Гаджиев Айдын Магеррам оглы Директор по развитию ООО «Квантор-Т»

Мировые и российские компании сегодня активно ведут исследования, направленные на создание комплексов диагностики работы скважин. Примером подобных разработок могут служить аппаратно-программные комплексы диагностики «Квантор». Приборы этой серии применяются в нефтедобывающей отрасли с 1993 года на фонде скважин в России, Украине, Казахстане и Азербайджане. Первые приборы были разработаны и запущены в производство с участием специалистов ОАО «Татнефть».

«Квантор-Т» предлагает контрольно-измерительную систему «Квантор-С» в составе аппаратно-программного комплекса диагностики скважин «Квантор4», измерителя-регистратора «Квантор-4микро» и автономных приборов.

В 2003 году на основании положительных результатов испытаний контрольно-измерительная система «Квантор-С» внесена Государственным комитетом РФ по стандартизации и метрологии в Государственный реестр средств измерений РФ и допущена к применению в качестве измерительной системы. Наличие сертификации позволяет юридически регулировать возникающие проблемы между заказчиком и исполнителем работ при наличии дефектов в техническом состоянии скважинного оборудования, принимаемого к эксплуатации как при вводе скважин из бурения и после ПКРС, так и в процессе их последующей эксплуатации.

ТРИ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

При разработке и запуске в производство приборов серии «Квантор» мы руководствовались необходимостью сбора и обработки информации непосредственно на скважине. Эффективность такого подхода подтверждена на практике. Наши исследования включают в себя три составляющие:

• первая – комплексное исследование скважины при запуске ее в эксплуатацию, приеме из ремонта, выводе на режим и других сложных ситуациях с использованием аппаратно-программного комплекса диагностики скважин «Квантор-4»;
• вторая – оперативный контроль работы оборудования с использованием измерителя-регистратора «КВАНТОР-4микро»;

• третья – автономные приборы с возможностью их интеграции в системы телеметрии и управления.

Такой трехсторонний подход позволяет рационально организовать исследовательскую работу, снизить затраты на исследования, при этом обеспечивать стабильную работу скважинного оборудования и высокий дебит скважин.

При разработке и изготовлении приборов и комплексов учтены все требования, предъявляемые к электрическим аппаратам и приборам, эксплуатируемым во взрывоопасных зонах класса В-1г, о чем свидетельствует разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, выданное на основании сертификата соответствия. В составе комплексов и приборов имеются штатные функции тарировки нулевых значений используемых датчиков, что обеспечивает высокую точность измерений и достоверность результатов расчетов. Важно и то, что аппаратура и программное обеспечение не предъявляют высоких требований к квалификации обслуживающего персонала. Для освоения функций комплекса достаточно одного дня обучения.

«КВАНТОР-4РЭЦН»

К основным видам исследований, выполняемых мобильным аппаратно-программным комплексом диагностики скважин «КВАНТОР-4Рэцн», относятся: контроль параметров при выводе скважины на режим; эхометрирование; построение и обработка КВУ; текущий контроль параметров скважины. Комплекс состоит из блока приема и обработки информации (БПиО) на базе портативного компьютера типа ноутбук, комплекта датчиков и газобалонной установки (ГБУ) (см. «Аппаратно-программный комплекс диагностики скважин «КВАНТОР4Рэцн»).

Комплекс обеспечивает контроль следующих параметров: уровня жидкости в затрубном пространстве; затрубного давления; буферного давления; давления жидкости в выкидной линии; температуры жидкости в выкидной линии; силы тока, потребляемого установкой. Дополнительно система выдает расчетное значение дебита насосной установки. Датчики легко устанавливаются и не требуют доработки устьевой арматуры.

Данные поступают от датчиков в коммутатор, а оттуда по радиоканалу передаются в блок приема и обработки информации, который находится в автомобиле.

В процессе вывода скважины на режим необходимо выполнять периодические измерения. Частота измерений в начале процесса должна быть высокой, а по мере стабилизации параметров измерения можно выполнять реже. Пользователю необходимо указать произвольное число интервалов времени и число замеров в каждом интервале.

После установки датчиков и запуска системы весь процесс идет в автоматическом режиме. Система самостоятельно ведет отсчет времени, опрашивает датчики согласно настроенному графику опросов, дает команды на подачу зондирующих импульсов электроклапану и строит графики. Пользователь может сосредоточиться исключительно на анализе процесса вывода на режим (см. «Вывод скважины на режим»).

Система мониторинга регистрируемых параметров, используемая в данном диагностическом комплексе, предоставляет возможность отслеживать поведение всех регистрируемых параметров с частотой до трех раз в секунду вне зависимости от системы вывода на режим. Обе системы работают независимо друг от друга.

Кроме текущих значений регистрируемых параметров, на экране отображаются графики их изменения. Индивидуально для каждого параметра может быть задан диапазон минимальных и максимальных значений. В случае выхода значения за границы указанного диапазона система выдает звуковое оповещение и цветом выделяет критический параметр. Таким образом, снижается вероятность того, что нештатная ситуация останется незамеченной.

Особенностями комплекса «КВАНТОР-4Рэцн» можно считать его мобильность, отсутствие привязки к определенному транспорту, применение радиоканала для передачи данных, автоматический режим регистрации параметров и удобство анализа процесса вывода на режим.

«КВАНТОР-4РШГН»

Аппаратно-программный комплекс диагностики скважин «КВАНТОР-4Ршгн» предназначен для проведения полного цикла наземных исследований скважин, оборудованных ШГН (см. «Аппаратно-программный комплекс диагностики скважин «КВАНТОР4Ршгн»).

Комплекс состоит из БПиО на базе ноутбука и датчиков. Он оснащен радиоканалом, который обеспечивает оперативность исследований и удобство в работе, особенно в условиях, когда подъезд к скважинам по тем или иным причинам невозможен или затруднен.

Комплекс позволяет проводить такие виды исследований, как эхометрирование, построение и обработка КВУ, динамометрирование, тест клапанов, регистрация процесса опрессовки подземного оборудования, контроль сбалансированности станка-качалки, определение удельного энергопотребления.

Для проведения эхометрирования, в частности, используется блок датчиков – эхометр, который устанавливается на технологический патрубок устья скважины. В корпусе эхометра расположены два датчика – акустический и давления. Все чувствительные элементы датчиков надежно защищены от воздействия агрессивной среды (см. «Эхометрирование»).

В зависимости от величины давления в затрубном пространстве, эхометр оснащается клапаном для стравливания порции газа или генератором акустических импульсов. Система эхометрирования позволяет определять статический и динамический уровни жидкости в затрубном пространстве, измерять затрубное давление на устье и проводить полную обработку эхограммы, включающую в себя такие функции, как управление курсорами импульсов, фильтрация шумов и увеличение любого участка эхограммы. После ввода данных о глубине забоя, спуска насоса, плотности жидкости и обводненности система рассчитывает давление на приеме насоса и забойное давление.

Для расчета уровня жидкости в затрубном пространстве система предлагает четыре варианта определения скорости звука: вводом с клавиатуры; расчет с учетом давления в затрубном пространстве; по таблице «давление – скорость»; расчет с учетом химического состава затрубного газа. По желанию заказчи-ка, комплекс дополняется функцией определения скорости звука по муфтам НКТ. Для регистрации кривой восстановления уровня жидкости либо вывода скважины на режим, когда требуется многократное измерение уровня жидкости, эхометр оснащается электроклапаном и ГБУ.

Программное обеспечение позволяет настроить график опросов датчиков, указать нужное число замеров и время между ними. После установки датчиков и запуска системы процесс регистрации КВУ идет в автоматическом режиме. Для проведения расчетов необходимо ввести исходные данные либо загрузить их из базы данных, которая входит в программное обеспечение.

Система произведет расчеты, которые можно отправить на принтер или экспортировать в Excel-файл, не выходя из программы. Система динамометрирования обеспечивает запись динамограмм, тест клапанов, контроль откачки путем непрерывной записи нескольких динамограмм.

Для записи динамограммы на скважине устанавливается межтраверсный динамометр (см. «Динамометрирование»). Установка датчика производится с помощью гидравлических траверсных домкратов, что обеспечивает плавное, безударное разведение и сведение траверс. На «капризных», требующих частых измерений, скважинах рекомендуется использовать автономный динамограф. Конструкция датчиков препятствует их самопроизвольному демонтажу в процессе работы и в случае разгрузки траверсы.

В процессе регистрации динамограммы система автоматически определяет нижнюю (НМТ) и верхнюю (ВМТ) «мертвые точки» хода полированного штока, регистрирует значения «вес штанг» в НМТ и «вес штанг + вес жидкости» в ВМТ, измеряет время выполнения одного цикла работы насоса.

После интерпретации динамограммы и ввода диаметра плунжера насоса система рассчитывает следующие показатели: производительность насоса по жидкости; эффективный ход плунжера; коэффициент наполнения; коэффициент подачи насоса. Помимо этого, система обеспечивает построение теоретической динамограммы работы насоса и сопоставление ее с практической. Система опрессовки предназначена для регистрации изменения давления в линии с одновременной записью динамограммы в процессе опрессовки ШГН.

Для регистрации процесса используются межтраверсный динамометр и датчик давления, который устанавливается на место штатного манометра или в отверстие пробоотборника.

Данная система является дополнением к диагностированию состояния насоса по динамограмме.

По окончании записи замера можно увидеть как графическое представление всего процесса опрессовки, так и каждого отдельного цикла работы насоса.

Система балансировки обеспечивает контроль сбалансированности станка-качалки путем измерения тока, потребляемого электродвигателем привода, с одновременной записью динамограммы в течение трех циклов работы станка-качалки.

Измерение тока производится бесконтактным методом – токовыми клещами, разжимным кольцом которых охватывается одна из фаз кабеля питания электродвигателя привода.

На основе измерений и сведений из базы данных, входящей в наше программное обеспечение, система выдает заключение о сбалансированности станка-качалки, величину и направление рекомендуемого сдвига противовесов в целях обеспечения оптимального режима работы. Одновременно система рассчитывает энергопотребление скважинной установки. Весь процесс занимает считанные минуты.

Основным условием для проведения балансировки станка-качалки является работа скважины в оптимальном режиме (динамический уровень, коэффициент наполнения насоса находятся в норме). Дополнительно система производит теоретический расчет начального положения противовесов при вводе станка-качалки в эксплуатацию исходя из технологических параметров скважины.

«КВАНТОР-4МИКРО»

Измеритель-регистратор «КВАНТОР-4микро» предназначен для оперативного контроля и регистрации параметров работы глубиннонасосной установки (см. «Измеритель-регистратор «КВАНТОР-4микро»).

Прибор состоит из блока регистрации и датчиков. Раздельное исполнение повышает надежность и в случае неаккуратного применения исключает выход из строя всего комплекта. «КВАНТОР-4микро» выполняет такие виды исследований, как эхометрирование, регистрация КВУ, динамометрирование как межтраверсным, так и накладным датчиком, тест клапанов.

Система эхометрирования «КВАНТОР-4микро» обеспечивает определение уровня жидкости, измерение давления в затрубном пространстве, регистрацию КВУ и автоматическое сохранение замера в памяти блока регистрации (БР).

Важно, что все управление записью эхограммы осуществляется одной клавишей. Пользователь запускает запись эхограммы, видит, как она прорисовывается на дисплее, и сам останавливает запись. Это, безусловно, экономит его время.

Помимо графика на дисплей выводится информация о давлении в затрубном пространстве, номере скважины, скорости звука, используемой для расчета уровня, данные по уровню жидкости, времени и дате проведения исследования.

В приборе реализованы следующие функции: выбор способа определения скорости звука; управление уровнем чувствительности акустического датчика; обработка эхограммы без передачи замера на компьютер, которая включает: управление курсорами, увеличение графика по вертикали и горизонтали и фильтрацию шумов; установка нулевого значения датчика давления.

Система динамометрирования прибора обеспечивает регистрацию практической динамограммы как межтраверсным, так и накладным динамометром, тест клапанов и регистрацию нагрузки без записи замера. Для записи динамограммы накладным датчиком достаточно указать два последовательных положения полированного штока в НМТ. При использовании межтраверсного датчика достаточно запустить запись замера, далее прибор сам определит верхнюю и нижнюю точки хода штока, измерит время замера, завершит запись и выведет график на дисплей вместе с сопроводительной информацией.

Связь прибора с датчиками или компьютером осуществляется по кабелю через единственный соединитель типа «тюльпан». Отсутствие механических переключателей и дополнительных органов управления повышает его надежность в сложных условиях эксплуатации. Все управление производится с пылевлагозащищенной клавиатуры.

Выполненные исследования автоматически сохраняются в энергонезависимой памяти блока регистрации. Размер памяти блока регистрации позволяет хранить до 500 исследований. Передача данных производится через USBи COM-порты компьютера.

В приборе имеются функции установки нулевых значений используемых датчиков, что обеспечивает точность измерений.

«КВАНТОР-4КОС»

Аппаратно-программный комплекс «КВАНТОР4кос» представляет собой компактный прибор для определения скорости звука в затрубном пространстве и расчета уровня жидкости. Прибор состоит из БПиО и специального эхометра (см. «Аппаратнопрограммный комплекс «КВАНТОР-4кос»). Кроме определения скорости звука и расчета уровня жидкости в затрубном пространстве прибор обеспечивает измерение затрубного давления на устье, а также расчет давления на приеме насоса и забойного давления.

Скорость звука рассчитывается на основании преобладающей частоты распространения акустической волны в затрубном пространстве скважины и среднего расстояния между муфтами НКТ.

АВТОНОМНЫЙ БЛОК ДАТЧИКОВ ДИНАМОМЕТРИРОВАНИЯ «КВАНТОР4АБД»

Учитывая постоянную необходимость в автоматизации технических процессов контроля добычи, компания «Квантор-Т» разработала автономный блок датчиков динамометрирования «КВАНТОР-4АБД». Это программируемый прибор, работающий в автономном режиме с использованием современных каналов беспроводной связи.

Прибор устанавливается на определенный период, между траверс канатной подвески станка-качалки. По заданному графику прибор включается и начинает запись замеров с определенной частотой. Прибор может быть запрограммирован на изменение частоты снятия замеров в течение периода работы.

Для программирования, а также получения записанных замеров из памяти прибора используется радиоканал. Также по радиоканалу можно записать текущую динамограмму, при этом прибор будет продолжать работать по установленному графику.

ЭХОМЕТР К88

Эхометр К88 предназначен для определения уровня жидкости и регистрации давления газа в затрубном пространстве в автоматическом режиме по настроенному пользователем графику замеров. Возможно под-ключение к станции управления или передача данных через модем.

Эхометр К88 состоит из двух элементов: эхолокатора и механической хлопушки. Механическая хлопушка имеет взрывобезопасный корпус, а элементы конструкции, контактирующие с попутным газом, сделаны из нержавеющей стали. Важно и то, что К88 не требует расходного материала – углекислоты, азота. Конструкция не имеет мелких элементов, способных забиваться конденсатом паров высококипящих фракций попутного газа.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АРХИВАМИ

Система управления архивами обеспечивает доступ к данным проведенных замеров, позволяет копировать их из одного архива в другой, просматривать графики и параметры, сортировать по различным признакам и выводить отчеты. Результаты замеров из выбранного архива отображаются в виде таблицы.

Под таблицей отображается график текущего выбранного замера. Одновременно может быть открыто два разных архива. Для копирования либо переноса замера из одного архива в другой достаточно перетащить его мышью. Пользователь может произвольно настраивать количество колонок в архиве, перечень параметров, отображаемых в этих колонках, сортировать архив по виду исследований. Все настроенные виды архива сохраняются системой.

Для отправки замеров в Excel-файл пользователю достаточно будет выделить нужные замеры и нажать всего одну кнопку. Программа сама откроет приложение и выведет всю необходимую информацию, в том числе и графики.

Пользователь имеет возможность распечатать отчет по любому замеру либо группе замеров в стандартной форме отчета, предлагаемой нашим программным обеспечением, либо в созданной самим пользователем форме отчета и отправить на печать одной командой.

Для отправки замеров по электронной почте необходимо выбрать нужный замер или группу замеров и нажать кнопку. Группа замеров будет автоматически объединена в файл и вложена в открытое окно установленного на компьютере почтового клиента.

РЕДАКТОР ОТЧЕТОВ И БАЗА ДАННЫХ ОБОРУДОВАНИЯ

Редактор отчетов позволяет создавать новые и редактировать уже созданные бланки отчетов. Работать с редактором просто и от пользователя не требуется специальной подготовки. Система позволяет создавать разные формы отчетов по проведенным исследованиям. Пользователь сам выбирает параметры, которые будут отображены в отчете, указывает их очередность, выделяет область графика, выбирает ширину и высоту строк и колонок.

При выполнении любого скважинного исследования отпадает необходимость ввода массы исходных данных. Что сокращает время исследования и повышает достоверность получаемых расчетных параметров, а также качество выполненных исследований.

База данных обеспечивает хранение и обработку следующих разделов данных: фонд скважин; насосное оборудование; станки-качалки; электродвигатели; результаты всех видов исследований; расчетные параметры.

Данная база данных оснащена инструментарием для заполнения и редактирования, выбора отображаемых параметров, их сортировке и фильтрации. Пользователь по своему усмотрению может сформировать и сохранить множество видов отображения конкретной базы.