вкр. ВКР от 02.03. Объект работа штанговых скважинных насосных установок (шсну)
 Скачать 2.49 Mb.
|
 Рисунок 18 - Станция управления с ЧРП фирмы Unico (США) Частотное управление электроприводом ШГН по запатентованным фирмой алгоритмам обеспечивает максимальную отдачу жидкости скважиной, сокращение числа аварий, оптимизацию потребления электроэнергии. Нужно отметить, что фирма Unico сама является и производителем ПЧ, которыми комплектует свои СУ40.В 2012 г. компания Unico Inc. (США) предложила провести испытание уникального линейного привода штангового насоса (LRP – liner rod pump), обладающего возможностью быстрого монтажа и оптимизации режима работы ШГН с применением интеллектуального алгоритма. LRP – это реечный привод, с помощью которого обеспечивается возвратно-поступательное движение глубинного насоса в скважине путем вращения вперед и назад асинхронного двигателя41. Таблица 3 - Хакимьяновым М.И проводит сравнение характеристик зарубежных контроллеров и станций управления ШГН.
Продолжение таблицы 3
Сравнивая эти характеристики можно сделать вытекающие выводы (рисунок 19). В последнее время появляются разработки "бездавачевых" контроллеров , не требующих для своей работы внешних датчиков 42. Больше всего известны разработки фирмы “SPOC Automation” (США) и “R&M Energy Systems " (США).  Рисунок 19 - Выводы по зарубежным контролерам Информация в этих системах рассчитывается на основе электрических параметров и ваттметрограммы. Благодаря отсутствию датчиков существенно уменьшается стоимость системы управления, повышается надежность, уменьшается время монтажа и замены комплектующих, однако существенным недостатком имеется невысокая точность определения состояния скважины, что негативно влияет на результаты диагностики и соответственно качество управления43. Сегодня производители предлагают различные модели станций управления ШГН отечественного производства, отличающиеся по способам обработки данных, алгоритмам откачки, отображению параметров работы и другим критериям (приложение 1). Их особенности были рассмотрены в исследовании Ковшова В.Д.. Рассмотрим особенности некоторые из них на рисунке44:  Рисунок 20 - Станции управления ШГН отечественного производства Одной из наиболее перспективных разработок Хакимьянов М.И45 считает СУ УСШН- 01 ОАО ПНППК (г. Пермь) Возможно управление скважиной в трех режимах: 1) ручном; 2) автоматическом на основе информации с датчиков; 3) автоматическое «бездатчиковое» управление. Несомненным достоинством данной СУ является достаточно мощное программно-математическое обеспечение контроллера, в котором реализованы алгоритмы распознавания и анализа динамограмм и ваттметрограмм, которые достаточно подробно описаны в [10–13]. По измеренной устьевой динамограмме в контроллере производится построение расчетной плунжерной динамограммы, которая подвергается анализу. Разработчики создали свою базу плунжерных динамограмм типовых режимов ШГН и разработали специальный алгоритм сравнения измеренной динамограммы с типовыми. Кроме этого производится спектральный анализ развернутой во времени динамограммы для выявления характерных неисправностей привода Проанализируем функциональные возможности контроллеров управления ШГН отечественной разработки. Следует отметить корпоративную распределенную систему управления производством в реальном времени «Мега», разработанную НПФ «Интек» (г. Уфа) 46. Система предназначена для автоматического управления распределенными технологическими объектами предприятия, такими как станки-качалки нефтедобывающих скважин, замерные установки, насосные станции, пункты учета тепловой и электрической энергии. Система строится на основе контроллеров «Мега», которые устанавливаются непосредственно на объектах и к которым подключаются датчики и исполнительные устройства47. Станция управления «Интел-СУС» (ЗАО «Линт», Казань) в комплекте с контроллером «Телебит», датчиками динамометрирования ДДС - 04 и ваттметрирования для контроля энергетических параметров: токов и напряжений по каждой фазе, активной и реактивной мощности, коэффициента мощности, проведения технического учета электроэнергии и построения ваттметрограмм.  Рисунок 21 - Станции управления «Интел-СУС» контроллер «Телебит» Образцом законченной российской системой автоматизации установки ШГН является станция управления АСУС-02 НПФ «Экос» . Автоматизированная станция АСУС-02 имеет силовую часть, специализированный контроллер, выполненный на 16-ти разрядном RISC процессоре, и радиостанцию, обеспечивающую связь с диспетчерским пунктом. Станция управления АСУС-02 обладает следующими возможностями:  Рисунок 22 - Возможности станции управления АСУС-02 Дополнительно в станцию может быть установлен контроллер расширения с 16 цифровыми и 8 аналоговыми входами, что позваляет подключать к станции дополнительную измерительную, исследовательскую, контрольную аппаратуру скважины и других обьектов и передавать всю эту информацию на диспетчерский пункт Хорошо зарекомендовали себя на практике,по мнению Хакимьянов М.И., Светлакова С.В., Гузеев Б.В., контроллеры «Телебит» ЗАО «Линт» (Казань), «Мега» НПФ «Интек» (Уфа), АСУС-02 НПФ «Экос» (Уфа) и другие 48. Но наиболее полно по мнению данных авторов , функциональные возможности станции управления установкой ШГН реализуются контроллером «Орион-НТ» ООО «АЯКС лаб» (Ульяновск) в составе с датчиками динамометрирования ДДС-04. Контроллер «Орион-НТ» обеспечивает весь набор необходимых функций управления скважиной – измерение и передачу динамограмм на диспетчерский пункт по радиоканалу, получение с диспетчерского пункта команд управления электроприводом. Контроллер не комплектуется дисплеем и клавиатурой, так как их постоянное присутствие в контроллере является, как мы уже говорили, избыточным и в принципе для телеметрических систем не нужно. Контроллер «Орион-НТ» обеспечивает возможность подключения к нему счетчика количества жидкости СКЖ, а также предусматривает реализации функции управления частотным преобразователем и защитного отключения электродвигателя. В таблице Хакимьянов М.И. и Ковшов В.Д. делают сравнение характеристик некоторых отечественных контроллеров ШГН. Таблица 4 - Характеристики отечественных контроллеров ШГН
Продолжение таблицы 4
ДДС-04* – Датчик усилия ДДС-04 производства НПП «Грант» ДП-04** – Датчик положения ДП-04 производства НПП «Грант», используется датчик Холла, устанавливаемый на выходном валу редуктора, фиксирует нижнюю и верхнюю мертвые точки ДУН*** - Датчик угла наклона балансира ЛА**** - Линейный акселерометр Одной из разработок в области скважинных систем управления является контроллер WellSim фирмы ООО «Нафтаматика» (г. Москва). Данный контроллер создавался с использованием элементной базы фирмы “National Instruments” (США), прошел эксплуатационные испытания в ОАО «Татнефть» 49. На рисунках показаны контроллер WellSim и совмещенный датчик положения и нагрузки SZZK соответственно.  Рисунок 23 - Контроллер WellSim фирмы ООО «Нафтаматика» (г. Москва), Совмещенный датчик ускорения и нагрузки SZZK Назначение контроллера автоматизация сбора, обработки, хранения и анализа данных, получаемых от датчиков контроль и автоматическое управление работой скважины удаленное управление и мониторинг скважины с рабочего места диагностика и противоаварийная защита скважинного оборудования измерение количества добываемой жидкости и давления на приеме насоса визуальное отображение параметров работы скважины50 Один из лидеров в области производства электротехнического оборудования для нефтяной промышленности в России является ЗАО «ЭЛЕКТОН» " в городе Радужный Владимирской области. Станции управления «ЭЛЕКТОН-04СК-100» с контроллером «ЭЛЕКТОН» предназначены для управления и защиты штангового глубинного насоса, станка-качалки и его привода – трехфазного асинхронного двигателя с номинальным напряжением 380 В, частотой 50 Гц. |