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Université Kasdi Merbah – Ouargla Faculté des Nouvelles Technologies de l’Infor

Université Kasdi Merbah – Ouargla Faculté des Nouvelles Technologies de l’Information et de la Télécommunication Département d’Electronique et de Télécommunication Mémoire MASTER PROFESSIONNEL Domaine : SCIENCES ET TECHNOLOGIES Filière : ELECTRONIQUE Spécialité : INSTRUMENTATION Thème : Régulation de niveau du séparateur "slug catcher" Présenté par : RETMI Imane BADA Nesrine Devant le jury composé de : M. BECHKA Larbi MA (A) Président UKM Ouargla M. DAHRAOUI Nadia MA (B) Examinateur UKM Ouargla Dr. DJELLAL Adel MA (B) Encadreur UKM Ouargla Année universitaire : 2016/2017 Dédicaces Je dédie ce modeste travail : A ceux qui m’ont donné amour et confiance qui on toujours avec moi, A ma plus belle étoile qui puisse exister dans l’univers, ma Chère mère : FATIMA ZOHRA A mon exemple de vie, mon Père : TIDJANi A mon frères : MAHMOUDE, BRAHIME et KHALED A mes sœurs : ZINEB et IHSANE A mes amies : AMELE, MOUNIRA A mes collègues (promo 2017) A mes tantes surtout RAHMA et mon oncles BACHR, LAZHAR, YOUCEf, ABD SLAM, HAMZA,ABD DJALLIl et les femmes des mon oncles FATIHA, HANA, HANANE,KARIMA et surtout SABRINA; A mon beau frère HAKIM, mes cousins et cousines ASMAE,NASSIMA A toute ma famille RETMI A mon encadreurs Mr. HOUHAMDI MOHAMMED EL HADI et Mr. ADEL DJALLAL qui fut pour moi le exemple, le conseiller et le soutien. Tous qui m’ont aidé de prés ou de loin. RETMI IMANE Abréviation Abréviation: HBNS Hassi Berkine Nord Sud. CPF Centrale Processe Facilites. EKT El Kheit Eh Tessekha. EMN EL-MERK Nord. EME EL-MERK Est. EMK EL-MERK El kheit. HBN Hassi Berkine Nord. TAGI Trias Argilo-G réseux Inférieur. RKF Rhourde El Krouf (réservoir d huile). GPL Gaz Pétrole Liquéfies. MMSCFD . Million De Mètre Cubes Par Jour. HP Haute Pression. AGC Le Compresseur de Gaz Associés. BGC Le Booster Gaz Compresseur. PPMV Partie Par Million Par Volumes. LGN Gaz Natural Liquéfier. . Nm3/j Normaux Mètre Cube par jour. RGC Compresseur de Gaz Résiduaires. IGC Compresseur de Gaz à Injection. DCS Système de contrôle distribué ICSS Système de Contrôle et de Sécurité Intègre CMS Système de Contrôle et de Surveillance. SGS Système de Protection. FGS Station de collecte des puits. SCADA Système de Télésurveillance et Acquisition de Données. AMS Système de Gestion des Biens. Abréviation AAM Gestionnaire Avancé d’alarme. PAS Système d’allocation de Produits. MPS Système de Protection des Machines. LIMS Système de Gestion de l’information de Laboratoire. PAGA-PAR TELCOM Système de Diffusion publique et d’alarme Générale. TAG Le Nom d’Instrument. LAN Réseau Local. VNET Réseau Virtuel. ICS Système de Contrôle Intégré. FCS Station de Contrôle. CS Système de Contrôle. HIS Station d Interface Homme-Machine. EWS Station Ingénieur. MTU Unité de Transmission Principale (puits). RTU Unités de Transmission à Distance. SCS Station de Contrôle et de Sécurité. SOE Enregistreur Des Evènements. EXAOPC Serveur de Contrôle. OIS Station d’opérateurs. NIU Unité d’interface des Nœuds. RIO Bus d’entrée sortie. FCU Unité de Contrôle. RISC Ensemble d'instructions Réduites Ordinateur. PV Valeur de processus. MV Valeur de Mouvement. SV Valeur de Consigne. LIC Indicateur Contrôle de Niveau. Abréviation FIC Indicateur Contrôle de Débit. FFC Contrôle de Rapport de Débit. IEEE Une Famille de Normes Relatives aux Réseaux Locaux(LAN). TCP Protocole de Contrôle de Transmissions. IP Internet Protocol. FTP Protocole de Contrôle de Transmissions. P&ID Piping and Instrument Diagram I Indicateur F Débit L Niveau T Transmeteur Liste des figures Liste des figures: Fig. I.1 : Localisation des blocks du projet El-MERK……………………………03 Fig. I.2 : Environnement du site d'El Merk………………………………………04 Fig. I.3 : présentation des puits et satellite du champ EL-MERK.............05 Fig. I.4:l’unité de traitement du pétrole brut………………………………06 Fig. I.5 : Schéma de principe d'une boucle de régulation………………....10 Fig. I.6: Radar………………………………………………………………..11 Fig.I.7: vanne de régulation………………………………………………….12 Fig. I.8:types de configuration de sécurité des vannes……………………..13 Fig. I.9:Boucle de sécurité..............................................................................14 Fig. I.10:Vanne d’arrêt de sécurité (TOR)………………………………….15 Fig. I.11:Détecteur de gaz…………………………………………………….15 Fig. I.12:Détecteur de flamme………………………………………………..15 Fig. I.14 : Détecteur de chaleur………………………………………………16 Fig. I.13 : Détecteur de fumée………………………………………………...16 Fig. I.15:Régulation en cascade………………………………………………16 Fig. I.16:Régulation split-range…………………………………………………….17 Fig. I.17:Régulation d'alimentation avec ratio……………………………...18 Fig. II.18:Réseau DCS………………………………………………………...18 Fig. II.19:Domaine d’utilisation……………………………………………...19 Fig. II. 13: Architecture ICSS……………………………………………………….20 Fig. II.14:Schéma général de l’architecture du VP………………………….23 Fig. II.15:Vue d’ensemble de la SCS………………………………………...25 Fig. II.16:schématisation de la liaison des modules d’entrées/sorties à la CPU....26 Fig. II.17 : La redondance de l’unité centrale………………………………27 Fig. II.18:présentation HMI………………………………………………….28 Fig.III.19 : slug catcher………………………………………………………29 Fig. III.20: slug catcher………………………………………………………30 Fig.III.21 : principe de séparation………………………………………….31 Fig III.22: P&ID de slug catcher…………………………………………...32 Fig. III.23: interface centum VP « bloc 208 »……………………………...33 Fig. III.24: Interface centum VP “08FIC10001”………………………….33 Fig.III.25: Interface centum VP “08LIC10001”…………………………..34 Liste des figures Fig.III.26: La réponse indicielle expérimentale d'un système stable…….35 Fig.III.27 : La réponse indicielle expérimentale de la vanne……………..35 Fig. III.28 : La réponse a un échelon d'un procédé intégrateur…………..36 Fig.III.29: La réponse de niveau...................................................................37 Fig.III.30: schéma bloc de simulation en boucle ouverte………………….38 Fig. III.31: la réponse indicielle de la vanne (débit) en boucle ouverte…..38 Fig. III.32: la réponse indicielle du système (niveau) en boucle ouverte…38 Fig. III.33 : Schéma Bloc de simulation « Simulink »……………………...39 Fig. III.34: la réponse du débit de sortie de la vanne 1(out flow)…………39 Fig. III.35 : La réponse du débit (Qin-Qout)………………………………..40 Fig.III.36: la réponse du niveau………………………………………………40 Fig. III.37: la réponse du débit de sortie de la vanne 1(out flow)…………..41 Fig. III.38 : La réponse du débit (Qin-Qout)………………………………...41 Fig. III.39. : La réponse du niveau……………………………………………41 Fig. III.40: la réponse du niveau………………………………………………42 Fig. III.41 : la réponse du débit de sortie de la vanne 1(out flow)………….42 Fig. III.42 : La réponse du débit (Qin-Qout)………………………………...43 Fig. III.43: Schéma Bloc de simulation « Simulink »………………………..43 Fig. III.44: la réponse du niveau……………………………………………...44 Fig. III.45: la réponse du débit de sortie de la vanne 1(out flow)…………..44 Fig. III.46: La réponse du débit (Qin-Qout)…………………………………44 Fig. III.47: Schéma Bloc de simulation solution + 2 vanne « Simulink »....45 Fig. III.48 : la réponse du niveau……………………………………………..45 Fig. III.49: la réponse du débit de sortie de la vanne 1(out flow)………….46 Fig. III.50: La réponse du débit (Qin-Qout)…………………………………46 Introduction générale Introduction générale Page 1 Introduction générale : Le champ EL-MERK se situe á environ 350Km au Sud –Est de HASSI MESSAOUD et á 80km du Champ Berkine HBNS (Hassi Berkine Nord Sud). Le développement d' EL-MERK se fait par les associations SONATRACH / ANADARKO. L' usine vise à produire du gaz, pétrole et condensats des normes de classe mondiale. Afin d' atteindre ces normes, le gaz et le condensat proviennent du puits à une température, pression, et niveau contrôlés, pour cela, la régulation est un point important dans le cycle de production La régulation dans le domaine des procédés industriels concerne la mise en œuvre de l' ensemble des moyens théoriques, matériels et techniques pour maintenir chaque grandeur physique (grandeur réglée) essentielle égale à une valeur désirée, appelée consigne, par action sur une grandeur réglante, malgré l' influence des grandeurs perturbatrices du système. La grandeur physique (grandeur réglée) mesurée convertie à un signal électrique par le transmetteur et transmise vers la salle de contrôle qui contient le DCS (Distributed Control System ou Système de Contrôle Distribué) pour contrôler le système et envoyer un signal de correction (grandeur réglante) vers l' actionneur. Le DCS a été conçu spécialement pour les tâches industrielles, tels que la surveillance, le contrôle et la conduite des procédés industriels. Dans ce mémoire nous avons étudié le problème de régulation de niveau dans le séparateur « Slug Catcher », en cas de raccordement de nouveaux puits le niveau dans le ballon est déstabilisé au pourcentage de consigne et il est augmenté donc le débit d’entrée est supérieur au débit total max fournit par les deux vannes de régulation ouvertes à 100% donc le système est instable (système intégrateur) et le niveau commence à augmenter dans le ballon pour atteindre la valeur LHH (Level High High (très haut)) qui déclenche le système de sécurité pour arrêter l’unité. Dans ce contexte s’inscrit notre travail qui consiste à trouver des solutions à la problématique du contrôle de niveau d’huile dans le « Slug Catcher ». Le présent travail s’articule autour de trois chapitres principaux structurés comme suit: - Dans le chapitre I, nous découvrons le champ EL MERK et la description de la procédure de fonctionnement de l’unité de traitement du brute, et plus précisément le CPF (Central Processing Facility), ainsi que des généralités sur l' instrumentation et la régulation. Introduction générale Page 2 - Dans le chapitre II, nous effectuons une étude générale du Système de Contrôle de YOKOGAWA. - Et dans le chapitre III, nous avons détaillé l’étude sur la régulation de niveau dans le séparateur « Slug Catcher » dans plusieurs cas ; l’ajout des puits à la station d’entrée de brute et donc l’augmentation de débit d’entrée d’huile. Chapitre I Présentation et description de champ EL MERK et généralité sur l'instrumentation et la régulation Chapitre I Présentation et description de champ EL MERK et généralité sur l'instrumentation et la régulation Page 3 Introduction: Le Groupement Berkine a été créé en 1998 en tant qu’organisme d’opération conjointe par SONATRACH l’entreprise nationale pétrolière et gazière Algérienne, et ANADARKO l’entreprise pétrolière Américaine, une des premières compagnies indépendantes d’exploration et de production uploads/Management/ retmi-bada-pdf 1 .pdf