книги из ГПНТБ / Гешелин М.Г. Радиотелемеханизация в нефтедобывающей промышленности (системы и элементы)

ное реле, а также конденсаторы и развязывающие полупроводнико­ вые выпрямители типа ДГ-Ц.

На сигнальной панели смонтированы сигнальные лампочки, кнопки снятия аварийного сигнала и электромагнитные счетчики, контролирующие закачку воды в скважины. Сигнальные лампы собраны в блоки по десять штук. На одной панели смонтировано тридцать лампочек (3 блока), десять электромагнитных счетчиков и десять кнопок.

Сигнальные панели и блоки дешифратора укреплены на каркасе шарнирно и могут поворачиваться в вертикальной плоскости. Такая конструкция значительно облегчает доступ к монтажу при эксплуа­ тации.

В нижней части каркаса размещены все остальные элементы пульта — панель управления, блоки фильтров, блоки генераторов и измеритель давления (частотомер).

Панель управления размещена на фасаде в средней части ниж­ него каркаса и расположена наклонно. На лицевой части левой стороны панели смонтирован визуальный прибор измерителя давле­ ния (микроамперметр, отградуированный в кГ/см2'). В средней ча­ сти панели установлены десять кнопок выбора кустовой насосной станции для посылки команды, десять сигнальных лампочек, указы­ вающих, какой куст выбран, пять ключей управления включением и отключением насосного агрегата (ключи на три положения: верх­ нее — включение, нижнее — отключение и среднее — нейтраль­ ное) , пять ключей управления подключением датчиков измерения давления, пять кнопок запроса о состоянии двигателя (включен — отключен), три кнопки управления задвижкой (открыть, закрыть и остановить в любом положении) и кнопка телефонного вызова. В правой части панели управления смонтированы часы.

На внутренней стороне панели установлены звонок и блок ре­ ле, ограничивающий длительность времени посылки импульса, а также релаксационный генератор, создающий мигание аварийной лампочки. Панель управления соединена с каркасом шарнирно. Под панелью управления, на нижней части нижнего каркаса, размещены блоки генераторов и блок измерителя давления (частотомера).

В задней части нижнего каркаса размещены блоки фильтров с усилителями.

Конструкция пульта выполнена блочной и рассчитана на уста­ новку до десяти комплектов блоков, т. е. на подключение десяти кустовых насосных станций. Блоки — взаимозаменяемые. Подклю­ чение блоков производится штеккерными разъемами. Это позволяет собирать пульт на любое количество кустовых станций в пределах максимальной емкости пульта, т. е. до десяти. Блочное соединение позволяет легко установить дополнительные блоки при увеличении количества телеуправляемых кустовых насосных станций (если сна­ чала пульт был рассчитан на меньшее число их).

139

В нижней части пульта смонтированы вводные гребенки для под­ ключения приемно-передающих радиостанций и клеммная колодка для подключения питания.

Пульт диспетчера монтируется на специальной подставке из гну­ тых труб, которая одновременно служит столом для диспетчера.

К пульту диспетчера придаются приемно-передающие радиостан­ ции по числу подключаемых насосных станций, т. е. по числу смон­ тированных на пульте комплектов блоков.

Блок питания. Для питания всех цепей пульта диспетчера к нему должно быть подведено выпрямленное стабилизированное на­ пряжение 250 в для питания анодных цепей и 6,3 в — для питания накальных цепей усилителей и генераторов, выпрямленное напряже­ ние 36 в — для питания реле и переменное напряжение 50 в — для питания сигнальных ламп.

Питание анодных цепей и цепей накала (т. е. цепей, требующих стабилизированного напряжения) производится от одного трансфор­ матора, а питание остальных цепей — от другого. Это сделано с целью уменьшения габаритов питающих трансформаторов, а также с целью уменьшения мощности стабилизатора, так как не все цепи требуют питания стабилизированным напряжением.

Для выпрямления напряжения, питающего анодные цепи, при­ менена двухполупериодная схема, собранная на кенотронных вы­ прямителях типа 5ЦЗС. Чтобы обеспечить прохождение необходимо­ го для всех анодных цепей анодного тока (порядка 800 ма), в каж­ дом плече выпрямителя включено параллельно по два кенотрона, Для выпрямления напряжения, питающего релейные цепи, примене­ ны полупроводниковые диоды типа ДГ-Ц24.

Вцелях обеспечения непрерывности работы диспетчерского пунк­ та к блоку питания подводятся два самостоятельных фидера, а в самом блоке питания предусмотрен резервный комплект трансфор­ маторов с выпрямителями и фильтрами. Напряжение каждого фи­ дера подается на трансформатор, питающий электронную аппара­ туру, через стабилизатор напряжения типа СН-320, а на трансфор­ матор, питающий остальные цепи, — непосредственно.

Всеть левого фидера (рис. 60) включены реле Pi, Р2 и Р3 типа РПТ-100. При наличии напряжения в этом фидере реле Р\ подклю­ чит его к блоку питания и отключит правый фидер от обмоток ре­ зервного комплекта. Одновременно реле Р% и Рз подключат выход цепей питания данного комплекта к выходным клеммам. При отсут­

ствии напряжения в левом фидере реле Р\, Р% и Рз обесточатся, вследствие чего левый комплект отключится от левого фидера, пра­ вый фидер подключится к правому комплекту; кроме того, произой­ дет соответствующее отключение выходных цепей левого комплекта и подключение выходных цепей правого комплекта к выходным клеммам, блока питания.

Таким образом, при отсутствии напряжения в одном из фидеров автоматически подключается к блоку питания второй фйдер, что обеспечивает надежность питания элементов телемеханики.

140

Рис. 60. Схема блока питания

На выходе фильтров включены реле АВРХ и АВР2, контролирую­ щие исправность трансформаторов и цепей выпрямителей. При ис­ правной работе реле включены и цепь сигнального звонка СЗ ра­ зомкнута. В случае аварии реле обесточатся, включится звонок, что явится сигналом неисправности.

На случай выхода из строя любого элемента в одном из ком­ плектов предусмотрена возможность переключения на питание от второго комплекта, который является резервным.

Блок питания имеет металлическую настенную шкафную кон­ струкцию. На дверке шкафа смонтированы вольтметр и автоматыпредохранители для подключения фидеров к блоку питания.

Конструкция датчиков

Датчик давления. Для контроля за давлением в напорных и вса­ сывающих магистралях насосных агрегатов служит датчик давле­ ния типа ДМ-5, разработанный КБАТ.

рения давления.

141

зун Я который при перемещении поршня скользит по двум реохор­ дам.

При изменении давления жидкости в трубопроводе изменяется сопротивление включённых участков реохордов. Реохорды при из­ мерении давления подключаются к фазирующей цепи измеритель-

Рис. 63. Датчик по­ ложения уровня

ного генератора. Генерируемая частота будет изменяться пропор­ ционально изменению сопротивления реохордов- и, следовательно, пропорционально изменению давления. На ДП сигналы измерения давления поступают на частотомер и дальше на визуальный при­ бор, отградуированный в единицах давления.

Датчик расхода воды. Для измерения расхода нагнетаемой в скважину воды применены диафрагменные расходомеры с интегра­ торами типа ДП-612. В этих расходомерах установлен контактный датчик (рис. 62).

При прохождении определенного количества воды интегратор сработает и счетчик переместится на одну единицу. Одновременно с перемещением барабана счетчика кулачок 2, укрепленный на тяге

144

интегратора 1, замкнет контакт 3 датчика, включенного в цепь шиф­ ратора, и на ДП будет послано сообщение о закачке определенного количества воды. Данное сообщение фиксируется на ДП счетчиком. Таким образом, на ДП учитывается количество нагнетаемой в каж­ дую скважйну воды.

Датчик положения уровня. Положение уровня воды в резервуа­ ре контролируется датчиком (рис. 63), являющимся электродом, включенным в цепь реле. Датчик состоит из внутреннего электро­ да 5, помещенного в изолирующей гильзе 4, имеющей ряд отвер­ стий. Электрод с гильзой заключены в металлическую обойму 6, на которой навинчена гайка 2. Последняя прижимает резиновую проб­ ку 3, через которую провод 1 подводится к электроду 5. Второй про­ вод припаивается к гайке 2.

Когда уровень воды достигнет датчика, вода замкнет цепь меж­ ду обоймой и электродом через отверстия в изолирующей гильзе, сработает реле, в цепи которого включен датчик.

Все металлические детали датчика выполнены из нержавеющей стали.

XV. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Системы комплексной автоматизации и телемеханизации -всего нефтепромыслового хозяйства пока нет. Имеются только системы автоматизации и телемеханизации нефтяных скважин отдельных промыслов, водозаборов законтурного заводнения; внедряются си­ стемы автоматизации и телемеханизации кустовых насосных стан­ ций законтурного заводнения.

Опыт эксплуатации подобных систем еще недостаточно изучен и обобщен. Поэтому невозможно убедительно обосновать изменения в организационной структуре и штатном расписании промысла, вызы­ ваемые внедрением этих систем.

Однако опыт эксплуатации систем телемеханизации нефтяных скважин и водозаборов с проводной связью в НПУ «Бавлынефть», «Октябрьскнефть», «Бугульманефть» и др. позволяет уже сейчас дать некоторые практические рекомендации.

Система СРП-1

Функции оператора по добыче с внедрением системы СРП-1 ограничиваются периодическим обходом скважин с целью наблюде­ ния за работой и состоянием технологического оборудования. В во­ сточных районах (Башкирия, Татария) при расстоянии между сква­ жинами в среднем 500 м оператор может обслуживать 10—15 скважин; на переходы будет затрачиваться около 2 час., а осталь­ ное время (в средне^ 30 мин. на каждую скважину) может быть ис­ пользовано на выполнение таких работ, как подтягивание «сальни­

ков, протирка оборудования, поддержание чистоты на территории скважины.

Для поддержания технологического оборудования в работоспо­ собном состоянии необходимо ввести систему планово-предупреди­ тельных ремонтов с проведением их в обусловленные графиком сроки. Для этого необходимо в каждой бригаде по добыче создать группы численностью в 2 человека, работающие только в дневное время.

Для проведения срочного ремонта оборудования необходимо в каждой бригаде по добыче организовать группы аварийного ремон­ та. Аварийная группа должна нести вахту посменно.

Для технического обслуживания аппаратуры и оборудования телемеханической системы и элементов автоматики на ДП и ИП (скважинах), а также в электрохозяйствах промыслов необходимо создать на ДП группу, состоящую из одного электромеханика-ра­ диста, работающего только в дневное время, и электромонтеров, несущих вахту по 4 человека в смену.

Для введения централизованного управления промысловым хо­ зяйством в целом необходимо установить посменное дежурство диспетчеров из числа наиболее квалифицированных специалистовнефтяников. Весь производственный персонал промысла должен быть подчинен дежурному диспетчеру, в свою очередь подчиняюще­ муся старшему инженеру промысла.

Эти соображения могут быть положены в основу опытной экс­ плуатации систем телемеханизации нефтяных скважин; по мере на­ копления опыта они будут уточнены.

Приведем ориентировочный расчет технико-экономического эф­ фекта от внедрения системы телемеханизации на промысле № 2 НПУ «Октябрьскнефть» )*.

Фонд скважин этого промысла — 56. Промысел обслуживается двумя бригадами по добыче. Штат обслуживающего персонала все­ го промысла приведен в табл. 8.

Таблица 8

зации промысла № 2 НПУ «Октябрьскнефть», разработанного КБАТ.

146

С учетом дополнительной зарплаты производственного персона­ ла (6%), начислений на зарплату (8%) и дополнительных раско­ лов на транспорт, спецодежду и обслуживание производственного персонала (10%) стоимость обслуживания промысла в месяц об­ ставит 92 446 руб., а в год — 94 246X12=1 109 352 руб.

При внедрении системы автоматизации и телемеханизации функ­ ции операторов по добыче сведутся к систематическому обходу сква­ жин. Как указывалось выше, один оператор может обслуживать 15 скважин; тогда необходимое количество операторов для обслу­ живания 56 скважин составит

-3,5= 14 человек.

15

Внедрение новой техники повышает требования в отношении квалификации операторов. Поэтому в вахте следует иметь 2 опера­ торов 7-го разряда и 2 операторов 6-го разряда. Наряду с этим требуется усилить контроль за исправностью основного технологи­ ческого оборудования. Как указывалось выше, для этих целей не­ обходимо в каждой бригаде по добыче создать группу профилакти­ ческого ремонта оборудования, работающую только в дневное вре­ мя, и группу аварийного ремонта, работающую посменно. Числен­ ность каждой группы — 2 человека.

Таким образом, общее число слесарей наземного оборудования должно быть:

[2 + (2 X 3,5)]-2 = 18.

Учитывая сложность новой техники, необходимо иметь в каждой группе по одному слесарю 7-го разряда и по одному — 5-го разря­ да. Таким образом, всего должно быть 9 рабочих 7-го разряда и 9 — 5-го разряда.

Для обслуживания аппаратуры и оборудования телесистемы, элёментов автоматики и электрохозяйства промысла необходим один электромеханик-радист, отвечающий за всю систему телемеха­ ники и работающий только в дневное время; кроме того, должно быть установлено посменное дежурство 3 электромонтеров.

Таким образом, необходимо 4X3,5 = 14 электромонтеров.

Для оперативного руководства хозяйством промысла нужно ор­ ганизовать диспетчерскую службу с посменным дежурством диспет­ черов.

Диспетчером должен быть специалист-нефтяник с квалифика­ цией, соответствующей мастеру по добыче. Число диспетчеров долж­ но быть:

1 Х3,5 = 4 человека.

Следует учесть, что при телеизмерении дебита скважины отпа­ дает необходимость в, замерщиках дебита: эти функции выполняет диспетчер.

Таким образом, внедрение системы автоматизации и телемехани­ зации вызывает необходимость в обслуживающем персонале, приве­ денном в табл. 9.

Следовательно, при наличии автоматизации и телемеханизации и безотказно действующего оборудования можно ограничиться шта­ том обслуживающего персонала в 54 человека с годовым фондом зарплаты, равным 1815X25,6X12 = 557 768 руб.

С учетом дополнительной зарплаты производственного персона­ ла (6%), начислений на зарплату (8%) и дополнительных расходов на транспорт, спецодежду и обслуживание производственного пер­ сонала (10%) стоимость обслуживания в год составит 698 951 руб.

Годовая экономия от внедрения системы телемеханизации на 56 скважинах составит

1 109 352—698 951 = 410,4 тыс. руб.

Затраты на строительство системы автоматизации и телемехани­ зации составят примерно 550 тыс. руб. Следовательно, затраты оку­ пятся менее чем за 1,5 года. При большем фонде скважин на про­ мысле затраты на автоматизацию и телемеханизацию окупятся в более короткие сроки — за год или менее.

Система СРП-3

Система СРП-3 внедряется в НПУ «Бавлынефть». Всего охваты­ вается пять кустовых насосных станций, расположенных по пери­ метру контура нефтеносности. Общий фонд нагнетательных сква­ жин — 327. Суточная закачка — 18 000—20 000 л3. Расстояние по прямой от ДП до кустовых насосных станций колеблется в преде­ лах 5—13 км.

148