Автоматизация скважин, оборудованных ШСНУ

Автоматизацией ШСНУ предусматривается управление, противоаварийная защита, контроль и диагностика установки. Средствами автоматизации ШСНУ являются:

- датчики динамометрирования, ваттметрирования, давления, уровня, несанкционированного доступа к станции управления либо стационарные системы динамометрирования («ДДС-06», «СДА-10»), измерения уровня жидкости в скважине («Микон-811) и др.;

- блок управления станком-качалкой, предназначенный для управления и защиты электродвигателя и обеспечивающий:

· Аварийное отключение электродвигателя станка-качалки;

· Самозапуск станка-качалки через установленное время после отключения, если был перерыв в снабжении электроэнергией;

· Включение и отключение по заданной программе.

В настоящее время применяются блоки управления станками, оснащённые специальным микропроцессорным устройством вводв/вывода сигналов – контроллером (специальный компьютер в индустриальном исполнении).

Функции контроллера скважины на примере «Мега-СКВ»(произ-во НПФ «Интек», г. Уфа):

· С заданной периодичностью осуществляет замер параметров для построения ваттметрограмм, что позволяет вычислить действующие значения мощности, а также определить направление тока, то есть несбалансированность станка-качалки.

· С заданной периодичностью осуществляет замер параметров для построения динамограммы. Автоматическая интерпретация динамограмм в сервере позволяет диагностировать все основные виды неисправностей насосного оборудования скважины.

· Передает состояние станка-качалки (работает/стоит) в диспетчерский пункт (ДП). Из ДП можно управлять работой станка-качалки, то есть включить или остановить станок-качалку в ручном, дистанционном или автоматическом режиме управления.

Описанные технические средства позволяют включить скважину в систему телемеханики, для этого необходимо оснащение станции управления встроенными модулями: RS-485, УКВ-радиосвязь (ближнего и дальнего радиусов действия), GPRS. Радиооборудование контроллера оснащается соответствующими АФУ.

Автоматизация скважин, оборудованных УЭЦН

Скважины с установками ЭЦН должны оснащаться средствами контроля и автоматизации, обеспечивающими:

· местное и телемеханическое управление;

· контроль сопротивления изоляции системы "кабельная линия - погружной электродвигатель";

· контроль состояния УЭЦН ("работает", "не работает");

· контроль подачи жидкости;

· защиту электродвигателя от перегрузок и коротких замыканий,

от несимметричных включений электродвигателя, недопустимого снижения сопротивления изоляции системы "кабельная линия - погружной электродвигатель", изменения напряжения в питающей сети;

· защиту УЭЦН и выкидной линии от недопустимого повышения и понижения давления на устье скважины;

· защиту УЭЦН от недопустимого понижения давления на приеме насоса и повышения температуры погружного двигателя;

· индивидуальный самозапуск УЭЦН при перерывах в электроснабжении;

· телесигнализацию об остановке и экстремальных отклонениях параметров работы установки;

· отключение УЭЦН при срыве подачи и повторное включение;

· измерение потребления электрической энергии в составе оборудования, малогабаритной комплектной трансформаторной подстанции для куста скважин.

Скважина, эксплуатируемая с помощью ЭЦН, оснащается станцией управления ШГС и электроконтактным манометром.

СКВАЖИННая СИСТЕМа КОНТРОЛЯ «СКАД-2002-СКС»

Дополнительно оборудование УЭЦН/УЭВН может оснащаться системой контроля технологических параметров таких как:

- температура пласта

- давление на приеме насоса

- температура статорных обмоток ПЭД.

Система «СКАД-2002-СКС» позволяет осуществлять автоматический контроль за работой погружного оборудования, проводить гидродинамические исследования скважин, управлять работой электроприводов, регулирующих производительность насосного оборудования.

Система контроля скважины представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, предназначенных для получения информации о работе электропогружной установки и конструктивно состоит из наземной и скважинной частей.

Наземная часть системы состоит из функционально законченных блоков: блока питания и устройства управления (УП), установленных в станции управления электропогружной установки.

Скважинная часть представляет собой герметичный контейнер, монтируемый совместно с двигателем.

Принцип работы основан на преобразовании сигналов, поступающих от следящих за работой электропогружной установки (ЭПУ) и состоянием скважины внутренних и выносных датчиков погружной системы многоканальной (ПСМ) в цифровой код. Передача сигналов осуществляется по силовому кабелю электропитания (ПЭД), выделение информационного сигнала происходит в блоке питания для передачи в устройство приема. Базовая модель ПСМ примененная в данной системе, формирует четыре типа информационных посылок о физических состояниях температуры откачиваемой жидкости, температуры статорных обмоток ПЭД, давления на приеме погружного насоса.

Для проверки технического состояния УЭЦН во время работы в промысловой скважине используются системы погружной телеметрии (СПТ). В общем случае СПТ состоит из погружного блока и наземного блока согласования телеметрии. Погружной блок телеметрии предназначен для измерения и передачи в блок согласования следующих параметров:

– давление на приеме погружной установки;

– температура статорной обмотки ПЭД;

– температура окружающей среды;

– уровень вибрации по трем осям;

– сопротивление изоляции погружного кабеля.

Перечень измеряемых параметров может несколько отличаться в зависимости от предприятия-изготовителя и требований заказчика. Самыми известными производителями указанных систем являются ОАО «Алнас», ЗАО «Электон» и ООО «Борец» и т.д.

Информация из погружного блока в наземный поступает по силовому кабелю. В наземной части системы происходит обработка полученных данных, а также представление их оператору. По полученным от СПТ данным можно судить о состоянии УЭЦН в реальном масштабе времени и предотвратить отказы установки.

Погружная телеметрия

Существует две основных схемы: классическая – установка под

двигатель (наиболее холодная точка) и установка в головку двигателя

(самая теплонагруженная точка). Наиболее надежным и дешевым

является первый вариант, хотя реальная ситуация по перегреву

двигателя может быть искажена, т.к. тепло поднимается вверх, и

максимальную температуру уловить трудно.

• Давление по датчику тоже требует расчетной корректировки, т.к. от

основания двигателя до приема может быть более 20 метров.

• В настоящее время каждая модель телеметрии привязана к своей

станции. Для массового внедрения погружной телеметрии крайне

необходим упрощенный и дешевый вторичный блок, который можно

будет ставить в любую станцию управления для считывания и

регистрации параметров датчика.

• Необходимо также иметь возможность сопряжения датчиков

различных производителей с контроллерами или вторичными

блоками своих конкурентов. Это позволит нам эффективней

использовать парк имеющегося оборудования, не попадая в

зависимость от производителя.

Забойный кварцевый прибор. Компании Schlumberger и REDA

совместно разработали кварцевый

забойный прибор Pump Watcher,

усовершенствованную систему слежения

за температурой и давлением на забое

специально применительно к скважинам,

в которых используют

электропогружные насосы REDA.

Высокоточный кварцевый датчик

обеспечивает непрерывное измерение

температуры и давления у

всасывающего отверстия насоса.

Информация передается по силовому

кабелю, необходимость в специальном

канале для передачи информации

отсутствует. Электрические помехи на качество телеметрии не

влияют.

Качественная информация о температуре и давлении, полученная в

реальном масштабе времени, может быть расшифрована с помощью

находящегося под рукой программного обеспечения для оценки

параметров пласта и анализа режима эксплуатации. Каждый раз, когда

осуществляется включение или отключение насоса, могут быть

проведены испытания с повышением или снижением давления в

скважине. Обследование условий в скважине позволяет определить

требования к подземному ремонту.

При работе с частотно-регулируемым приводом путем

многоступенчатых испытаний на депрессию можно с высокой

точностью определить соотношение между притоком и дебитом (IPR).

Установив такие приборы на нескольких электронасосных установках

вблизи друг от друга можно определить увязку месторождения,

структуру направленного потока и связанную пористость путем

взаимосвязанных испытаний. Удобное сочетание данных

обеспечивается синхронизацией индивидуальных встроенных часов.

Термоманометрическая система ТМС-3 предназначена для контроля некоторых технологических параметров скважин, обо­рудованных УЭЦН, и защиты погружных агрегатов от аномаль­ных режимов работы (перегрев электродвигателя или снижение давления жидкости на приеме насоса ниже допустимого).

Система ТМС-3 состоит из скважинного преобразователя, трансформирующего давление и температуру в частотно-манипулированный электрический сигнал, и наземного прибора, осу­ществляющего функции блока питания, усилителя-формирова­теля сигналов и устройства управления режимом работы погружным электронасосом по давлению и температуре.

Скважинный преобразователь давления и температуры (ПДТ) выполнен в виде цилиндрического герметичного контейнера, размещаемого в нижней части электродвигателя и подключенного к нулевой точке его статорной обмотки.