6.Подводные системы управления

Общие технологические проблемы

Возможные большие расстояния для подсоединения в сочетании с ограниченными возможностями для внутрискважинных работ в силу плохих погодных/ледовых условий и логистические проблемы, связанные с выполнением таких работ, еще больше усиливают те ограничения, которые есть на сегодняшний день в технологиях систем управления.

При больших расстояниях затухание сигнала в оптико-волоконных линиях/линиях электроснабжения и потеря давления в трубопроводах вызывают большие опасения и, в особенности последнее, будет трудноосуществимо для наиболее удаленных месторождений из-за размера проходного отверстия, необходимого для того, чтобы можно было снизить падение давления.

Надежность электрических и электронных компонентов, как правило, использующихся в контрольных модулях, вызывает беспокойство и, при изучении опыта, полученного в других районах, плохая работа контрольных модулей значительно способствует увеличению времени простоя добычных систем. С заменой контрольных модулей, требующих выполнения внутрискважинных работ, это совершенно очевидно превращается в проблему в связи с логистической обстановкой или плохими погодными условиями/присутствием льда на поверхности моря.

В отношении флюида для управления давлением в скважине следует избегать сброса гидравлической жидкости, поскольку она может содержать токсичные элементы, необходимые для правильной работы жидкости и регулирующих устройств (задвижки, приводы задвижек и т.д.). Следует отметить, что сокращение или замена токсичных элементов, что является целью разработки этих флюидов, для того, чтобы повысить их экологическую приемлемость, могут негативно отразиться на эффективности этих флюидов, т.е. долговременная стабильность и содержание смазочных элементов. В особенности, для жидкостей, которые могут оставаться в системе в течение продолжительного времени эксплуатации, этот момент понадобится учитывать при проектировании систем, а также выборе флюида.

Существующие технологии, методы и практика работы

Обычная конфигурация системы управления включает верхние строения (или береговую систему), подводную систему и необходимые системы для их соединения друг с другом. Ниже приводится типичное описание используемых технологий:

 Верхние строения:

o Главный пункт управления, являющийся частью Системы распределенного

управления месторождения/основного объекта.

o Электроблоки, блоки связи и гидравлические силовые установки

 Системы связи между верхними строениями и подводным оборудованием:

o Электросвязь

o Оптоволоконная связь

o Собственный протокол для связи

o Связь либо прямая к каждому модулю управления, либо через извлекаемый

подводный маршрутизатор

o Интерфейс датчиков: CAN bus, Ethernet, 4 до 20 mA, IP свыше RS422

 Электропитание с верхних строений:

o Переменный ток 230 до 3 кВ

o Лишь немногие системы пользуются прямым током

 Гидравлические системы:

o Два уровня давления, НД от 200 до 350 бар и ВД от 700 до 1030 бар

o Резервная подача как ВД, так и НД с верхних строений

 Подводная часть:

o Окончания шлангокабелей

o Подводные модули управления и маршрутизаторы

o Датчики на фонтанной арматуре и манифольдах

o Электрические и гидравлические линии (перемычки)

В отношении использования гидравлических жидкостей допускается использование подводных ГСУ для усиления давления или генерирования гидравлического давления на тот случай, если расстояние будет слишком большим для подачи гидравлического давления через шлангокабель. Сброса гидравлической жидкости можно избежать путем применения гидравлических систем замкнутого контура. Это, однако, еще больше заставит сократить приемлемое расстояние, поскольку жидкость должна будет возвращаться по специальной шлангокабельной линии. Альтернативно, подводные ГСУ можно будет также использовать для повышения напора обратного потока.

Современные технологии подводной связи ограничены расстоянием до, примерно, 200 км, на котором не требуется применять усилители. Технология, предполагающая использование усилителей, не имеет практических ограничений и хорошо известна и проверена благодаря опыту телекоммуникационной промышленности.

Все электрические системы управления находятся на стадии разработки у системных поставщиков, и ожидается, что в будущем они заменят гидравлические системы. Для извлечения максимальной пользы из электрических систем управления, все оборудование, применяемое на месторождении, должно использовать одинаковую технологическую платформу, а внутрискважинные гидравлические задвижки должны быть заменены на электрические эквиваленты. Электрические внутрискважинные клапаны-отсекатели в настоящее время проходят процесс аттестации. Однако понадобится дополнительная работа для того, чтобы обеспечить удовлетворение требований нефтяных компаний.