Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Результаты проведения опытно-промысловых испытаний контроллеров и станций управления Lufkin

Компания Lufkin Industries Inc. была основа более 100 лет назад и на сегодняшний день ее продукция занимает лидирующие позиции в нефтегазовой отрасли.

Среди обширного ассортимента Компании особого внимания заслуживает интеллектуальная станция управления (СУ) штанговыми насосами.

На протяжении прошедших лет нефтяные компании совместно с ООО «Нефтегазмаш-Холдинг» проводили опытно-промысловые испытания (ОПИ) контроллера Lufkin, результаты которых показали, что применение данной системы позволяет ощутимо повысить дебит нефти и существенно снизить затраты на обслуживание скважин.

19.02.2017 Инженерная практика №10-11/2016
Чухонцев Дмитрий Викторович Ведущий инженер по наладке и испытаниям ООО «Нефтегазмаш-Холдинг»
Емашев Ильдар Ибрагимович Ведущий специалист IT-технологий ООО «Нефтегазмаш-Холдинг»

Контроллер успешно прошел сертификационные испытания в качестве средства измерения добытой нефти. Точность измерения составляет 2,5%, что сопоставимо с точностью специальных измерительных установок. Сама система состоит из контроллера и трех датчиков: нагрузки и двух датчиков Холла (рис. 1).

Рис. 1. Интеллектуальная станция управления штанговыми насосами
Рис. 1. Интеллектуальная станция управления штанговыми насосами

Несмотря на столь скромную компоновку, контроллер обладает огромным функционалом:

  • управление по глубинной, поверхностной динамограмме или нагрузке на электродвигатель;
  • расчет дебита;
  • автоматическое определение времени накопления;
  • управление по пиковому напряжению;
  • защита по максимальной и минимальной нагрузкам;
  • сигнализация по нагрузке жидкости;
  • сигнал о проблемах с подачей питания;
  • сигнал о проскальзывании ремня;
  • журнал регистрации событий;
  • графики архивов за 60 суток;
  • сохранение динамограмм пуска, откачки и остановки;
  • проверка утечки клапанов.

СХЕМА УСТАНОВКИ И ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ

Датчик нагрузки можно установить как на полированном штоке, так и на других участках (рис. 2). Его задача – измерение фактической нагрузки на колонну штанг. Кроме того, используются датчики оборотов двигателя и кривошипа, измерения которых основаны на эффекте Холла.

Рис. 2. Типовая схема оборудования контроллера на скважине
Рис. 2. Типовая схема оборудования контроллера на скважине

Непосредственно с сервером контроллер может связываться как при помощи радиоканала, так и посредством GSM-модема или беспроводного широкополосного доступа. Важно отметить, что весь функционал системы находится не на сервере, а непосредственно на скважине, в контроллере.

Рис. 3. Поверхностная и глубинная динамограммы
Рис. 3. Поверхностная и глубинная динамограммы

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

После анализа и обработки всех данных выводится поверхностная и глубинная динамограммы, содержащие информацию о свойствах и текущем состоянии скважины (рис. 3).

Рис. 4. Отображение получаемой информации с помощью ПО
Рис. 4. Отображение получаемой информации с помощью ПО

На рабочем месте технолога используется специализированное аналитическое ПО, в котором в удобной форме отображаются параметры работы УШГН, получаемые от контроллера. Кроме того, есть возможность дистанционного управления СУ (вкл./выкл. СК, изменение уставок защит) (рис. 4).

Раз в сутки происходит автоматическое скачивание динамограммы и всех показателей. Программное обеспечение обрабатывает поступающую информацию и выдает оператору рекомендацию (рис. 5).

Рис. 5. Работа с ПО
Рис. 5. Работа с ПО

Кроме того, все данные выводятся в виде графиков, что позволяет отслеживать динамику работы скважины (табл. 1).

Таблица. Возможности контроллера Lufkin по отслеживанию динамики работы скважины
Таблица. Возможности контроллера Lufkin по отслеживанию динамики работы скважины

Важная особенность системы состоит в возможности ее интеграции в корпоративное ПО и работы в связке с последним (рис. 6).

Рис. 6. Возможность интеграции в корпоративное ПО
Рис. 6. Возможность интеграции в корпоративное ПО

СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ПРИВОДОМ

Также существует контроллер Lufkin с чипом частотного-регулирования привода Toshiba. В данном случае исходный параметр для оптимизации – степень заполнения насоса. Например, если задать показатель 80%, то насос будет качать на максимальном числе оборотов и с максимальной частотой до этого показателя, а после прохождения пятипроцентной «мертвой зоны» снизит скорость и будет ждать уменьшения наполненности до 75%, после чего снова начнет работу на максимуме.

При этом скорость привода может меняться до шести раз в течение одного хода.

Применение данной системы будет особенно актуальным в тех случаях, когда остановка откачки из скважины невозможна по тем или иным причинам (рис. 7).

Рис. 7. Интеллектуальная станция управления с частотным приводом
Рис. 7. Интеллектуальная станция управления с частотным приводом

СИСТЕМА REGEN

Система REGEN обеспечивает полноценный регенеративный режим с отдачей мощности в питающую сеть при отрицательной нагрузке на привод, устраняя необходимость применения резисторов динамического торможения. Регенерируемая мощность возвращается в сеть для потребления другими подключенными к ней нагрузками.

Рис. 8. Система REGEN
Рис. 8. Система REGEN

На рис. 8 представлен типичный график потребляемой мощности. Залитая зеленым цветом часть графика ниже нулевой отметки соответствует регенеративной мощности, улавливаемой системой REGEN и возвращаемой в питающую сеть.

ИТОГИ ОПИ

Первые ОПИ интеллектуальной станции управления штанговыми насосами прошли в ОАО «ТНК-ВР» в 2011 году. Система была внедрена на 54 скважинах.

В результате удельное потребление электричества данными скважинами снизилось на 8,5%, а дебит жидкости вырос на 7,3%. Кроме того, был отмечен рост наработки погружного оборудования на отказ: от 376 до 485 суток. После проведения оптимизации суммарная дополнительная добыча нефти по итогам года составила 4 100 т, а снижение потребления электроэнергии – 30 тыс. кВт-ч.

В 2013 году испытания были проведены на месторождениях одного из предприятий Урало-Поволжья. После оптимизации работы одной из скважин путем частотного регулирования числа оборотов двигателя получен прирост дебита на 17%. На скважине Шафрановского месторождения без частотного регулирования за счет «умного периодического режима» удалось уменьшить энергопотребление на 20% без изменения дебита. И на скважине Шамовского месторождения за счет уменьшения числа качаний для обеспечения работы СК в постоянном режиме без срыва подачи дебит вырос на 14%.

В ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» также получен положительный эффект применения контроллера. За период испытаний не замечено случаев срыва подачи и увеличения количества потребляемой электроэнергии. Более того, был зафиксирован прирост дебита на 18%.

Кроме того, надо отметить, что контроллер не только оптимизирует работу скважины, но и позволяет своевременно определить необходимость проведения ремонтных работ.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Ильдар Ибрагимович, правильно ли я понимаю, что у вас нет возможности передавать информацию по факту, по событию? То есть информация передается в потоковом виде?
Ильдар Емашев: Контроллер отвечает только по запросам сервера. Сервер настраивается на периодичность опроса контроллера, и поэтому нет постоянного потока передачи данных. Контроллер может выдавать необходимые для работы сервера данные, например, каждые пять минут. А ночью, когда канал освобождается, он передает всю остальную информацию, более расширенную, в том числе динамограммы.
Вопрос: Дмитрий Викторович, насколько были сбалансированы станки-качалки, проводились ли эти измерения перед внедрением этой станции?
Дмитрий Чухонцев: Удовлетворительно, так скажем, да.
Реклама Дисковый фильтр производства АО «Новомет-Пермь» помог увеличить наработку УЭЦН в семь раз!
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Внедрение технологий ОРД по схемам УЭЦН-УСШН и УСШН-УСШН и постоянного мониторинга на Арланском нефтяном месторождении
ОПИ систем управления УШГН с контроллером производства ООО «Нафтаматика» на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №05/2017

Инженерная практика

Выпуск №05/2017

Повышение энергоэффективности добычи нефти.Одновременно-раздельная эксплуатация
Организационные мероприятияИспытания СУ ЧРП УЭЦН с обводным контактором (байпасом) для прямого пускаВентильные двигатели повышенного напряженияКомпоновки для ОРЭ (ОРД, ОРДиЗ, ОРЗ, ВСП)Компоновки с резервной УЭЦН«Виртуальный расходомер» для систем ОРЭСтупени ЭЦН двухопорной конструкцииВыявление высокопродуктивных объектов
Ближайшее совещание
Капитальный ремонт скважин, Разработка месторождений
ОВП — 2017
Производственно-технический семинар-совещание

Ограничение водопритока ‘2017

27-28 июня 2017 г., г. г. Москва, МВЦ «Крокус Эскпо», Павильон 3, конференц–зал 2
Обмен опытом и анализ эффективности методов и технологий предотвращения и снижения обводнения продукции скважин на всех этапах разработки месторождения — начиная с проектирования системы разработки месторождений с учетом геологических условий и обеспечения качественного цементирования строящихся скважин и заканчивая технологиями РИР.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — июнь 2017
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

26 - 30 июня 2017 г., г. Москва
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Москве в рамках авторского курса С. Балянова.