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

Система управления и мониторинга для установок штанговых винтовых насосов

Винтовые насосы находят все более широкое применение в добывающих отраслях. Простота конструкции, способность откачки высоковязких эмульсий (ВВЭ), жидкостей с повышенным содержанием газа и мехпримесей, широкий диапазон рабочих дебитов и давлений, низкое электропотребление – вот далеко не полный перечень достоинств винтовых насосов, позволяющий им успешно конкурировать с электроцентробежными (ЭЦН) и штанговыми глубинными насосами (ШГН).

Специалисты ООО «ИРЗ ТЭК» разработали и успешно применяют систему управления и мониторинга для установок штанговых винтовых насосов (УШВН), состоящую из погружной термоманометрической системы (ТМС) и станции управления (СУ), в которой реализованы адаптивные алгоритмы управления, разработанные ООО «ИРЗ ТЭК».

ТМС обеспечивает непрерывный мониторинг внутрискважинных параметров, а СУ использует полученные данные в алгоритмах оптимизации эксплуатации скважин по различным критериям.

31.10.2017 Инженерная практика №09/2017
Феофилактов Сергей Владимирович Главный конструктор ООО «ИРЗ ТЭК»
Холин Дмитрий Сергеевич Начальник конструкторского бюро проектирования программного обеспечения ООО «ИРЗ ТЭК»

Рис. 1. Система ИРЗ ТМС для СУ ШВН
Рис. 1. Система ИРЗ ТМС для СУ ШВН

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ГЛУБИННЫХ ПАРАМЕТРОВ ШВН

ООО «ИРЗ ТЭК» занимается разработкой и серийным изготовлением систем погружной телеметрии с 1998 года. Термоманометрическая система мониторинга для винтовых насосов (ТМС ШВН ИРЗ), которую мы предлагаем сегодня, представляет собой результат развития серийно выпускаемой нашим предприятием и хорошо зарекомендовавшей себя системы погружной телеметрии для электроцентробежных насосов (ТМС ЭЦН ИРЗ).

ТМС ШВН предназначена для регистрации и передачи внешним устройствам данных о давлении и температуре жидкости в выкидной линии ШВН, а также давлении и температуре окружающей среды в зоне установки погружного блока ТМС.

Таблица 1. Основные характеристики системы ИРЗ ТМС для СУ ШВН
Таблица 1. Основные характеристики системы ИРЗ ТМС для СУ ШВН

В состав системы входит сероводородостойкий погружной блок (БП-28Н), наземный блок и геофизический кабель. Погружной блок устанавливается на НКТ выше винтового насоса (рис. 1, табл. 1). Сигнал от погружного блока передается по геофизическому кабелю диаметром 6 мм и длиной до 6000 м на наземный блок, устанавливаемый в СУ.

СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ УШВН

Другое направление деятельности ООО «ИРЗ ТЭК» – разработка и изготовление СУ с частотным регулированием насосных установок для различных типов насосов с контроллером собственного производства. СУ оснащается специализированными алгоритмами разработки ООО «ИРЗ ТЭК», которые позволяют СУ адаптировать режим работы УШВН под изменяющиеся скважинные условия.

Рис. 2. Внешний вид СУ ШВН с частотным преобразователем
Рис. 2. Внешний вид СУ ШВН с частотным преобразователем

Цель разработки СУ состояла в создании оборудования, которое за счет использования частотного регулирования и адаптивных алгоритмов управления позволяет получить максимальный экономический эффект от эксплуатации скважины за счет повышения дебита жидкости, увеличения межремонтного периода (МРП) работы оборудования и повышения энергоэффективности процесса добычи, а также уменьшения эксплуатационных затрат на мониторинг основных технологических параметров.

Главная особенность СУ ШВН ИРЗ (рис. 2) заключается в использовании специализированных режимов управления. На основе полученных от ТМС данных СУ производит расчет дебита и динамического уровня жидкости на приеме ШВН (рис. 3).

Рис. 3. Расчет динамического уровня жидкости на приеме ШВН по данным ТМС
Рис. 3. Расчет динамического уровня жидкости на приеме ШВН по данным ТМС

Режим поддержания давления (рис. 4) или динамического уровня жидкости на приеме ШВН за счет частотного регулирования привода насоса позволяет СУ самостоятельно подбирать оптимальную частоту вращения ШВН для каждого момента времени. Значение поддерживаемого параметра может как выставляться вручную, так и рассчитываться автоматически, исходя из текущего режима работы скважины.

Рис. 4. Режим поддержания давления жидкости на приеме ШВН
Рис. 4. Режим поддержания давления жидкости на приеме ШВН

Помимо перечисленных выше режимов, СУ ШВН ИРЗ обеспечивает следующие защиты от аварийных режимов в системе ШВН:

  • перегруз/недогруз по току электродвигателя;
  • дисбаланс токов фаз электродвигателя;
  • перенапряжение или низкое напряжение в питающей сети;
  • дисбаланс напряжений в питающей сети;
  • недопустимое давление на устье скважины;
  • повышенный или пониженный момент на штанге ШВН;
  • выход параметров телеметрической информации из рабочей зоны (пониженное давление на приеме ШВН, повышенное или пониженное давление в выкидной линии ШВН, повышенная температура на приеме ШВН, повышенная температура в выкидной линии ШВН, высокая вибрация ШВН).

Наличие таких защит и постоянный мониторинг параметров ШВН позволяют своевременно диагностировать неисправности в погружной системе ШВН, например утечки в НКТ (рис. 5).

Рис. 5. Диагностирование неисправности в погружной системе (утечка в НКТ) по данным ТМС ШВН
Рис. 5. Диагностирование неисправности в погружной системе (утечка в НКТ) по данным ТМС ШВН

СИСТЕМА УДАЛЕННОГО МОНИТОРИНГА

СУ УШВН могут оснащаться дополнительной функцией – подключением к беспроводной системе удаленного мониторинга (СУМ). Передача данных в такой системе производится по сетям сотовой связи.

Для подключения к СУМ станция управления оснащается GPRS-модемом. Подключение к СУМ позволяет осуществлять просмотр текущих параметров работы и управление ШВН в обычном интернет-браузере на любом устройстве, подключенном к сети интернет (рис. 6). Данная система позволяет быстро без капитальных вложений организовать диспетчерский контроль и управление частью скважин.

Рис. 6. Отображение текущих параметров ШВН в окне системы удаленного мониторинга ИРЗ
Рис. 6. Отображение текущих параметров ШВН в окне системы удаленного мониторинга ИРЗ
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Технологии и оборудование для повышения эффективности эксплуатации осложненного фонда скважин
Компоновки для одновременно-раздельной добычи и одновременно-раздельной закачки с системой контроля параметров в режиме онлайн
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №04/2018

Инженерная практика

Выпуск №04/2018

Эксплуатация осложненного фонда скважин. Ремонт скважин. Подготовка и транспорт углеводородов
Осложненный фонд ПАО «НК «Роснефть», ПАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «Сургутнефтегаз» и др.Оборудование, программное обеспечение и методики для добычи нефти в условиях выноса мехпримесейОпыт и технологии борьбы с АСПОВентильные приводы в составе УЭВН и СШНУОчистка ПЗП и забоя нагнетательных скважин и скважин с боковыми стволамиЗащита сварных соединений трубопроводов от коррозииХимические реагенты для подготовки и транспорта нефтиУтилизация и переработка ПНГ
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Трубопроводный транспорт
Коррозия 2018
Международная производственно-техническая конференция

КОРРОЗИЯ – 2018: Эффективные методы работы с фондом скважин, осложненным коррозией, эксплуатация промысловых нефтегазопроводов и водоводов в условиях высокой коррозионной активности

27-29 августа 2018 г., г. Казань, конференц-зал «Габдула Тукай»
Задачей Конференции является обмен опытом и определение наиболее экономически и технологически эффективных решений и технологий в области работы с фондом скважин, осложненных коррозионным фактором и анализ применения современных методов и технологий для сокращения аварийности промысловых трубопроводов различного назначения в условиях высокой коррозионной активности.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис – июль 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

23 – 27 июля 2018 г., г. Пермь
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. Перми в рамках авторского курса С. Балянова.