Автоматизация скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами Введение
 Скачать 3.96 Mb.
|
3.3 СУ скважиной SAM Well ManagerСУ скважиной с ШГН SAM Well Manager производства Lufkin Automation представляет собой предварительно программируемый контроллер, устанавливаемый в месте расположения скважины для того, чтобы собирать, обрабатывать, хранить и анализировать или аналоговые данные, получаемые от датчиков нагрузки и положения, или цифровые данные, получаемые от датчиков числа оборотов двигателя в минуту и датчиков, установленных на плече кривошипа. SAM Well Manager использует эти данные для контроля и управления работой насосной установки и для визуального отображения графических данных на ЖК-дисплее или на экране компактного портативного компьютера в формате, легком для понимания. СУ скважиной с ШГН SAM Well Manager показана на рисунке 3.2.Well Manager получает информацию от датчиков, чтобы определить, достаточно ли жидкости присутствует в стволе скважины. Если блок управления определит, что скважина находится в состоянии опустошения, он отключит двигатель, чтобы остановить насосную установку, и тем самым перевести ее в режим ожидания. Режим ожидания позволит жидкости снова скопиться в стволе скважины. По окончании периода ожидания блок управления включит двигатель и насосная установка снова начнет работать.Well Manager также использует эту информацию для обнаружения неисправностей и проблем с насосной установкой и датчиками нагрузки и положения. По требованию может быть получена текущая информация о работe насосной установки. На месте расположения скважины также могут быть в любое время получены «архивные» данные, которые могут быть представлены в виде диаграмм и отчетов.  Рисунок 3.2 - СУ скважиной с ШГН SAM Well Manager производства Lufkin Automation Well Manager фирмы Lufkin Automation является на сегодняшний день самым распространенным во всем мире, он предусматривает подключение аналоговых датчиков усилия и положения, а также дискретных датчиков положения, расположенных на валу электродвигателя и выходном валу редуктора. Данные с этих датчиков используются для контроля и управления работой насосной установки и для визуального отображения графических данных на жидкокристаллическом дисплее или на экране портативного компьютера в легком для понимания формате.Well Manager по формируемой динамограмме определяет степень заполнения жидкостью ствола скважины. Если анализ покажет, что скважина опустошена, то насос отключается и скважина переводится в режим накопления. В этом режиме она снова заполняется жидкостью, после чего блок управления включает двигатель насоса и начинает откачку. Программное обеспечение контроллера СУ обеспечивает обнаружение по динамограмме отдельных неисправностей в насосной установке. Непосредственно на скважине могут быть просмотрены «архивные» данные в виде диаграмм и отчетов на встроенном дисплее. СУ скважиной с ШГН SAM Well Manager предусматривает возможность работы с двумя конфигурациями датчиков динамометрирования: датчик усилия располагается на штоке над верхней траверсой (датчик типа Loadtrol), датчик положения, работающий на эффекте Холла, устанавливается на выходном валу редуктора; датчик деформации балансира совмещен с датчиком угла наклона балансира. Динамометрический датчик, устанавливаемый на полированном штоке, осуществляет количественное измерение нагрузки на колонну насосных штанг. Он устанавливается над держателем под зажимом для насосных штанг. Этот датчик непосредственно измеряет вес колонны насосных штанг и столба жидкости на плунжере насоса. Комплект сферических шайб, установленный между динамометрическим датчиком и держателем, обеспечивает концентрическую нагрузку даже при наклоне держателя. Из двух вариантов измерения нагрузки он является наиболее точным и при установке не требует калибровки в полевых условиях. Его недостатком является большая длина сигнального кабеля, возможность его повреждения обслуживающей бригадой и потенциальное снижение точности вследствие «толчения» жидкости или «плавания» насосных штанг [17]. Рассмотрим датчик типа Loadtrol подробнее [18]. Датчики усилия Loadtrol, которыми комплектуются системы динамометрирования Lufkin Automation, выпускаются фирмой Interface (США). Датчик показан на рисунке 3.3. Датчик Loadtrol представляет собой стальной полый цилиндр, на наружную поверхность которого наклеены тензорезисторы. Для монтажа такого датчика на шток требуется полная разборка траверсканатной подвески, что является достаточно трудоемкой операцией. По типу чувствительных элементов датчик усилия Loadtrol представляет собой пассивный тензометрический мост с выходным маломощным аналоговым сигналом напряжением до 10 мВ. Естественно, что столь слабый сигнал подвержен воздействию помех от мощных электродвигателей, преобразователей частоты, пускателей, и для повышения помехозащищенности при передаче сигнала по длинному кабелю требуется применение специальных мер. Кроме того, показания датчика подвержены воздействию параметров самого кабеля: его длины, абсолютного сопротивления и температурного изменения сопротивлений жил кабеля. Полная погрешность таких датчиков во всем температурном диапазоне может достигать 5%.  Рисунок 3.3 - Датчик усилия Loadtrol (США) Контроллер предусматривает 3 режима работы: все включения и отключения электродвигателя производятся по командам с диспетчерского пункта; включения и отключения электродвигателя производятся по заданным временным уставкам (периодическая эксплуатация); управление осуществляется автоматически по результатам анализа динамограмм. Контроллер имеет аналоговый выход для подключения частотного преобразователя для плавной регулировки скорости вращения электродвигателя. Недостатком данной системы является высокая стоимость. Так, например, стоимость только контроллера фирмы Lufkin Automation в комплекте с датчиками динамометрирования, соизмерима с ценой целой СУ в полной комплектации отечественного производства. Болеее подробные технические характеристики СУ SAM Well Manager приведены в таблице 3.3. Таблица 3.3 - Технические характеристики СУ SAM Well Manager
Рассмотрев описание и технические характеристики СУ скважиной с ШГН SAM Well Manager производства Lufkin Automation, к ее главным функциям можно отнести: сотни регистров состояния (число ходов в минуту, макс./мин. нагрузка, об/мин, наполнение насоса); управление по глубинной динамограмме, поверхностной динамограмме или по мощности электродвигателя; стандартные 60-дневные графики (расчетная добыча, общее время работы, макс./мин. нагрузки, нагрузка в л. с. на полированной шток); график последних 400 значений загрузок; автоматическое определение времени накопления; рассчитывает добычу нефти с точностью до 2%; легко интегрируются со SCADA-системами; управление в режиме электроэнергии; определение пиковой и минимальной загрузки; определение загрузки жидкости; сигнализация проскальзывания ремня; возможность призводить проверки утечки клапанов; подсчитывает цикл работы установки с момента установки новых штанг или насоса; база данных штанг и насосных установок; флэш-память; графический ЖК-дисплей с клавишной панелью [19]. |