37
Rapport de stage 1 4 Introduction : La direction régionale de GASSI TOUIL est l’une des dix directions régionales qui constituent actuellement la division production de l’activité amont du groupe SONATRACH. Elle dispose de différentes installations de base permettant d’assurer la production, le stockage et l’expédition hydrocarbures dont principalement : D’un centre de production Des champs pétroliers D’un périmètre agricole (lancé dans le cadre de la police du développement de l’agriculture saharienne) Situation géographique : Le champ de Gassi Touil fait partie de la wilaya de OUARGLA, il est situé à environ 150 km au Sud-est de Hassi Messaoud et à 1000 km d'Alger, il est implanté au lieu dit HASSI TOUAREG, sur la route nationale RN 3 reliant Ouargla à In Amenas. Il s’entent sur une superficie d’environ 170 KM de long et 105 KM de large , son altitude moyenne est de 200 m environ, le paysage est constituée de plateaux de sable avec des cordons de dunes, la température maximale est 50°c en été ainsi que la température minimale est de - 05°c en hiver, pluviométrie faible en hiver et nulle pendant le reste de l’année , les vents dominants sont en destination Nord Est et Sud Ouest en période des mois de Février , Mars et Avril , Pluviométrie : Très faible pendant l'hiver, nulle pendant le reste de l'année. Historique : Le champ de Gassi Touil a été découvert en 1961 par le forage de GT 1,implanté au sommet de la structure (COPEFA - CEP).

Rapport de Stage

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Introduction :

La direction régionale de GASSI TOUIL est l’une des dix directions régionales qui constituent actuellement la division production de l’activité amont du groupe SONATRACH.

Elle dispose de différentes installations de base permettant d’assurer la production, le stockage et l’expédition hydrocarbures dont principalement :

D’un centre de production Des champs pétroliers D’un périmètre agricole (lancé dans le cadre de la police du

développement de l’agriculture saharienne)

Situation géographique :

Le champ de Gassi Touil fait partie de la wilaya de OUARGLA, il est situé à environ 150 km au Sud-est de Hassi Messaoud et à 1000 km d'Alger, il est implanté au lieu dit HASSI TOUAREG, sur la route nationale RN 3 reliant Ouargla à In Amenas.

Il s’entent sur une superficie d’environ 170 KM de long et 105 KM de large , son altitude moyenne est de 200 m environ, le paysage est constituée de plateaux de sable avec des cordons de dunes, la température maximale est 50°c en été ainsi que la température minimale est de - 05°c en hiver, pluviométrie faible en hiver et nulle pendant le reste de l’année , les vents dominants sont en destination Nord Est et Sud Ouest en période des mois de Février , Mars et Avril , Pluviométrie : Très faible pendant l'hiver, nulle pendant le reste de l'année.

Historique :

Le champ de Gassi Touil a été découvert en 1961 par le forage de GT 1,implanté au sommet de la structure (COPEFA - CEP).

Ce forage a mis en évidence la présence de gaz dans les réservoirs des Trias Supérieur et Inférieur. Il a fallu attendre le forage de GT 3 (Novembre 1962 - Mars 1963), implanté sur le flanc Est de la structure, pour découvrir de l'huile dans le Trias Inférieur à une profondeur de 2100 m, soit - 1891 m absolu.

Le forage de GT 4 (Juin 1963 en Octobre 1963) a aussi montré que le Trias Intermédiaire était imprégné d'huile dans cette zone à une profondeur de 2020 à 2037 m.

Le développement de ce champ a été poursuivi très rapidement durant les deux années suivantes où pas moins de 30 puits ont été forés et mis en exploitation. Depuis, le forage de nouveaux puits a continué jusqu'en 1974, pour délimiter les contours du gisement.

La structure de ce gisement se présente sous forme d'un anticlinal allongé sur 20 km environ dans l'axe Nord-Sud et 5 km environ dans l'axe Est-Ouest.

Page 2: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Le flanc Ouest accidenté est fermé par une grande faille longitudinale, tandis que les extrémités sont affectées par deux failles de moindre importance de sens Sud-ouest/Nord-est.

Cette structure est compliquée au sommet par 03 petites culminations situées respectivement au Nord, au centre et au sud.

Le réservoir est formé par le complexe Argilo-Gréseux du Trias qui présente 03 horizons producteurs, séparés par des couches d'argile discontinues, plus ou moins imperméables, de sorte qu'ils se comportent comme des gisements indépendants :

Le Trias Argilo-Gréseux Supérieur (T.A.G.S.) Le Trias Intermédiaire Le Trias Argilo-Gréseux Inférieur (T.A.G.I.)

La couverture principale de ce réservoir est constituée par une épaisse couche d'évaporites (sel, anhydrites) du Trias salifère.

Date de mise en production :

Trias Argilo-Gréseux Inférieur Huile : Avril 1963 Trias Intermédiaire Huile : 1966 Trias Supérieur Huile : Mai 1964 Trias Supérieur Gas-Cap : Décembre 1976

Objectif visé par le projet :

la région de GASSI TOUIL est constitué actuellement de la division production de la branche amant.

Elle dispose de différentes installations de base, permettant d’assurer la production le stockage et l’expédition des hydrocarbures, dont principalement :

Unité d’expédition de brut Des chaînes de séparation Des unités de traitement de gaz (mais actuellement est à l’arrêt) Une unité de ré injection du gaz pour le maintien de la pression dans les

gisements.

Organisation et structure de la région :

La direction régionale de Gassi Touil est composée de 9 divisions dirigées par directeur régional.

La structure de cette direction régionale est schématisée par l’organigramme 1.

Dans ces 9 divisions, on s’intéresse seulement à la division maintenance et en particulier au

service Instrumentation. Les différents services de cette division ainsi que la hiérarchie du service

Instrumentation sont donnés dans l’organigramme 1.

Page 3: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

L’organisation et le fonctionnement de la division maintenance :

Elle occupe une place très importante dans la région, ceci se caractérise surtout par ses diverses

activités pour le bon fonctionnement des équipements d’exploitation. Ses fonctionnement surtout d’ordre

technique, électrique, mécanique et régulation. Les quatre services de cette division sont définis

brièvement comme suit :

Service instrumentation :

Il est chargé de la maintenance et de l’entretien des instruments pneumatiques et électroniques

ainsi que les équipements de régulation (vannes, transmetteurs,…etc.). Les principaux travaux de ce

service sont :

Nettoyage, vérification et contrôle des instruments de régulation (pneumatique et

électronique) ;

Contrôle des points de consignes ;

Vérification de la pression d’air instrument et de gaz instrument à l’entrée de chaque

appareil ;

Etalonnage des instruments ;

Contrôle et vérification des systèmes anti-incendie.

Service méthode :

Il est chargé de :

La documentation technique ;

La maintenance préventive.

La présentation des pièces de rechange ;

L’établissement des rapports d’activité (hebdomadaire, mensuel, annuel).

Service électricité :

Chargé de tous les travaux de nature électrique tel que le réseau d’alimentation en énergie

électrique, sous station électrique, équipement, appareillage, …etc, la nature des travaux à la charge de ce

service est à caractère préventif, curatif et prédictif.

Page 4: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Service mécanique :

Ce service prend en charge tous les travaux de nature mécanique tel que accouplement,

alignement, changement des parties défectueuses, réparation, …. Il est composé de trois ateliers :

Atelier mécanique : réparation des pannes de nature mécanique ;

Atelier usinage : équipé des machines outils ;

Nombre total de puits fores :

Il existe plusieurs champs collectés à cet unité , soit pour la réinjection de gaz ou pour le

traitement d’huile. Cet collecte est résumée dans le tableau suivant :

ChampsDate de

découverteNombre de puits forés Nature des fluides

Nezla Nord

Wadi-EL Teh

Damrane

Gassi Touil

Hassi Chergui Sud

Hassi Chergui Nord

1958

1958/1959

1958/1959

1961

1962

1962

10

5

1

80

9

1

Huile + Gaz

Huile

Huile

Huile + Gaz

Huile

Huile

Total 106

Tableau . 1 : Récapitulation des champs de Gassi Touil

Page 5: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Directeur Régional

Division EngineeringProductio

n

Division Exploitation

Direction Générale de Gassi Touil

Division Maintenance

Division Approvisionnement

et transport

Division Réalisation

Division Sécurité

Division Finance

Division Personnel

Division Intendance

Chef de DivisionMaintenance

Service planningetet Méthodes

Service MécaniqueIndustrielle

Service ElectricitéIndustrielle

ServiceInstrumentation

Chef de ServiceInstrumentati

on

Ingénieurs

Chef de SectionTélécommunicat

ion

ContremaîtresTélécommunicat

ion

Chef d’équipeTélécommunicat

ion

TechniciensTélécommunicati

ons

TechniciensRadio/Télécom.

Chef d’équipeInstrumentist

es

ContremaîtresInstrumentati

on

TechniciensInstrumentist

es

Organigramme: Organisation générale de la région Gassi Touil.

Page 6: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Schéma synoptique du procède de fabrication :

Page 7: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Description du principe du procédé de fabrication : La totalité de la production de gaz et de brut de la région de Gassi-Touil est acheminée vers un seul centre de production comprenant : - une unité de traitement de brut, - une unité de traitement de gaz, - une station de réinjection de gaz, - des installations d'utilité (centrale électrique, production d'air instrument) - des installations auxiliaires (système de lutte anti-incendie) - des infrastructures (ateliers de maintenance, bureaux).

Unité de traitement deu brut : L'unité de traitement de brut se compose de : - une section de séparation - une section de stockage et expédition.

La section séparation regroupe une série de 09 batteries. Chaque batterie est formée d'un couple de séparateurs. Un séparateur supplémentaire (HP 7) a été installé en 1992 pour recevoir la production des puits à fort G.O.R (Gaz *Oïl*). La section stockage et expédition comprend 07 bacs de stockage et une pomperie d'expédition. Capacité de traitement installée : 21 850 m3/j. Capacité de stockage installée : 67 400 m3. Pomperie : 1250 m3/h sous 40m de hauteur.

Principe :

Le procédé utilisé est le flash par étapes successives. Dans le cas de Gassi-Touil, cette séparation s'effectue dans une série de 3 séparateurs en série représentant 3 étages de séparation. Les 2 premiers étages forment une batterie.

Il y a 6 batteries principales, placées en parallèle, qui traitent les effluents préalablement homogénéisés. Le 3ème étage est constitué par 2 séparateurs qui traitent la totalité de la production provenant des 6 batteries. Le brut produit par les puits est collecté dans 4 manifolds dans le champ (manifold satellite N 0 ,1,2 ,3), il est ensuit acheminé vers l’unite de separation , à travers des collectesurs de diamètre 6 “,8“,10 “et 12“

Page 8: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Batteries principales :

A l'entrée de l'unité de séparation les effluents provenant des manifolds sont homogénéisés puis acheminés vers 04 batteries principales. Le brut est alors introduit dans le premier étage (étage HP) où il subit une première détente de 800 psig à 400 psig en libérant une grande partie du gaz dissous, dit gaz HP.Par différence de densité, l'eau, le brut et le gaz sont alors séparés à l'intérieur de la capacité du séparateur. L'eau est purgée par le bas du séparateur alors que le gaz est évacué par le haut vers l'unité de compression de gaz pour être réinjectée dans le gisement pour le maintien de pression. Le brut sort par le bas sous contrôle de niveau et entre dans le 2ème Séparateur (étage MP) où il subit une 2ème détente de 400 psig à 40psig. De la même manière, gaz, brut et eau sont séparés. Le gaz est brûlé sur torches alors que l'eau est purgée vers le bourbier et le brut est envoyé au 3ème étage (étage BP) où il subit une autre détente de 40 psig à la pression atmosphérique.Le brut est finalement stocké dans des bacs à toit flottant avant son Expédition vers le centre collecteur de Haoud El Hamra.

Page 9: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

B

C

A

Entrée

Sortie Huile

LAH

LAL

LCLC

PC

PI TI

VentPAH

FR

½"

½" 

½"½" 2"  

SAND JETE

D

C

LC

LAH

LALHPT3

LCLC

PC

PI TI

VentPAH

FR

½"

½" 

½" ½" 2"  

SAND JETB

A

D

E

Vers torche BP

Vers torche HP

Sortie Eau

TI

TI

TI

MPT3

Page 10: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Récupération des gaz torchés :

- La partie du gaz HP qui était brûlée sur torches, faute d'être Réinjectée est désormais récupérée puis traitée dans l'unité de Traitement gaz avant d'être expédiée vers Hassi-Messaoud. - Un projet de récupération des gaz MP et BP est en cours d'étude.Ces gaz seront collectés et comprimés en deux étapes MP puis HP avant d'être dirigés, soit vers l'unité de réinjection de gaz, soit vers L'unité de traitement de gaz pour être expédiés vers Hassi-Messaoud. Le gaz associé au brut récupéré dans l'unité de séparation est comprimé puis réinjecté dans le gisement pour le maintien de la pression.Le gaz associé au brut récupéré dans l'unité de séparation est comprimé puis réinjecté dans le gisement pour le maintien de la pression.

Unité de réinjection du gaz :

Principe : La station de compression de Gassi-Touil a été construite pour récupérer et réinjecter le gaz de séparation qui était torché auparavant.

Description et fonctionnement de l’installation :

L'unité de réinjection de gaz est composée de : 2 stations de compression. 01 ballon inter-étage pour la rétention des condensats. 04 bouteilles manipulatoires à l'entrée et à la sortie des deux étages. 01 circuit d'huile de lubrification 01 circuit d'eau de refroidissement 04 aéroréfrigérants pour refroidir le gaz, l'huile de lubrification et l'eau de refroidissement.

Description du procès :

Le gaz HP produit dans les séparateurs de 1er étage de séparation est acheminé vers cette unité dans un

collecteur de diamètre 16". Il entre d'abord dans 02 ballons en série de récupération de liquides, puis

traverse une cellule de comptage et d'enregistrement de débit sur un diagramme. Le gaz entre ensuite dans

le premier étage du compresseur pour être comprimé de 25 bars à 70 bars. Après refroidissement dans un

aéroréfrigérant il est admis dans un ballon inter-étage pour y déposer les liquides condensés, puis retourne

au 2ème étage du compresseur où il est comprimé de 70 à 140 bars. Ensuite il est refroidi dans un

aéroréfrigérant et admis dans ballon pour piéger les liquides formés. Le gaz est alors distribué dans des

dessertes pour être réinjecté dans le gas-cap du gisement de

Batterie TEST3Séparateurs HP & MP

Page 11: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Gassi Touil Inférieur, à travers six (06) puits injecteurs, en l'occurrence GT i2, GT i5, GT i7, GT i8, GT i9 bis et GT i10 .

Liste et spécification des matières premières :

Aspect sécuritaire et maintenance :

Division Sécurité :

Cette division comprend 3 services :

a) Service Prévention :

Son rôle est d’informer sur les cas dangereux qui peuvent provoquer de nombreux accidents et incidents.

b) Service Intervention

Il a pour rôle l’intervention rapide en cas de présence d’incendies ou d’accidents ainsi que le secourisme des blessés en cas d’accidents. Son rôle consiste aussi a :

Point de Collecteur Collecteur ATM ATM ATMPrélèvement HP MP Condensats Brut Commun

prise aval Batterievers

réinjectionPrincipale

Date 13.11.95Heur 9h 45 9h 15

Pression (PSI) 375 ATM ATM Atm AtmTempérature (°C) * 20 17 20 *

Constituants %molaireN2 0,89 0,37 1,69 1,27 1,21

CO2 0,18 0,3 0,25 0,29 0,27C1 85,85 56,27 3,65 26,06 20,3C2 7,9 20,69 20,95 25,28 27,9C3 2,92 12,74 34,31 23,49 26,31iC4 0,65 3,16 11,38 7,19 7,48Nc4 0,76 3,79 15,49 8,95 9,18Ic5 0,27 1,22 5,26 3,12 3,08Nc5 0,18 0,75 3,56 1,94 1,94iC6 0,15 0,45 1,95 1,32 1,3Nc6 0,08 0,16 0,99 0,62 0,58iC7 0,1 0,06 0,29 0,26 0,31Nc7 0,04 0,04 0,12 0,11 0,1iC8 0,02 * 0,07 0,08 0,02Nc8 0,01 * 0,04 0,05 0,02Total 100 100 100 100 100

Teneur en eau 45 101 * * 122(ppm)

PCS(Kcal/m3) 10 261 14 099 23 807 19 066 19 710 PM(g/mole) 19,28 27,19 47,65 37,82 39,09

Page 12: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Contrôler les extincteurs.Contrôler les travaux en hauteur.Faire les rapports concernant les accidents.

Service d’environnement :

Son rôle est la protection de l’environnement ainsi que la gestion des déchets dégagés par l’unité.

Division Maintenance : Son rôle consiste a :

Maintenir en état de marche les équipements et le matériel de l’unité. Inspection visuelle et quotidienne des machines. Faire des rapports mensuels sur les différentes interventions portées sur les équipements.

Cette division comporte 4 services :

A) Service Instrumentation :

Il a pour tache la maintenance de tous les équipements pneumatiques et électronique en bon état de marche ainsi que les modifications apportées au matériel suivant les possibilités d’exécution.

B )Service Mécanique :

Il intervient en cas d’anomalie ou urgence signalée par les détecteurs ou les alarmes d’une machine dans le cas des pompes , compresseurs et turbine.

C) Service Electricité :

Son rôle est le maintien des équipements électriques, il intervient en cas de pannes électriques pour faire un dépannage ou un arrêt provisoire afin de changer certaines pièces.Leurs interventions s’effectuent généralement sur les moteurs des pompes ou des aéroréfrigérants ainsi que les coupures électriques et les transformateurs.

D) Service Méthodes :

Il a pour rôle la gestion et le contrôle des activités de la division, et il est tenu a mettre à la disposition des intervenants les moyens et les instructions relatives aux travaux donnés.

ETUDE D’UNE CHAINE DE REGULATION PARTICULIERE :

présentation et particularité du paramètre :L’aéroréfrigérant E-03 refroidit le gaz provenant du compresseur MP C-02.

La température de sortie est régulée en continu à 80°C par la boucle régulation de température TIC 0412 qui agit sur l’inclinaison des pales du ventilateur EM-04.

Le TIC 0412 est équipé d’une alarme de basse température de 72°C et une alarme de haute température de 88°C transmise en DCS (système de contrôle distribue).

Une TSHH 0447 en aval de la connexion de l’anti-pompage entraîne un arrêt PSD 3 si la température dépasse 91°C.

Page 13: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Un art PSD 3 entraîne l’arrêt des moteurs des ventilateurs EM-04 A/B .

SITUATION DE LA CHAINE DE REGULATION ET ORIGINE DES TURBULANCES:

A la sortie du gaz de compresseur C02 à une température d’environ 140°C vers le compresseur C03, à l’entrée de ce dernier la température ne doit pas dépasser 70°C d’environ , ce qui fait la température de ce gaz doit être refroidit à l’aide d’un aéroréfrigérant . vue que la température du gaz sortant de compresseur C02 se varie , ils sont obligés d’installer une chaîne de régulation de température entre les deux compresseurs ( C02 et C03 ), afin que la température désirée soit maintenue .

JUSTIFICATION DU CHOIX DE SYSTEME DE REGULATION :

Le gaz sortant du compresseur C02 à une température très élevée (140°C) due au compression du gaz de BP à l’entrée du compresseur C02 et MP à ça sortie, doit être refroidit

- les éléments constituants de la chaîne de régulation :1-les aéroréfrigérants E 03 A/B et E04 A/B : leur fonction est de refroidir le gaz sortant des étages MP et HP à une température respective 65°C et 80°C . les aéroréfrigérants sont placés après chaque étage de compression avant le séparateur S04 pour E 03 A/B et S 05 pour E 04 A/B .ils sont de type à tirage forcé . ils comportent quatre ventilateurs EM 03 A/B/C/D pour le E 03 A/B et deux ventilateurs EM 04 A/B pour le E 04 . Sur chaque aéroréfrigérant 50% des moto ventilateurs sont à pales variables pilotées ( EM 03 A/C et EM 04 A ) . les autres sont à pales variables non pilotées ( EM 03 B/D et EM 04 B ) .

La température de sortie de gaz est régulées par les contrôleurs de température TIC 0416 et TIC 0412 agissant respectivement sur l’inclinaison des pales des ventilateurs EM03 A/C et EM04 A .

Le transmetteur de température : Rosemount 644 est conçu pour l'usage dans des applications de commande où la perte des points de la température peut être nuisible. Ces émetteurs fortement précis de la température sont disponibles dans une variété de modèles de support, de logements de champ, et de protocoles de transmission pour répondre à vos exigences exigeantes d'installation. Chaque émetteur de Rosemount 644 est une conception à 2 fils fournissant des 4-20 mA/HART ou un résultat de Fieldbus de BASE. ? L'assortiment de Émetteur-Sonde améliore l'exactitude de système jusqu'à 75%. ? Indication commode de processus et de diagnostic disponible avec un mètre intégral d'affichage à cristaux liquides. ? la stabilité de deux ans pour la tête et le rail montent des applications. ? De logement poli d'acier inoxydable pour applications de biotechnologie, pharmaceutiques et autres sanitaires.

Page 14: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

La chaine de régulation :

Les aéroréfrigérants :

Le principe de fonctionnement est très simple : le fluide à refroidir circule à l’intérieur de tubes ailettes et l’air de refroidissement est pulsé à travers le faisceau tubulaire par un ventilateur l’appareil est à tirage forcé ce qui signifie que les ventilateurs son situés sous les faisceaux .

Les faisceaux sont montés au-dessus d’une charpente support .

Les chambres de ventilation de forme et de profondeur adaptée sont installées sous les faisceaux .Les cheminées des ventilateurs sont suspendues aux chambres de ventilation.

Les ventilateurs de type axial tournent à l’intérieur des cheminées .L’angle de calage d’une partie des ventilateurs peut être ajusté manuellement lorsque les ventilateurs sont à l’arrêt .Quant à l’autre partie des ventilateurs, l’angle de calage peut être ajusté automatiquement lorsque les ventilateurs tournent.Les ventilateurs sont entrainés par des moteurs électriques via une transmission par courroies.Ces moteurs électriques fonctionnent en tout ou rien.Des interrupteurs de vibration sont fixés aux supports des mécanismes.Des treillis de protection sont fixés aux cheminées et aux supports moteurs pour des raisons de sécurité.Des passerelles d’accès aux collecteurs (fournies par d’autres)sont prévues afin de faciliter les opération de maintenance et d’entretien.

Page 15: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Présentation du SNCC DeltaV :

Un diagramme de présentation du système DeltaV est donné dans la figure suivante :

Figure 9 : Diagramme de présentation du système DeltaV .

Le système DeltaV s’appuie sur une architecture fondamentalement novatrice qui a su intégrer dès sa conception les technologies les plus récentes. Son architecture numérique valorise tout le potentiel des équipements de terrains intelligents à travers les bases technologiques suivantes :

Plate-forme matérielle et logicielle modulaire et évolutiveFonctionnalité complète à partir de quelques E/S jusqu’à plusieurs dizaines de milliers d’E/S ;

Outil d’ingénierie orienté OBJET et conforme aux recommandations IEC1131-3 & S-88 ;

Architecture numérique conçu pour les bus et équipements de terrain intelligents Foundation et HART(AMS) ;

Standard de communication OPC et XML conférant une capacité d’intégration poussée du système ;

Réseau de communication Ethernet TCP/IP ;

Station de travail

Réseau de contrôle primaire

Hub primaireRéseau de contrôle

secondaire

Hub secondaire

Alimentation système

Panneau E/S

Contrôleur

Page 16: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Un puissant outil d’analyse et d’archivage des données procédés PI d’OSI ;

Interface de conduite très souple et simple d’emploi, construite autour d'IFIX Intellution sous WinXPDeltaV ;

Une suite logicielle de contrôle avancé intégré pour déployer une stratégie de contrôle adaptée aux procédés ;

Outils de maintenance prédictive pour augmenter la disponibilité des unités par la surveillance des performances.

Architecture :

Le système d’automatisation DeltaV, complètement numérique, est une des composantes majeures de l’Architecture Plant Web d’Emerson Process Management.

Conçu pour le bus, le système DeltaV s’appuie sur une architecture unique et évolutive qui a su intégrer dès sa conception les technologies nouvelles, et notamment l’intégration des standards bus de terrain Fondation et HART qui autorise la mise en œuvre de solution de gestion et de maintenance des équipements (AMS suite).

Son côté évolutif permet de bénéficier de l’ensemble des fonctionnalités, depuis la taille la plus réduite jusqu’au pilotage de l’ensemble du site. Le système DeltaV possède la technologie E/S qui convient aux applications (E/S conventionnelles, série, Prof bus DP, DeviceNet, HART et bus de terrain FOUNDATION).

Le système DeltaV constitue un ensemble complètement intégré exploitant une base de données unique qui coordonne toutes les activités de configuration. La configuration du système est globalement distribuée dans l'environnement d'exécution. Cette base de données temps réel distribuée constitue un socle de communications commun qui offre :

- Un accès par nom (repère) à toutes les informations du système. - Des communications nœud à nœud transparentes et automatiques. - Une base de données système global et unique.

La suite d’outils d’ingénierie de DeltaV avec le Studio de Configuration, Graphic studio, l’explorateur DeltaV et l’assistant de configuration permettent d’avoir la maîtrise d’une gestion complète de la configuration et de la mise en œuvre du système.

La philosophie de conduite assure une exploitation cohérente, intuitive et fiable du procédé. En plus de l’interface opérateur, nous disposons d’outils de diagnostic, d’historique et de suivi de performance adaptée aux exigences actuelles de production.

Le serveur de données temps réel de DeltaV assure un accès facile aux données et garantit leur disponibilité et leur précision. Il procure également la souplesse d’environnement habituel Excel et permet de mettre à disposition les informations pour des applications externes à travers des standards de communication type OPC, XML…

Outils d’ingénierie :

Page 17: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Basé sur le standard de langages de contrôle IEC1131-3, le Studio de Configuration offre une palette complète pour mettre en oeuvre et documenter la stratégie de contrôle (Logique, régulation, séquentiel et contrôle avancé).

Le Studio de Configuration permet de créer graphiquement, de modifier et de mettre au point les stratégies de contrôle. Cette représentation graphique intuitive facilite également la documentation du projet.

Le système DeltaV est composé d’éléments modulaires, baptisés modules. Chaque module est associé à un repère unique et contient des événements, des conditions, des alarmes, des attributs et des diagrammes de stratégie. Ces modules sont automatiquement disponibles pour l'ensemble du système.

La configuration en ligne nous permet de visualiser les stratégies de contrôle en service et d’effectuer des ajustements si nécessaire.

Exploitation et maintenance :

La philosophie de conduite ergonomique et conviviale assure une exploitation cohérente, intuitive et fiable du procédé.

La combinaison de la base de données unique qui coordonne toutes les activités de configuration et la distribution de l’information dans l'environnement d'exécution et d’exploitation fournit à l’opérateur une information globale et détaillée du déroulement du procédé.

L’environnement d’exploitation DeltaV permet à l’opérateur d’accéder à l’ensemble des informations nécessaires au pilotage de l’unité de façon homogène et simplifiée. Il peut ainsi accéder aux principales fonctions de réglage, de gestion d’alarmes, de tendances, d’historique et de diagnostic par un simple clic.

DeltaV intègre également une gestion d’alarmes très efficace, notamment à travers un classement hiérarchique, un filtrage et une indication précise du type et du niveau d’alarme.

Un système de sécurité attribué à chaque utilisateur garantit le contrôle d’accès aux données.

L’avènement du numérique avec le HART et Field bus Fondation permet aujourd’hui d’intégrer au niveau de l’exploitation la surveillance des équipements et d’avertir en amont l’opérateur sur un problème éventuel au niveau de l’équipement.

Bus de terrain :

La première grande étape pour les systèmes distribués de contrôle commande a eu lieu dans les années 1970 avec le 4-20 mA à travers une architecture propriétaire.

Une quinzaine d’années plus tard, Emerson Process Management a été à l’initiative de la révolution numérique par l’introduction du HART. Le HART est un protocole de communication qui permet de faire cohabiter le signal 4-20 mA avec un signal numérique dédié au suivi du procédé et des équipements.

Emerson Process Management a introduit le Field bus FOUNDATION, un système de communication série bidirectionnel entièrement numérique qui donne accès à l’ensemble des informations disponibles au niveau des équipements.

L’architecture numérique Plant Web d’Emerson Process Management couvre de façon native l’ensemble du spectre de la communication numérique avec le HART, Field bus FOUNDATION, AS-I, Prof bus Dp et DeviceNet.

Page 18: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Contrôle avancé :

Le système DeltaV intègre le contrôle avancé qui est un des axes majeurs de développement pour répondre aux exigences de plus en plus grandes en matière de précision de régulation. Le contrôle avancé permet d’améliorer les performances de l'unité tout au long du cycle de vie du procédé par un suivi approprié de la variabilité au niveau des équipements et du procédé.

La suite logicielle Contrôle Avancé DeltaV fournit un ensemble d’algorithmes, de blocs spécifiques tels que le multi variable prédictif ou les réseaux neuronaux et des outils de simulation et d’optimisation de procédé :

DeltaV Inspect : pour l’indentification des boucles

DeltaV Tune : est une solution de réglage des boucles PID ou Logique Floue « prête à l’emploi ».

DeltaV Fuzzy : Fonction Logique Floue

DELTAV PREDICT : DeltaV Predict offre une approche entièrement nouvelle pour l’implémentation des régulations à modèle prédictif.

DeltaV™ Neural : donne un moyen pratique de créer des capteurs virtuels.

DeltaV Simulation Suite : Plate-forme indépendante Programmation & Formation mono ou multi poste

Optimisation et Contrôle Process : (Real Time Optimization (RTO+) ; Multi variable Statistical Process Control (MSPC+)

Simulation et Modélisation process : Ensemble de produits de simulation pour modéliser des procédés dynamiques ou stables dans le but d’améliorer le procédé et d’optimiser la production : (HYSYS Operator Training System; HYSYS Plant).

Studio de Configuration DeltaV :

Le Studio de Configuration offre la maîtrise d’une gestion complète de la configuration et mise en œuvre du système. Plusieurs utilisateurs peuvent accéder simultanément à la totalité de la base de données du système depuis leur station de travail. Le Studio de Configuration comprend une bibliothèque extensible de modules et macro prédéfinis et réutilisables. En fonction de l’application, un module peut être parfaitement adapté à la création d’un module personnalisé. Ce nouveau module peut être sauvegardé dans la bibliothèque pour une utilisation ultérieure. L’Explorateur DeltaV met en évidence les items modifiés nécessitant une mise à jour.

Le Studio de Configuration dispose de boîte à outils adaptés à chaque étape d’un projet:

• L’Explorateur

Il constitue l’instrument central de gestion de l’ensemble de l’applicatif projet. Il est représenté sous forme d’arborescence comme l’explorateur de Windows et présente la structure de l’application. Il permet l’accès à tout item de la base de données.

• Control Studio

Cet éditeur performant assure une configuration graphique des stratégies de contrôle. Il permet une visualisation et modification en ligne des paramètres de configuration des contrôleurs.

Page 19: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

• Graphic Studio

Configuration des fonctions de conduite et supervision • Assistant Configuration.

Il guide pas à pas l’utilisateur dans le système de configuration.

Explorateur   :

L'Explorateur permet une navigation complète dans l’arborescence de l’applicatif projet. Après sélection d’un item, tout ce qui peut être édité est accessible. Il assure la configuration totale du système en passant par le réseau de communication, les entrées/sorties, les instruments intelligents Hart et Field bus, et la stratégie de contrôle des modules fonctionnels.

Figure 10 : Vu de l’explorateur DeltaV

Le système DeltaV a une information globale de configuration prédéfinie concernant les sécurités, les alarmes, les noms systèmes. Ces informations sont toutes configurables. Lorsqu’un nouveau contrôleur est connecté au système, il est reconnu dans l’arborescence de l’Explorateur sans être physiquement affecté à l’application. Il suffit alors de le sélectionner, de l’affecter au réseau de communication, de lui donner un nom, pour qu’il soit défini comme un contrôleur faisant partie intégrante de l’application projet. Chaque carte E/S embarquée avec le contrôleur est également détectée automatiquement par le système et affichée dans l’Explorateur. On affecte au contrôleur un ou plusieurs modules inhérents aux unités.

Accès aux équipements : Il est possible avec le DeltaV d’accéder aux équipements pour des opérations de configuration, calibration, diagnostics, etc…

Configuration des Historiques :A partir de l’explorateur DeltaV, il suffit de faire « glisser » les « Plant areas » contenant les variables à historiser sur la station qui contiendra la base de données des historiques. Lorsque la station est téléchargée, la base de données des historiques est mise à jour automatiquement.

Outils d’ingénierie Bulk : Deux types d’environnent disponibles pour la création et modification de la base de données avec des outils d’import/Export.

Page 20: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Control Studio :

Figure 11 : Vu sur Control StudioControl Studio permet de créer graphiquement, modifier et mettre au point les stratégies de

contrôle. Le module constitue l’entité de base d’un programme d’application. Cette structure permet une mise au point modulaire de l’application sans affecter le traitement des autres modules. La configuration peut être réalisée en mode en ligne pour une mise en oeuvre rapide des modifications, ou hors ligne lorsqu’elles ne sont pas implémentées immédiatement dans le système. Control Studio offre une palette complète pour mettre en œuvre et documenter la stratégie de contrôle :

Blocs de fonction (FDB) Langage SFC Langage structuré Représentation graphique pour l’édition et en

ligne Intuitif Outils d’import/export Outils d’ingénierie (BULK)

a) Graphic Studio : Graphic Studio permet la création en haute résolution de synoptiques animés, au moyen d’un puissant éditeur accédant directement à toutes les informations dynamiques de la base de données système. Il n’est donc plus nécessaire de saisir une nouvelle fois ces données, ni même de constituer une table d’échanges ou mapping. Graphic Studio offre facilement la possibilité d’animer à partir de valeurs procédées des vues scannerisées d’unité, et de leur associer du son et de la vidéo.

Page 21: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Figure 12 : Vu sur Graphic Studio

Un langage utilisant la puissance de scripts permet la création de commandes simples ou complexes. Les dynamos graphiques prédéfinies encapsulent les scripts pour offrir une gestion dynamique cohérente et simplifiée. L’utilisation des technologies Active X et d’applications développées en Visual Basic complète les fonctions de base de l’interface opérateur.

Une structure prédéfinie de l’interface opérateur, disponible pour la plupart des fonctions, offre des vues pré confectionnées pouvant être utilisées sans effort de programmation et de création. Tout module standard de la bibliothèque dispose d’une vue de face avant, de tendance et de détail prédéfinie pour la conduite et la supervision du module (logique, analogique ou séquentiel).

Page 22: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Figure 13 : Les

différentes vus du Studio de Configuration DeltaV

Description des Modules élémentaires utilisé pour la régulation :

Mesure 4 seuils (bloc de fonction AI)  : Ce module décrit le traitement d’une entrée analogique simple.

Les traitements demandés sont : L’acquisition de la valeur analogique, La détection d’invalidité, par débordement, rupture ou défaut de la

carte d’acquisition, Le filtrage du premier ordre, selon une constante de filtrage, Eventuellement une extraction de racine carrée dans le cas d’un

débit par delta P, La mise à l’échelle physique pour la variable destinée à l’affichage, La gestion de 4 seuils d’alarmes fixés à la console.

Page 23: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Implémentation :

Figure 14 : Bloc de fonction AI

Ce type de module utilise un bloc de fonction "AI" (Analog Input) avec 5 alarmes (PV mauvaise, Basse, Haute, Très Basse et Très Haute), ainsi que la zone instrument et la vue de détail associées qui contiennent les informations de conduite et de réglage du module.Le bloc de fonction Analog Input (AI) permet l’acquisition d’une valeur mesurée avec son statut associé à partir d’une voie analogique. Chaque type de voie est configurable soit en 4 à 20 mA ou en HART.Ce bloc supporte les fonctionnalités suivantes :

- génération d’alarmes,- mise à l’échelle du signal,- filtrage du signal,- gestion des modes (auto, manuel),- simulation.

En mode automatique, l’attribut de sortie (OUT) reflète la valeur et le statut de la variable procédé (PV).

En mode manuel, la sortie est réglée manuellement. La simulation peut être autorisée à des fins de test. Une entrée SIMULATE_IN permet de régler la valeur soit manuellement ou soit par l’intermédiaire d’un autre bloc.

Le nom du module standard est ANALOGIQUE.Figure 15 : Diagramme du bloc de fonction entrée analogique (AI)

Les paramètres suivants sont utilisés : « IO_IN » « L_TYPE » Indirect « OUT_SCALE » correspondant à l’échelle du transmetteur (Indirect)

Valeur mesurée

Valeur simulée (SIMULATE_IN) OUT

(valeur sortie)

Page 24: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

« XD_SCALE » 0 – 100 % « SIMULATE » Disabled « BAD_MASK » : ‘Défaut d’entrée / PV mauvaise’ uniquement “ALARM_HYS” “HI_LIM”, “LO_LIM” “PV_FTIME” La période de scrutation de ce module est de 500 ms.

Modes du bloc de fonction entrée analogique (AI) Le bloc de fonction (AI) supporte 3 modes :

- Out of Service (Oos),- Manual (Man),- Automatic (Auto).

Out of Service (Oos) : L’algorithme du bloc n’est pas actif. La sortie est maintenue à sa dernière valeur ou une valeur spécifiée en cas de défaut.

Manual (Man) : La sortie du bloc est réglée par l’opérateur. Automatic (Auto) : Dans ce mode, le bloc est actif et contrôlé par son algorithme

interne. La consigne saisie par l’opérateur est utilisée par l’algorithme du bloc pour déterminer sa sortie.

Régulateur PID simple

Réaliser la régulation d’une grandeur physique selon un algorithme PID contrôlant un organe réglant, avec les 3 paramètres (mesure, consigne et sortie), des alarmes et plusieurs modes de fonctionnement (pilotage de la sortie, régulation sur consigne locale ou calculée). Les traitements demandés sont :

- La gestion des commandes opérateur- Consigne- Commande sortie vanne- Commande Auto/Manu- Paramètres de régulation PID principaux- La détection d’invalidité de la mesure,- La régulation PID,- La gestion de la sortie analogique,- Le passage en manuel sur invalidité de la mesure.

Implémentation :

Figure 16 : Régulateur PID simple.

Ce type de module utilise un bloc de fonction "PID" avec les éléments suivants :

Page 25: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

7 alarmes (PV mauvaise, Basse et Haute, Très Basse et Très Haute, écart mesure consigne Bas et Haut), 3 modes (MAN = pilotage sortie par l'opérateur, AUTO = pilotage consigne par l'opérateur et CAS = pilotage consigne par programme), mise à l'échelle en unités physiques.Les fonctions de suivi (tracking) et de FeedForward sont proposées.Le mode initial du PID est par défaut en manuel.Le nom du module standard est PID_LOOP.

Figure 17 : Diagramme du bloc de fonction régulateur PIDModes du bloc de fonction PID

Le bloc de fonction (PID) supporte 6 modes :- Out of Service (Oos),- Initialization Manual (IMan),- Local Override (LO),- Manual (Man),- Automatic (Auto),- Cascade (Cas),- Remote Cascade (RCas),- Remote Out (ROut).

Page 26: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Initialization Manual (IMan) : Le bloc prend ce mode lorsqu’il est en cascade avec un autre bloc dont le mode sélectionné est différent de cascade (Cas or RCas).

Out of Service (Oos) : L’algorithme du bloc n’est pas actif. La sortie est maintenue à sa dernière valeur ou une valeur spécifiée en cas de défaut.

Manual (Man) : La sortie du bloc est réglée par l’opérateur. Automatic (Auto) : Dans ce mode, le bloc est actif et contrôlé par son algorithme interne.

La consigne saisie par l’opérateur est utilisée par l’algorithme du bloc pour déterminer sa sortie.

Cascade (Cas) : Ce mode est similaire au mode Auto à l’exception que la consigne est fournie par un autre bloc via le paramètre CAS_IN.

Détection d’alarmes bloc de fonction régulateur PID :

Le bloc génère des alarmes par rapport aux valeurs de la variable procédé (PV) et de la consigne (SP). Les limites des alarmes standards suivantes sont configurables :

- HAUTE (HI_LIM),- THAUTE (HI_HI_LIM),- BASSE (LO_LIM),- TBASSE (LO_LO_LIM),- DEV_HAUTE (DV_HI_LIM),- DEV_BASSE (DV_LO_LIM).

Page 27: Rapport de Stage

Rap

port

de s tage

14

Observation sur le service d'entretien et de maintenance conclusion : A) Observation :

La division de maintenance de la région de Gassi Touil utilise deux types de maintenance :

1-Maintenance Préventive: Cette maintenance s'applique sur les machines tournantes (Turbine, Compresseurs, Pompes, Moteurs électriques et les groupes électrogènes). Elle se fait par des visites triennales et des tests décennaux hydrostatiques pour les ballons et les capaci tés ainsi que le tarage des soupapes associées à ces ballons.

- Au niveau du centre de production de la région de Gassi Touil, l'ordonnancement ne se fait pas, vu l'absence de l'ordonnateur.

- L'intervention rapide ou préventive se fait par une procédure d'exécution selon :a) calendaire: la révision se fait selon le calendrier de la révision de la machine exigée

par le constructeur et la DPP (Direction de Protection des Patrimoines).b) Horaire : la révision se fait selon le nombre d'heurs de marche.

- Les travaux de rénovation sont assurés par une autre division (division de réalisation).- En cas d'arrêt d'urgence chaque service est concerné par sa tache allouée.

2- Maintenance Curative : cette maintenance s'applique selon les ordres de travail émis par la division d'exploitation B) conclusion :

Dans ce rapport, on a abordé au premier lieu l’historique et les différents organismes qui constituent la région de Gassi Touil. Une description des différentes unités de cette région telle que l’unité de séparation et celle de réinjection de gaz est donnée. Puis on c’est pencher vers une description spécifique de l’unité de séparation de huile.

A la fin de ce rapport, on a exposé le système numérique de contrôle commande DeltaV, son architecture fondamentale et ces différents modules. Ce système est utilisé pour le contrôle et la gestion des différents processus existant dans l’unité de la réinjection de gaz.