Slug regulering i tofasestrømning. Eksperimentell validering.

Presentasjon om: "Slug regulering i tofasestrømning. Eksperimentell validering."— Utskrift av presentasjonen:

1 Slug regulering i tofasestrømning. Eksperimentell validering.
Ingvald Bårdsen IKP Veileder : Sigurd Skogestad Medveiledere : Espen Storkaas og Heidi Sivertsen

2 Motivasjon Flerfasetransport Riser-indusert slugging
Kraftig slugging er uøkonomisk Aktiv regulering gir bedre lønnsomhet

3 Bakrunn for oppgaven Konvensjonelle modeller for flerfase strøm er PDE baserte Espen Storkaas sin forenklede modell for riser-indusert slugging og eksperimentelt arbeid MiniLoop i liten lab-skala Stemmer forenklet modell med eksperimentelle data?

4 Bygging av MiniLoop VT : Vanntank BT : Buffertank ST : Separator
Slange FT.V : Ratemåler vann Pu : Pumpe S1/S2 : Slugsensor PT : Trykksensor V-1 : Reguleringsventil

5 MiniLoop

6 El.skap og slugsensor

7 Ratemåler vann og pumpe

8 Reguleringsventil og differensiell trykksensor

9 Grafisk Programmering

10 Grafisk brukergrensesnitt

11 Eksperimentelle data p1 p2

12 Kan unngå slugging ved: Å stenge ned ventilen Regulering
PC p1 p2 Kan unngå slugging ved: Å stenge ned ventilen Regulering PT Ingen slugging Topside målinger? -P2 [barg] Q [m3/s] W [kg/s] pT [kg/m3] slugging Ventilåpning %

13 Storkaas sin modell Modellen har tre tilstander: mG1, mL og mG2
Modellen beregner P1, P2, ρT, W og Q

14 Resultater fra forenklet modell
Bifurkasjonspunkt ~ 20% Systemet er ustabilt for ventil > 20% MÅL : Stasjonær strømning med regulering i ustabilt område => Det ustabile stasjonære området er viktigere enn det stabile området =>Operasjonspunkt : lav til medium ventil =>I tuningen : vektlagt tilpasning for lave ventilåpninger

15 Regulerbarhetsanalyse
Systemets poler: Operasjonspunkt for ventil : 30% Systemets nullpunkter : Krav for stabilitet med fornuftig ytelse: P1 : LHP zn=> god prosessvariabel P2 : ? ρT : RHP zn< => NEI W og Q : LHP Kaskade

16 PI – regulering P1 Online regulering Storkaas sin modell Kp= -25bar-1
τI= 10 s τD= 0 SP= 0.12 barg MS=1.0387 MT=1.2619 Online regulering

17 Oppsummering God måleverdi: P1
PI-regulator designet ved bruk av Storkaas sin forenklede modell stabiliserer strømningen

18 Forslag til videre arbeid
Analysere signalene fra slug-sensorene Bruke annen regulator (f.eks. LQG) Overføre programmet til Matlab og Simulink Anskaffe rimelig gassratemåler

19 Takk til: Spørsmål? Espen Storkaas Heidi Sivertsen Sigurd Skogestad
Statoil v/ Ingvild Berg og Torgrim Aas Spørsmål?