1458

Регуляторы комплектуются контроллерами АРС-1000.

1.4.4.Оборудование для диагностики УЭЦН

Всовременных условиях работы УЭЦН, зачастую

осложненных многими факторами (наклонно-направленные скважины, высокая обводненность и химическая активность пла­ стовой жидкости, высокое содержание механических примесей, высокая температура, давление и газовый фактор) нормальная эксплуатация оборудования нереальна без использования сис­ тем диагностики. Применение систем диагностики позволяет не только оптимизировать работу системы «Пласт — скважина — насосная установка», но и предотвратить большинство отказов и аварий со скважинным оборудованием.

Оборудование диагностики работоспособности УЭЦН явля­ ется техническим средством контроля рабочих параметров уста­ новки и формирования сигналов для автоматического управле­ ния работой УЭЦН. Оборудование выпускается в соответствии со следующими нормативными документами:

• Система термоманометрическая СКАД-2. Технические ус­

ловия ДМФ 1.000.004 ТУ;

• Импульсная система телеметрии ИСТ-1. Технические ус­

ловия ДМФ 1.000.001 ТУ;

• Комплекс диагностики насосных установок КДНУ. ТУ 4315- 001-13200746-97.

Система термоманометрическая СКАД-2

Эксплуатационное назначение системы — конт­ роль технического состояния УЭЦН в процессе эксплуатации, подконтрольный вывод на режим и стабилизация работы сква­

жины в заданном режиме.

Функциональное назначение — контроль температуры масла электродвигателя и давления пластового флюида в зоне подвес­ ки УЭЦН с возможностью автоматического управления уста­ новкой по параметрам давления и температуры совместно с бло­ ком управления комплектного устройства ШГС 5805, ШГС 5806.

Система обеспечивает постоянный контроль избыточного дав­ ления пластовой жидкости, окружающей ПЭД, а также температу­ ры статорных обмоток в зоне нижней лобовой части ПЭД. При выходе за установленные граничные значения контролируемого дав­ ления и температуры оборудование автоматически отключает УЭЦН.

Система СКАД-2 позволяет фиксировать граничные и теку­ щие значения контролируемых параметров, количества отклю­ чений УЭЦН раздельно по каждому из условий, а также текуще­ го и предельно допустимого количества отключений УЭЦН за последние календарные сутки. Обеспечивается также визуальное представление в цифровой форме текущих и граничных значений контролируемых параметров, светодиодная индикация режимов работы системы, самотестирование системы, возможность вклю­ чения в многоуровневую систему управления технологическим процессом нефтедобычи на правах контрольного пункта нижнего уровня.

При работе системы СКАД-2 в составе многоуровневых сис­ тем управления технологическим процессом нефтедобычи все контролируемые параметры передаются на центральные пульты управления. С тих же пультов возможно перепрограммирование граничных значений контролируемых параметров, дистанцион­ ное управление работой УЭЦН (отключение — включение, вы­ вод на режим), гидродинамическое исследование скважин.

Система СКАД-2 представляет собой комплекс, состоящий из двух составных частей — скважинного преобразователя дав­ ления и температуры (ПДТ) и наземного прибора (ПН), элек­

трически связанных между собой через кабель — токоподвод ПЭД.

ПДТ представляет собой герметичный контейнер, стационарно размещенный в нижней части ПЭД, имеющего внутренний ди­ аметр корпуса не менее 90 мм, и электрически подключенный к нулевой точке или последнему витку, идущему к нулевой точке статорной обмотки ПЭД.

ПДТ предназначен для эксплуатации в следующих условиях:

—окружающая среда — осушенное трасформаторное масло;

—предельная температура окружающей среды — 125 "С;

—постоянное воздействие вибрации погружного насоса;

—предельное перегрузочное давление 25 МПа (250 кгс/см). ПН включает в себя три конструктивно законченных блока:

блок питания (БП), блок управления (БУ), пульт оператора (ПО). Габаритные размеры блоков представлены в табл. 1.45 [3].

БП и БУ стационарно размещаются в шкафу станции управ­ ления УЭЦН и электрически соединяются между собой кабе­ лем. БП и БУ предназначены для стационарной эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом УХЛ (NP) по кате­ гории размещения 2.1 ГОСТ 15150-69.

ПО устанавливается на лицевую панель БУ во время прове­ дения измерений и корректировки программы функционирова­ ния системы.

Устройство и работа составных частей системы СКАД-2

Преобразователь давления и температуры (ПДТ) предназначен для преобразования контролируемых парамет­ ров — давления и температуры масла ПЭД в электрический информационный частотно-манипулируемый сигнал, кото­ рый подается по статорной обмотке ПЭД кабелю-токоподво-

ду и вторичной обмотке силового трансформатора на вход на­ земного прибора системы СКАД-2И.

ПДТ выполнен в виде стального герметичного цилиндричес­ кого контейнера подвесного типа вертикального построения и состоит из корпуса цилиндрической формы, имеющего устано­ вочные резьбовые отверстия для монтажа ПДТ в ПЭД, канавку с уплотнительным кольцом, герметичные вводы для подключе­ ния к отпайке от нулевой точки статорной обмотки и для под­ ключения выводов термодатчика ДТ, закрепленного в непосред­ ственной близости от нижней лобовой части статорной обмотки ПЭД. В корпусе также установлены:

•чувствительный элемент давления ДД на базе датчика дав­ ления типа НР1СК-200;

•фильтр, защищающий внутреннюю полость ДД от забива­ ния грязью, на основе мелкоячеистой металлической сетки.

В блоке размещены два измерительных преобразователя — давления и температуры.

Для защиты узлов и элементов электронной схемы ПДТ слу­

жит цилиндрический кожух в форме стакана, изготовленный из трубы и крышки, соединенных сваркой, и снабженный резьбой для соединения с корпусом. Кожух имеет конусную проточку, для обеспечения герметичности соединения с корпусом через латунное конусное кольцо.

Блок питания (БП) предназначен для питания ПДТ и БУ, а также для сопряжения наземного прибора системы со схемой станции управления УЭЦН.

БП размещен в стальном корпусе щитового типа горизон­ тального построения. Корпус БП состоит из шасси, передней и задней панелей и кожуха, соединенных винтами.

На шасси смонтированы силовой трансформатор и печатная плата, на которой размещены полосовой фильтр, три управляю­ щих реле, выпрямитель и элементы гальванической развязки.

На передней панели установлены два держателя предохрани­ телей с плавкими вставками и розетка разъема для соединения БП с БУ.

На задней панели размещена вилка разъема для соединения БП со схемой станции управления.

Блок управления (БУ) предназначен для обработки информаци­ онного сигнала ПДТ, анализа состояния электрических защит СУ,

формирования управляющих команд на включение и отключение УЭЦН, а также формирования информационных посылок и реали­ зации протокола обмена с верхним уровнем автоматизированной системы управления технологическим процессом нефтедобычи.

БУ размещен в стальном корпусе щитового типа горизон­ тального построения. Корпус состоит из передней и задней па­ нелей, объединенных обечайкой и соединенных заклепками, и крышки, закрепляемой винтами.

На передней панели расположены:

— розетка разъема «ПУЛЬТ» для подключения пульта опера­ тора (ПО), либо вилки соединительного кабеля АСУ ТП нефте­ добычи;

— линейка из пяти светодиодных индикаторов, объединен­ ных в три группы: «СЕТЬ» — светодиод зеленого цвета «ВКЛ», «ОТКЛ.» — два светодиода «Р» и «Т», «РЕЖИМ» — два светоди­ ода, зеленого цвета — «РАБОТА», красного цвета — «ПРОГРЕВ».

На задней панели расположена вилка разъема «УПРАВЛЕ­ НИЕ» для подключения посредством соединительного кабеля к

блоку питания БП.

В корпусе размещен термостатированный контейнер с тремя печатными платами для обеспечения нормального температур­ ного режима работы электронных компонентов во всем диапа­ зоне эксплуатационных условий.

Пульт оператора (ПО) предназначен для визуализации теку­ щих и граничных значений контролируемых параметров, конт­ роля и задания режимов работы системы, а также самотестиро­ вания наземного прибора.

ПО выполнен в виде малогабаритного переносного легкосъ­ емного прибора. ПО состоит из корпуса со смонтированными на нем органами управления и индикации и расположенными в нем двумя печатными платами.

На лицевой панели ПО расположены:

—четырехразрядный семисегментный цифровой индикатор;

—трехразрядный десятичный программный переключатель;

—переключатель «РЕЖИМ» на три положения («КОНТР», «ЗНАЧЕНИЕ» и «КОЛ-ВО откл.»);

—галетный переключатель «ПАРАМЕТР» на четыре положе­ ния («Р мин», «Р макс», «Т макс» и «ВРЕМЯ»), — кнопка «ВВОД».

На задней панели корпуса ПО установлена вилка разъема для подключения к БУ.

Параметры ТМС «СКАД-2И» приведены в табл. 1.46 [3].

Импульсная система телеметрии ИСТ-1

Импульсная система телеметрии ИСТ-1 предназна­ чена для контроля технического состояния УЭЦН в процессе эксп­ луатации, подконтрольного вывода на режим и стабилизации рабо­ ты скважины на заданном режиме за счет управления работой УЭЦН.

Система ИСТ-1 обеспечивает контроль давления жидкости в зоне подвески УЭЦН, температуры масла в электродвигателя, уровня вибрации погружного оборудования и автоматическое управление работой УЭЦН по давлению, температуре и вибро­ ускорению совместно с блоком управления устройства комп­ лектного ШГС 5805.

Система ИСТ-1 может использоваться в составе автоматизи­ рованных систем управления технологическими процессами неф­

тедобычи.

Общая характеристика погружной части системы ИСТ-1: глубина спуска насосных установок — не более 2000 м при

давлении не более 25 МПа; температура окружающей среды (смесь нефти, газа, воды и примесей) °С — не более 90; услов­ ные диаметры эксплуатационной колонны — 146, 168 мм.

Система ИСТ-1 состоит из наземной части, включающей в себя встраиваемые в комплектное устройство блок приемника (ПРМ) и блок трансформатора (БТ), и подземной части, пред­ ставляющей собой встраиваемый в погружной двигатель блок передатчика (ПРД), герметизация которого от воздействия окру­ жающей среды осуществляется двумя о-образными резиновыми кольцами или фторопластовым кольцом прямоугольного сечения.

Конструкция и параметры блока передатчика позволяют встра­ ивать его в любой из погружных двигателей мощностью 32, 45 и

63кВт.

По устойчивости к воздействию температуры, давления и

влажности окружающей среды составные части системы ИСТ-1 соответствуют следующим исполнениям:

ПРМ, БТ — исполнению УХЛ п. 2.1 ГОСТ 15150-69; ПРД — подгруппе КС4-3 по ГОСТ 26116-84, но для эксплуа­

тации до давления 25 МПа (п. 5.1 ГОСТ 15150-69).

Различные типоразмеры системы определяются различными вариантами изготовления погружной части блока передатчика ПРД, отличающегося применением различных по классу ком­ мутирующих элементов (тиристоров) в зависимости от мощнос­ ти двигателя и различными видами герметизации. При этом на­ земная часть системы, т.е. блок приемника ПРМ и блок с транс­ форматором БТ остается неизменной для всех исполнений.

Габаритные размеры и масса составных частей ИСТ-1 указа­ ны в табл. 1.47 [3].

Система ИСТ-1 имеет до 8 каналов контроля параметров. Значения уставок на отключение УЭЦН по каждому из кон­

тролируемых параметров устанавливается оперативно с помо­ щью переключателя на лицевой панели блока приемника или перепайки перемычек:

—по давлению, кгс/см2 — 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100;

—по температуре, °С — от 0 до 100 с шагом 1 °С;

—по виброускорению, м/с2 — от 0 до 25 с шагом через 1 м/с2. Блок приемника выпускается с уставочными значениями по

виброускорению — 15 м/с2 и по температуре — 95 °С, если иные значения не оговорены в договоре на поставку.

Диапазон изменения контролируемого давления, МПа — от 0 до 25 (от 0 до 250 кгс/см2).

Диапазон изменения контролируемой температуры, °С — от 0 до 120.

Диапазон изменения контролируемого виброускорения, м/с2 — от 0 до 25.

Комплекс диагностики насосных установок КДНУ предназна­ чен для оснащения скважин, оборудованных штанговыми и по­ гружными электронасосами для обеспечения безсепарационного замера дебита жидкости и с целью диагностирования и уп­ равления работой нефтепромыслового оборудования, измерения и контроля в автономном режиме параметров работы нефтепро­ мыслового оборудования и передачи информации на АРМ «Ди­ агност» для обработки полученных данных и анализа парамет­ ров работы нефтепромыслового оборудования.

Комплекс для работы с погружными электроприводными на­ сосными установками типа УЭЦН, УЭВН и УЭДН выполняет следующие функции:

1. Контроль токовой нагрузки погружного электродвигателя для определения режима работы установки.

2. Контроль давления на выкидной линии и в затрубном про­ странстве.

3.Определение подачи насосной установки.

4.Определение температуры добываемой жидкости на при­ еме насоса, в выкидной линии; определение температуры в по­ гружном электродвигателе.

Для обеспечения указанных функций комплекс оснащается необходимыми первичными приборами (датчиками), логичес­ ким программируемым контроллером и пакетом прикладных программ «Диагностические инструменты — DT7».

Комплекс ДНУ включает в себя диагностические комплексы УИС.НГТ, датчики, размещенные на нефтепромысловом обору­ довании, на производственных площадках и программное обес­

печение АРМ «Диагност».

Сбор первичной информации осуществляется комплексом УИС.НП, состоящим из логического контроллера УИС.ЛК.01 со встроенным программным обеспечением контроля и диаг­ ностики УЭЦН, датчика тока электродвигателя УИС.ДТ.01, датчиков давления на устье скважины и в затрубном про­ странстве (МТ-100), датчика перепада давления на штуцере (диафрагме), датчика температуры жидкости на устье сква­ жины, шкафа и клеммных соединителей (исполнение наруж­

ное IP65).

Дополнительно для обустройства куста скважин и организа­ ции радиоканала необходимы: логический контроллер УИС.ЛК.01 со встроенным программным обеспечением; датчик давления нефти в коллекторе МТ-100; радиомодем; радиостанция типа «Гранит-РЗЗП» с источником питания и антенной.

Комплекс ДНУ-ЗМ является инструментом технолога для ди­ агностики состояния скважинных насосных установок для до­ бычи нефти и анализа системы «пласт — скважина — насосная

установка» (П-С-НУ).

Система позволяет определять основные параметры работы системы П-С-НУ:

•герметичность колонны НКТ и узлов насоса;

•давление на устье скважины, на приеме насоса, на забое скважины;

•динамический уровень жидкости в скважине;

•подачу скважинной установки;

•загрузку приводного электродвигателя.

Функции измерения, обработки и передачи первичной ин­ формации комплексом ДНУ-ЗМ: установка параметров измере­ ния и диагностики с АРМа «Диагност» [3]:

—пределы изменения нагрузки;

—пределы изменения тока;

—периодичность измерения диаграммы, токограммы и дру­ гих параметров;

—считывание текущих показаний датчиков;

—формирование диаграммы и токограммы с заданным пе­ риодом;

—хранение информации (три последних диаграммы и токог­

раммы);

—передача замеров диаграммы, токограммы и давления по радиосети или промышленной сети с заданным периодом на АРМ «Диагност»;

—съем и передача диаграммы и токограммы по запросу с АРМа «Диагност»;

—определение состояния аварийности насосного и электро­ оборудования по заданным параметрам;

—передача аварийной диаграммы и токограммы на АРМ «Ди­ агност»;

—выключение электрооборудования при возникновении ава­ рийного состояния;

—включение нефтепромыслового оборудования после устра­ нения аварийного состояния;

—отсчет текущего времени и ведение календаря.

АРМ «Диагност» производит: формирование базы данных по фонду добывающих скважин и эксплуатируемого оборудования; запись в базу данных замеров основных параметров работы стан­ ка-качалки (СК) и скважинного оборудования штанговых и бесштанговых насосных установок; обработку полученной инфор­ мации; выявление отклонений в работе составляющих насосной установки; получение качественных и количественных оценок