Скважина с ШГН

Фонтанная скважинаФонтанная скважина
Фонтанная скважинаФонтанная скважина
1. Назначение системы
2. Задача АСУ ТП

3. Решение
   3.1. Структура
   3.2. Состав
   3.2. Функции
4. Преимущества
5. Пример типовой спецификации
6. Документы


Назначение системы

Назначение скважин, оборудованных штанговым глубинным насосом, обеспечить откачку жидкой нефтеносной среды из скважины в трубопровод для дальнейшего её использования и переработки.
Назначение АСУ ТП обеспечить контроль состояния оборудования ШГН и оптимизацию технологического процесса откачки нефтеносной среды из скважины в режиме реального времени.

Задача АСУ ТП
1. Оптимизировать режимы откачки в системе насос-пласт в режиме реального времени.
2. Повысить энергоэффективность в автоматическом режиме эксплуатации скважины с заданным заполнением насоса.
3. Увеличить срок службы и защитить оборудование станка-качалки от повреждений на основе ваттметрограмм, диагностировать отказы ГНО на основе динамограмм.
4. Обеспечить непрерывный мониторинг и получение достоверной информации о ходе технологического процесса и состояния оборудования ШГН.

Решения
АСУ ТП скважины с ШГН на базе ПТК "Инфолук"® представляют собой распределенную трехуровневую систему.  

Уровень оборудования (входов/выходов- Input/Output-level). Это уровень датчиков, измерительных устройств, контролирующих управляемые параметры, а также исполнительных устройств, воздействующих на эти параметры процесса, для приведение их в соответствие с заданием. На этом уровне осуществляется согласование сигналов датчиков с входами устройства управления, а вырабатываемых команд с исполнительными устройствами.
 
Средний уровень
Уровень управления оборудованием-Control level. Это уровень контроллеров (ПЛК-PLC, Programable Logic Controller). ПЛК получает информацию с контрольно-измерительного оборудования и датчиков о состоянии технологического процесса и выдает команды управления, в соответствии с запрограммированным алгоритмом управления, на исполнительные механизмы.
 
Верхний уровень
Уровень промышленного сервера, сетевого оборудования, уровень операторских и диспетчерских станций. На этом уровне идет контроль хода производства: обеспечивается связь с нижними уровнями, откуда осуществляется сбор данных, визуализация и диспетчеризация (мониторинг) хода технологического процесса. Это уровень HMI, SCADA. На этом уровне задействован человек, т.е. оператор (диспетчер).

 
Нижний уровень
– беспроводной интеллектуальный датчик динамограмм ДД-10 (ДД-15 Ex) с встроенными автономным элементом питания, передатчиком и антенной 868МГц;
– датчики тока сети ~380В, 50Гц, для модуля ваттметрирования;
– дополнительное оборудование КИПиА (счетчик СКЖ с импульсным выходом, датчик устьевого давления или электроконтактный манометр и др.);
– шкаф силового управления с ПЧ, с панелью управления и контролем микроклимата.

Средний уровень
– шкаф АСУ ТП с промышленным контроллером «Cilk» или «CilkPAC» и встроенным модемом малой мощности, для работы с не лицензируемыми частотами (433/446МГц), модулем связи с антенной 868МГц, модулем ваттметрирования и комплектом радиосвязи УКВ диапазона UHF/VHF;

Верхний уровень
– программа анализа, обработки и визуализации динамограмм DNM Analyzer (выявление и прогнозирование неисправностей глубинного насосного оборудования, прогнозы и планирование эффективной эксплуатации скважины, визуализация техпроцесса для всех заинтересованных специалистов);
– программа сбора данных с промышленных устройств по различным протоколам связи Infolook.Polling (прием данных с промышленных устройств по протоколам PTM и ModBus, передача этих данных во внешнюю систему по протоколам OPC DA или OPC HDA);
– прикладное программное обеспечение верхнего уровня программный пакет Simatic WinCC Open Architecture (WinCC OA) (визуализация данных в виде экранных форм, обработка команд оператора, ведение исторических архивов, формирование отчетов).

Комплекты оборудования и ПО комплекса для каждого из трех независимых уровней системы АСУ ТП скважины с ШГН могут быть установлены и применены в различном сочетании, состоять из одного, двух или всех тех уровней данной системы.

Функции
– автоматический анализ неисправностей насосного оборудования ШГН по форме динамограмм;
– автоматическое регулирование частоты вращения электродвигателя станка-качалки по коэффициенту наполнения насоса;
– адаптивный режим эксплуатации, контроль величины напряжения и потребляемого тока на электроприводе, защита электродвигателя от перегрузки, защита оборудования ШГН от повреждений;
– вычисление фактической потери хода по динамограмме (влияние газового фактора);
– вычисление фактического дебита (количества добытой жидкости) с учетом потери хода по ДНМ;
– вычисление фактических удельных затрат электроэнергии на тонну добытой нефти;
– работа шкафа управления ШГН при отсутствии напряжения питающей сети до 12 часов (питание от аккумуляторной батареи);
– съем, архивирование и передача в ДП динамограмм, вычисление и передача ваттметрограмм;
– получение команд на управление или изменения режима работы по каналам радиотелемеханики.

Преимущества
– Применение беспроводного интеллектуального датчика динамограмм с автономным питанием от одной батарейки до 5 лет;
– Наличие интеллектуальных алгоритмов управления насосным оборудованием, формирование прогнозов и планирование процесса нефтедобычи на основе программного анализа;
– Эффективность и экономическая обоснованность применения АСУ ТП скважины с ШГН при увеличении соотношения добытой нефтеносной среды к затратам на энергоресурсы и обслуживание;
– Рациональные решения под ключ для всех или для каждого из трех независимых уровней системы АСУ ТП скважины с ШГН;
– Перспектива развития технических средств беспроводной связи интеллектуального датчика динамограмм, с оборудованием локальной автоматики в системах телемеханики;
– Большой практический опыт в реализации проектов АСУ ТП скважины с ШГН.

Пример типовой спецификации
Перечень позиций основных независимых уровней АСУ ТП станции управления скважиной с ШГН на базе оборудования локальной автоматики и ПО.

Нижний уровень
– Беспроводной интеллектуальный датчик динамограмм ДД-10 (ДД-15 Ex) с встроенными автономным элементом питания, передатчиком и антенной 868МГц – 1шт.;
– Дополнительное оборудование КИПиА (счетчик СКЖ с импульсным выходом, датчик устьевого давления или электроконтактный манометр и др.) – максимальное количество 8шт.;
– Шкаф с силовым оборудованием 1000x600x400 мм (преобразователь частоты ATV71, термостат NO/NC, нагреватель с вентилятором 250Вт 230В, лампа освещения DC 24В, контакторы 3Р, НО+НЗ, реле контроля напряжения 3Р ~380В, 50Гц, дифференциальное тепловое реле 3Р, реле промежуточные ~220В, 8А, таймер с выдержкой на включение, концевой выключатель) уличного исполнения, с замком и ключом – 1шт.;
– ШУ ИНФОЛУК* – шкаф навесной с блоком дистанционного управления 200х300х120мм (датчик доступа ИО102-16/2) уличного исполнения с замком и ключом – 1 шт.

Средний уровень
ША ИНФОЛУК* в составе:
– Шкаф c аппаратурой и приборами 600х600х400мм (контроллер «Cilk», блок заряда и аккумулятор GS 3,2-12, блок питания AC-DC ~230В/24В, блок питания AC-DC ~230В/12В, комплект радиосвязи Wi-Fi с точкой доступа Ubiquiti NanoStation, инжектор питания MikroTik M2, барьер искрозащиты 4-20мА, реле промежуточные 12В, 6А, датчик доступа ИО102-16/2) уличного исполнения с замком и ключом – 1шт.;

Верхний уровень
– Оборудование рабочего места оператора (монитор, системный блок, клавиатура, мышь) – 1комп.;
– Операционная система Windows 10 и MS Office 2016 – 1шт.; –
– Программа сбора данных Infolook.Polling по протоколам РТМ64/var и Modbus RTU и их выдачи на внешнюю систему по протоколам OPC DA 2.0 и OPC HDA 1.2 – 1шт.;
– Программное обеспечение верхнего уровня, используется программный пакет Simatic WinCC Open Architecture (WinCC OA) – 1комп.;
– Программа анализа, обработки и визуализации динамограмм Infolook.DNM Analyzer – 1шт.

Комплект эксплуатационной документации.

* – полное наименование и модификацию шкафа уточняйте у поставщика

Документы
– Сертификат ТС на МПТК Инфолук;
– Сертификат промышленной безопасности МПТК Инфолук;
– Свидетельство тип СИ контроллеры Cilk;
– Сертификат соответствия Cilk;
– Товарный знак Cilk ®;
– Свидетельство тип СИ контроллеры CilkPAC;
– Сертификат соответствия CilkPAC.

Сертификат  о признании утверждения типа средств измерений (Республики Казахстан)
Сертификат  о признании утверждения типа средств измерений
Сертификат соответствия (таможенный союз)