к конструированию на основе компьютерных технологий. Первый подход базируется на двухмерной геометрической модели и использовании компьютера как электронного кульмана, позволяющего значительно ускорить процесс конструирования и улучшить качество оформления конструкторской документации. Центральное место в этом подходе к конструированию занимает чертеж, который служит средством графического представления изделия, содержащего информацию для решения графических задач, а также для изготовления изделия.

В основе второго подхода лежит компьютерная пространственная геометрическая модель (ПГМ) изделия, которая является более наглядным способом представления оригинала и более мощным и удобным инструментом для решения геометрических задач. Чертеж в этих условиях начинает играть вспомогательную роль, а методы его создания основаны на методах компьютерной графики, методах отображения пространственной модели.

2. Краткие сведения о САПР MicroStation V8i

MicroStation -- это ведущая среда информационного моделирования, предназначенная для проектирования, конструирования, строительства и эксплуатации всех типов объектов инфраструктуры, включая коммунальные сети, автомобильные и железные дороги, мосты, здания, телекоммуникационные сети, системы водоснабжения и водоотведения, промышленные предприятия, горнодобывающие предприятия и т. д. Система MicroStation может использоваться в качестве отдельного программного приложения или технологической платформы.

При использовании в качестве программного приложения MicroStation позволяет превратить замыслы в реальность. Среда обеспечивает динамическое взаимодействие с трехмерными моделями и двухмерными чертежами для получения надежной документации в виде точных чертежей, информационно насыщенных трехмерных PDF-файлов и трехмерных схем. Проверенные данные и возможности анализа позволяют выполнить моделирование эффективности с использованием реалистичного рендеринга и привлекательной анимации. Кроме того, возможность интеграции обширного спектра объектов инженерной геометрии и данных, полученных от самых различных САПР и, соответственно, имеющих различные форматы, обеспечивает пользователям беспрепятственную работу со всей проектной группой.

При использовании в качестве технологической платформы для специализированных приложений, разработанных компанией Bentley и другими поставщиками программного обеспечения, MicroStation предоставляет надежные подсистемы для последовательной интеграции геометрии и данных и привычный пользовательский интерфейс для полного пакета приложений, предназначенных для проектирования, разработки и моделирования. Такой подход гарантирует, что все приложения смогут воспользоваться этими преимуществами, позволяя многопрофильным группам в полной мере использовать возможности совместимых программ.

Среда предоставляет следующие возможности:

* Создание трехмерных моделей САПР и двухмерных проектов и взаимодействие с ними.

* Моделирование коллизий и графиков работ с использованием реалистичного рендеринга, анимации и т. д.

* Формирование точных чертежей и документации, информационно насыщенных трехмерных файлов PDF и трехмерных схем.

* Интеграция обширного спектра объектов инженерной геометрии и данных, полученных от самых различных САПР и имеющих различные форматы.

3. Установки предварительного путевого сброса воды. Описание технологического процесса

УППСВ предназначены для предварительного обезвоживания нефти на отдельных сборных коллекторах большой протяженности, вблизи наиболее обводненных кустов скважин, на пониженных участках трассы, где скапливается свободная вода и в местах расположения существующих КНС. Основным требованием к технологии путевого сброса воды является предварительное обезвоживание нефти без применения сложного технологического оборудования, требующего постоянного присутствия обслуживающего персонала. Степень предварительного обезвоживания нефти при путевом сбросе должна соответствовать агрегативной устойчивости эмульсии на входе в установку так, чтобы при дальнейшем транспорте не происходило или было бы минимальным выделение свободной воды. В настоящее время разработаны типовые УППСВ в двух вариантах - один с применением трубных концевых делителей фаз, а другой - с применением емкостного оборудования.

Общим для этих вариантов является использование ряда технологических приемов для придания технологии и оборудованию максимальной универсальности при изменении нагрузок, газоводосодержания, свойств эмульсии и других характеристик входящего потока. Для обеспечения надежности и долговечности предусматриваются термообработка и внутреннее антикоррозионное покрытие оборудования УППСВ. На схемах и в таблицах показаны технические характеристики, базовые наборы оборудования для путевого предварительного сброса воды в трубном и емкостном исполнениях. Продукция скважин поступает во входной трубопровод, при необходимости смешивается с реагентом-деэмульгатором, а затем проходит блок гидродинамического воздействия для интенсификации процесса разделения эмульсии.

При достаточно высокой температуре продукции скважин процессы предварительного сброса воды проводятся без предварительного нагрева эмульсии. Технология УППСВ мало отличается от крупных УПСВ, но базируется на более высоком уровне автоматизации с учетом работы без постоянного присутствия персонала, на применении новейших конструкционных элементов и обеспечении компактности исполнения. УППСВ полностью герметизированы и позволяют исключить организованные выбросы газа в атмосферу, нефти и воды на почву в пределах площадки.

4. Создание функциональной схемы в «Microstation v8i»

После запуска программы Microstation v8i (SELECTseries 3) в окне File Open (Отрыть файл) щёлкаем по значку New File (Создать файл). В открывшемся окне входим в личную рабочую папку и назовем файл «курсач.dgn». После задания имени файла и нажатия кнопки «Сохранить» остаётся открытым окно File Open (Отрыть файл). В нём надо выделить только что названный файл и нажать кнопку «Открыть». Появится тёмное поле с белыми точками (Основное рабочее окно программы).

Рисунок 1. Рабочее поле программы

В появившемся главном меню выполним команду Settings/ Design File (Установки/ Файл проекта), выберите категорию Working Units (Рабочие единицы) и параметру Master Unit (Основ. единица) установим значение Millimeters (Миллиметры). Нажмите ОК.

Рисунок 2. Рабочие единицы

Щёлкаем по кнопке Drawing Composition (Компоновка чертежа), расположенной ниже панели инструментов Drawing (Черчение) (см. с левой стороны экрана) .

Если этой кнопки нет, то проконтролируем, чтобы в поле выбора задач было выбрано Tasks (Задачи), а не Drawing. В появившемся окне нажмем кнопку Create a new sheet model (Создать новую модель листа). Зададим в поле Name (Имя) имя модели «Функциональная схема УКПН».

В этом же окне Create Model (Создание модели) в группе параметров Sheet Properties (Свойства листа) задайте опции:

· Sheet Name (Имя листа): Функциональная схема УКПН;

· Sheet Number (Номер листа): 1;

· Size (Размер): ISO A4;

· Origin (Баз. точка): X=0.0, Y=0.0 (это будут координаты левого нижнего угла листа!);

· Rotation (Поворот): 0° (остаётся альбомная ориентация листа).

После установки вышеперечисленных параметров нажмите ОК.

Рисунок 3. Создание модели

Теперь в окне View Group (Показ группы) появилось название «Функциональная схема УППСВ» (см. в левом нижнем углу экрана). Ещё ниже в информационном поле центра сообщений виден текст Created new model: «Созданная модель: «Функциональная схема УППСВ».

Рисунок 4. Выбор модели

Далее приступаем к созданию чертежа функциональной схемы с помощью уже изученных инструментов. Сначала необходимо начертить рамку по периметру листа и штамп в правом нижнем углу при помощи инструмента Place SmartLine. Для точного построения набираем необходимые координаты в координатном поле Х и Y внизу экрана.

Рисунок 5. Рамка

Следует заметить, что в Bentley Microstation v8i предусмотрена возможность создавать слои, а каждому слою можно создавать свой стиль. Это удобно в тех случаях, если на чертеже есть элементы, которые можно сгруппировать по стилю. Например, трубы изображаются одной толщиной линии и цветом, краны - другими, объекты - третьими.

Рисунок 6. Полученная схема с текстом

Получившаяся схема установки комплексной подготовки нефти представлена в приложении А.

Для того чтобы добавить к уже созданному нами проекту ещё один чертёж, необходимо создать новую 2D модель типа Sheet с названием БПР, где будет располагаться модель насоса с указанием размеров.

В группе параметров Sheet Properties задать опции:

· Sheet Name (Имя листа): БПР;

· Sheet Number (Номер листа): 1;

· Size (Размер): ISO A4;

· Origin (Баз. точка): X=0.0, Y=0.0 (это будут координаты левого нижнего угла листа!);

· Rotation (Поворот): 0° (остаётся альбомная ориентация листа).

Теперь в окне View Group (Показ группы) появилось название «БПР» (см. в левом нижнем углу экрана). Ещё ниже в информационном поле центра сообщений виден текст Created new model: «Созданная модель: «БПР».

Рисунок 9. Выбор модели

Рисунок 10. Выбор модели

Так как работа продолжается в прежнем проекте, слои остаются те же рис. 5. И по умолчанию активирован слой Default, на который нужно поместить рамку.

Вид модели БПР на данном этапе разработки представлен на рис. 10.

Рисунок 16. Чертеж БПР

Описание к технологической схеме блока подачи реагентов

Блок подачи реагента (БПР) предназначен для подогрева и дозирования реагента, изначально находящегося в густом состоянии, в концентрации, необходимой при существующем технологическом процессе. Схема БПР является типовой и может корректироваться в зависимости от конкретного заказа. В комплект оборудования входит: 1. Помещение Б-1, предназначено для временного хранения и подогрева до ? 40-50⁰С 200-лит. бочек с реагентом. Подогрев может быть как электрооборудованием (нижний подогрев, эл. пояс и т.д.), так и с помощью какого либо теплоносителя (горячая вода, пар и т.д.). 2. Дозаторная емкость Е-1, обогреваемая, оборудована уровнемером, средствами КИП (по необходимости), объем емкости может быть различным, исходя из необходимого суточного объема дозации реагента. 3. Насос Н-1, предназначен для выкачивания реагента из бочек, по типу может быть шестеренчатым, винтовым и т.д., в зависимости от производительности. 4. Насосы НД, дозаторные, количество и производительность подбираются в зависимости от объема дозации. Диапазон регулировки должен находиться в пределах, обозначенных тех. заданием. Необходимо предусматривать наличие резервного насоса. 5. Обвязка производится технологическим трубопроводом, диаметром, обеспечивающим соответствующую производительность Н-1 и НД. Обвязка должна быть утеплена. Согласно тех. задания БПР может оборудоваться средствами контроля и автоматизации, исполнение в соответствии с правилами взрывопожарной безопасности.

Переходим к проставлению размеров насоса. Предварительно нужно активировать слой Text и заменить толщину линии на 0.

Для создания размеров будем использовать инструмент Dimension Linear из панели инструментов Drawing (F). В появившемся диалоговом окне Linear Dimensioning есть возможность заранее задать стиль размеров. Для этого нужно нажать кнопку с изображением увеличительного стекла, откроется окно Dimension Styles. В данном окне в закладке Text можно установить параметры размера и стиля текста, а в закладке Geometry в группе параметров Fit Options, параметр Text/Terminator отвечает за расположение стрелочек (внутри или снаружи от вспомогательных линий). В данном случае следует установить значение Term. Inside.

Для того чтобы приступить, непосредственно, к образмериванию, нужно снова щёлкнуть на кнопку Dimension Linear. После этого щёлкать поочерёдно на точки, между которыми необходимо задать размер, далее, не нажимая левой кнопки мыши, переместить указатель на желаемое расстояние и щёлкнуть для установки размера.

Таким образом, расставляем все известные размеры насоса и получаем чертёж, представленный в приложении Б.

автоматизированный компьютерный нефть microstation

Заключение

Поставленные задачи в ходе выполнения курсовой работы я считаю выполненными. В ходе курсовой работы были приобретены навыки работы в программе «Microstation v8i». А также разработана функциональная схема установки комплексной подготовки нефти и чертёж насоса типа НК.

Поставленные цели работы были достигнуты. Данная курсовая работа позволила закрепить теоретические и практические знания, полученные в учебном курсе по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования» и применить их на практике.

Список литературы

1. Божко А.Н. и др. Основы проектирования в САПР MicroStation V8i. - М.: Bentley Institute Press. 2013. - 848 с.

2. Учебный курс «Основы MicroStation V8i (SELECTseries 2). - М.: 2012. - 153 с.

3. Официальный сайт компании Bentley Systems, Incorporated (Microstation: среда информационного моделирования) -2015.

Приложение А

Приложение Б

Размещено на Allbest.ru