Назначение системы
Технологические объекты нефтегазодобычи в большинстве случаев распределены по большой площади и расположены в труднодоступных местах. Расстояния до отдельных кустов могут достигать десятки километров, при этом путь может пролегать через реки и болота, а доступность объектов сильно зависит от времени года и погодных условий. Как правило, нефтегазопромысловый комплекс с течением времени претерпевает структурные изменения. Во-первых, количество задействованного оборудования может увеличиться в результате ввода в эксплуатацию новых скважин; во-вторых, может измениться его состав по причине изменения режима эксплуатации скважин нефтегазодобычи.
При кустовом обустройстве нефтяного месторождения оснащению средствами автоматизации подлежат:
- скважины добывающие (нефтяные, газовые);
- скважины нагнетательные;
- групповая замерная установка;
- блок водораспределительной гребёнки;
- блок дозированной подачи химреагента;
- установка депарафинизации скважин;
- дренажные ёмкости.
Система телемеханики кустов скважин нефтедобычи — специализированная система, предназначенная для передачи информации, необходимой при дистанционном контроле и управлении распределёнными и удалёнными объектами (кустами скважин).
Ввиду особенностей размещения и эксплуатации объектов нефтегазодобычи система телемеханики кустов скважин помимо основных характеристик и свойств должна обладать рядом дополнительных, а именно:
- гибкая распределенная структура;
- возможность модернизации узлов системы и включения новых при увеличении числа кустов (расширение системы);
- возможность дистанционного конфигурирования, программирования и замены прикладного программного обеспечения;
- устойчивая система передачи данных с возможностью резервирования каналов связи;
- высокая надёжность и отказоустойчивость оборудования, работа в жёстких условиях эксплуатации.
Система телемеханики кустов скважин нефтегазодобычи, разработанная компанией «Элком+» соответствует всем вышеперечисленным требованиям и обеспечивает выполнение следующих функций:
- автоматический сбор и передача в вышестоящую систему информации о состоянии оборудования, ходе и результате технологического процесса;
- автоматическое измерение, предоставление оператору (диспетчеру) и регистрация значений технологических переменных (параметров) объекта;
- визуализация хода и результатов процессов;
- противоаварийная защита по критичным для безопасности технологическим параметрам работы объектов;
- автоматическое или автоматизированное дискретное управление режимами работы технологического оборудования по заданным алгоритмам (при необходимости);
- автоматическое регулирование (стабилизация) технологических процессов в заданных режимах работы (при необходимости);
- формирование, дистанционная передача и реализация регулирующих и управляющих воздействий на исполнительные механизмы;
- построение различных отчётов и графиков по запросу, генерирование сводок и отчётов;
- диагностика состояния и работы технических средств системы.
Структура и состав системы телемеханики кустов скважин нефтегазодобычи
Система телемеханики кустов скважин нефтегазодобычи состоит из:
- шкафы контроля и управления, устанавливаемые на контролируемых кустах;
- информационно-вычислительный комплекс (оборудование и ПО диспетчерского пункта);
- каналообразующая аппаратура для организации каналов связи между диспетчерским пунктом и кустами скважин.
Рис.1 Пример структурной схемы системы телемеханики кустов скважин нефтедобычи.
Шкафы контроля и управления
шкафы контроля и управления реализованы на современной базе технических средств импортного и отечественного производства.
Основой шкафа контроля и управления является программируемый логический контроллер. Для построения системы используются контроллеры ACE3600 производства Motorola (США) или контроллеры серии Modicon компании Schneider Electric (Франция).
Шкаф контроля и управления на автоматизируемом кусте скважин позволяет:
- управлять и контролировать режим работы групповой замерной установки (ГЗУ);
- управлять и контролировать режим работы штанговых глубинных насосов (ШГН);
- управлять и контролировать режим работы электроцентробежных насосов (ЭЦН);
- управлять и контролировать режим работы блока реагентного хозяйства (БРХ);
- контролировать затопление и загазованность и управлять дренажными насосами и вентиляцией в случае аварии;
- контролировать состояние и режим работы технологического оборудования;
- измерять параметры продукта добычи: температура, давление, дебит;
- информировать о несанкционированном проникновении на объекты куста скважин;
- передавать необходимый объём оперативной информации на АРМ диспетчера.
Информационно-вычислительный комплекс
В состав информационно-вычислительного комплекса системы входят аппаратные и программные средства, позволяющие выполнять следующие функции:
- сбор всех данных с оборудования кустов скважин;
- формирование режимных документов;
- построение графиков параметров;
- автоматическую систему регистрации отклонений от установленных рабочих параметров;
- удаленное управление оборудованием кустов скважин;
- архивирование информации и хранение архива истории;
- интерфейс оператора (мнемосхемы, сообщения и журналы);
- статистическую обработку информации и выдачу аналитических отчётов;
- вывод на принтер сформированных отчетов и графиков;
- ведение паспортов оборудования и составление графиков поверки.
Перечень аппаратных средств могут входить:
- сервер ввода/вывода (возможно применение резервируемых серверов) — выполняет опрос и сбор данных с удалённых контроллеров системы;
- сервер истории — выполняет долгосрочное хранение и архивирование данных системы;
- сервер приложений — предназначен для реализации задач MES-уровня;
- АРМ оператора/диспетчера (основной и резервный) — предназначен для визуализации технологических процессов, предоставляет пользователю удобный интерфейс для работы с системой;
- АРМ инженера — предназначен для контроля состояния и работы технических средств системы;
- АРМ энергетика — предназначен для контроля и планирования энергопотребления технологических объектов и установок системы.
Кроме того, имеется возможность подключения удалённых Web-клиентов для просмотра технологических данных и рассылка E-mail и SMS-сообщений об аварийных технологических событиях.
В качестве программных средств системы используется программное обеспечение компании Wonderware, в частности SCADA-система InTouch.
Рис.2 Пример обзорной мнемосхемы системы
Рис.3 Пример окна просмотра состояния и параметров кустовой площадки
Преимущества системы телемеханики кустов скважин
Предлагаемая компанией «Элком+» система обеспечивает:
- адаптацию системы к кустам скважин любой сложности;
- использования различных типов связи для передачи данных, с функциями эстафетной передачи данных;
- сокращение расходов на эксплуатационное и сервисное обслуживание;
- высокую помехоустойчивость, обеспеченную схемотехническими и программными решениями;
- высокую надежность за счет применения неоднократно проверенной и хорошо зарекомендовавшей себя элементной базы;
- соответствие высокому уровню эксплуатационных требований;
- оптимальное соотношение цена/(качество + возможности).