Выполняемые функции
Как уже отмечалось выше, основная функция этих программ – анализ, обработка и накопление динамограмм. В связи с этим обе программы XSPOC и Dinamograph выполняют аналогичные функции:
- создание архивов динамограмм по скважинам;
- анализ динамограмм, диагностика неисправностей;
- наложение динамограмм, снятых в разное время;
- расчет дебита скважины по динамограммам.
Помимо этого, XSPOC, как система автоматизации скважин, обладает дополнительными функциями, среди которых:
- дистанционное управление скважинами (включение и отключение);
- автоматический опрос динамограмм со скважин нефтепромысла;
- задание на динамограмме контрольной «точки срыва подачи»;
- журналы работы и отказов скважин;
- поддержка скважин с периодической эксплуатацией (учет времени работы и времени простоя);
- оценка сбалансированности противовесов станка-качалки;
- расчет потребляемой электроэнергии и ее стоимости.
В отечественных системах автоматизации (например, на контроллерах «Орион-НТ») эти функции (кроме трех последних) также реализуются. Однако здесь следует отметить, что оценку сбалансированности противовесов станка-качалки в отечественной практике проводят на основе анализа ваттметрограмм, что достаточно просто сегодня может быть реализовано как самим контроллером (АСУС-02, НПФ «Экос»), так и путем использования специального блока (ДВТ-02, ЗАО «Линт»). Это, как мы говорили, является более корректным, чем косвенные методы вычисления мощности, заложенные в программе XSPOC.
6.2. Меню, интерфейс, представление данных.
Сравнивая обе программы надо признать, что по удобству и наглядности интерфейса программа XSPOC несколько выигрывает. Меню скважин в ней имеет древовидную структуру «НГДУ-ЦДНГ-скважина» (рисунок 11).
Имеется возможность графической интерпретации структуры глубинного оборудования, динамического уровня жидкости и ряда других параметров скважины (рисунки 12 и 13).
Также обращают на себя внимание удачные иконки программы для функций балансировки, анализа динамограмм, пуска-останова станка-качалки и настройки радиосвязи (рисунок 14).
Рис.11. Меню скважин ПО Dinamograph и XSPOC
Рис.12. Графическое отображение всех параметров установки в XSPOC
Рис.13. Графическое отображение конфигурации глубинного оборудования в XSPOC
Рис.14. Иконки для функций настройки радиосвязи, управления электроприводом, диагностики и балансировки в XSPOC
Системы автоматизации
Станция управления СУС-01М
Станция управления СУС-01М является составной частью станка-качалки, предназначенного для механизированной добычи нефти глубинным штанговым насосом.
Станция управления СУС-01М предназначена для управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором привода станка-качалки, а также для защиты управляющего электропривода и технологического оборудования станка-качалки при аварийных режимах работы.
Станция управления СУС-01М в зависимости от варианта комплектации состоит из следующих частей:
1) силовой части, предназначенной для управления электродвигателем станка-качалки;
2) блока управления и защиты, предназначенного для формирования сигналов управления, контроля режима работы электродвигателя и технологического оборудования станка-качалки и формирования сигнала защитного отключения при аварийных режимах работы;
3) первичного преобразователя усилия, предназначенного для формирования контрольного сигнала, пропорционального усилию на полированном штоке;
4) стационарного динамографа, предназначенного для контроля усилия на полированном штоке и ускорения, возникающего при возвратно-поступательном движении штока;
5) первичного преобразователя давления, предназначенного для формирования аварийного сигнала при повышении или понижении давления в выкидном трубопроводе за заданные уставки.
Станция управления СУС-01М имеет следующие исполнения в зависимости от мощности электродвигателя станка-качалки:
- исполнение 1 до 10 кВт;
- исполнение 2 до 17 кВт;
- исполнение 3 до 35 кВт;
- исполнение 4 до 55 кВт;
Эта станция также обеспечивает следующие режимы работы станка-качалки:
а) ручной;
б) автоматический;
в) дистанционный;
г)программный;
В ручном режиме работы станка-качалки станция управления СУС-01М обеспечивает:
1) управление электродвигателем станка-качалки кнопками ПУСК, СТОП, расположенными снаружи на стенке шкафа станции управления СУС-01М;
2) защитное отключение электродвигателя станка-качалки при возникновении аварийных режимов работы (обрыве фаз, обрыве ремней, максимальных перегрузках, повышении или понижении давления в выкидном трубопроводе за заданные уставки).
В автоматическом режиме работы станка-качалки станция управления СУС-01М обеспечивает:
1) включение электродвигателя станка-качалки при переводе переключателя режима работы из положения ОТКЛ в положение АВТ через установленное время задержки самозапуска;
2) самозапуск электродвигателя станка-качалки при восстановлении напряжения сети после перерыва снабжения электроэнергией;
3) отключение электродвигателя станка-качалки при нажатии кнопки СТОП, расположенной снаружи на стенке шкафа станции управления СУС-01М;
4) управление электродвигателем станка-качалки по сигналам «ПУСК», «СТОП», формируемым системой телемеханики;
5) защитное отключение электродвигателя станка-качалки при возникновении аварийных состояний.
В дистанционном режиме работы станка-качалки станция управления СУС-01М обеспечивает:
1) управление электродвигателем станка-качалки по сигналам «ПУСК», «СТОП», формируемым аппаратурой контролируемого пункта системы телемеханики;
2) защитное отключение электродвигателя станка-качалки при возникновении аварийных состояний;
3) формирование сигналов состояния работы станка-качалки (работает, стоит) и аварийного отключения в аппаратуру контролируемого пункта системы телемеханики.
В программном режиме работы станка-качалки станция управления СУС-01М обеспечивает:
1) включение электродвигателя через время останова, соответствующее накоплению заданного уровня жидкости в затрубном пространстве;
2) отключение электродвигателя станка-качалки через время работы, соответствующее откачке жидкости из затрубного пространства до заданного уровня;
3) отключение электродвигателя станка-качалки кнопкой СТОП, расположенной снаружи на стенке шкафа станции управления;
4) защитное отключение электродвигателя станка-качалки при возникновении аварийных состояний;
5) при восстановлении напряжения сети после перерыва снабжения электроэнергией, включение электродвигателя через время остановки, соответствующее накоплению заданного уровня жидкости в затрубном пространстве.
Заключение
Представленные в статье способ измерения параметров движения штока установки ШГН совместно с цифровой обработкой массива данных с акселерометра позволяют определить моменты прохождения штоком нижней и верхней мертвых точек и избавиться от необходимости использования в системах динамометрирования отдельного датчика положения, например, на основе эффекта Холла. В системах динамометрирования акселерометр может быть совмещен в одном корпусе с датчиком усилия. Это значительно упрощает систему, улучшает ее эксплуатационные характеристики за счет уменьшения числа рассредоточенных датчиков и кабельных соединений между ними.
Разработан новый метод повышения эффективности управления работой штанговой глубинной насосной установки нефтедобывающей скважины, основанный на результатах комплексных исследований, связанных с математическим и имитационным моделированием нормальной работы плунжерного насоса с использованием интеллектуального силоизмерительного датчика на базе измерительно-вычислительного комплекса. Повышается производительность добычи нефти из нефтеносной скважины, снижаются энергетические затраты и затраты на обслуживание.
Основные результаты и выводы теоретических, практических и экспериментальных исследований сводятся к следующему:
Разработана система «ДДС», адаптированная для станков-качалок и установок с цепным приводом и реализующая автоматизированную обработку данных, полученных без использования измерительного преобразователя положения верхней/нижней «мертвых» точек.
Разработан алгоритм диагностирования состояния ШГН по характерным симптомам устьевой динамограммы, позволяющий определять 16 различных условий работы глубинно-насосного оборудования и, следовательно, принимать обоснованные решения по режиму эксплуатации СШНУ.
Предложен и разработан алгоритм расчета устьевой динамограммы по моделируемым усилиям на плунжере. Использование разработанного алгоритма расчета динамограммы позволило уточнить диагностику состояния ШГН по устьевой динамограмме.
Список использованной литературы
1. Информационно-измерительная система динамометрирования стационарная ДДС-04 / Емец С. В., Ковшов В. Д., Сидоров М. Е., Светлакова С. В., Хакимьянов М. И. // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления «Датчик-2003»: материалы XV научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов. - М., 2003. - С. 253-255.
2. Андреев Е.Б., Ключников А.И., Кротов А.В. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа. Под ред. проф. Попадько В.Е. Учеб. пособие для вузов. -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2008. - 399с.
3. Анализ программного обеспечения современных систем динамометрирования штанговых глубинных насосов / Ковшов В. Д., Светлакова С. В. // Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе: материалы региональной научно практической конференции. - Йошкар-Ола, 2005. - С. 106-109.
4. Датчики усилия для систем динамометрирования штанговых глубинных насосов добычи нефти / Ковшов В. Д., Емец С. В., Хакимьянов М. И., Светлакова С. В. // Нефтегазовое дело. - 2007.
5. Касьянов В. М. Аналитический метод контроля работы глубинных штанговых насосов. М.: ВНИИОНГ, 1973.