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).