Главная/ИСУД ПЭТ-400

ИСУД ПЭТ-400

Обзор текущей ситуации в области добычи нефти установками ШГН 
isud_pet-400_prezentaciya
Интеллектуальная станция управления станками качалками серии ИСУД ПЭТ-400 

Механизированная добыча нефти установками штанговых глубинных насосов (ШГН) является достаточно энергоемким процессом. На территории РФ около 50 тысяч скважин эксплуатируется установками ШГН, которые дают до 20% всей добываемой нефти.

В тоже время свыше 56% электроэнергии, расходуемой нефтедобывающими предприятиями, потребляется именно приводами скважинных насосов, поэтому оптимизация их работы даст значительный эффект энергосбережения для всей отрасли. Множество нефтяных скважин еще не автоматизировано, что также сказывается на их дебите.

Частотно-регулируемый привод (ЧРП) в настоящее время находит применение практически во всех отраслях промышленности: от коммунального хозяйства и водоснабжения до энергетики и металлургии. В нефтяной промышленности также происходит широкое внедрение ЧРП в технологических процессах.

Оптимизация режимов работы при помощи ЧРП, способна дать значительный эффект энергосбережения для отрасли в целом. В связи с этим, современные станции управления (СУ) ШГН должны иметь функции управления ЧРП.

Основными факторами повышения эффективности работы нефтегазодобывающих предприятий являются совершенствование технологии скважинной добычи, применение рациональных систем разработки месторождений, широкое внедрение современных методов увеличения нефтеотдачи пластов, разработка и внедрение энергосберегающих мероприятий, применение прогрессивных технологических процессов, а также увеличение межремонтного периода работы скважин.

На малодебитных скважинах, до 15 м3/сут., УСШН являются в 2 раза эффективней, в части удельного энергопотребление на добываемую жидкость, чем ЭЦН.

Прерывистый режим работы тоже оказывает негативное влияние на показатель как удельное энергопотребление.
В современных условиях давления на рынок сырой нефти, остро встает вопрос не о количестве добываемой жидкости, так как объемные квоты не растут, а о снижении себестоимости добываемой нефти. Таким показателем становятся, удельное энергопотребление на добываемую жидкость и увеличение меж остановочного интервала.
Для реализации этих случаев, требуется вести добычу непрерывным способом, с максимально постоянным дебитом с минимальным энергопотреблением.

Таким функционалом обладает интеллектуальная система управления добычей для УШГН серии ИСУД ПЭТ-400.
Она работает по бездатчиковой технологии, оптимизирует в реальном времени работу станка-качалки с балансиром, основываясь на «идеальной» динамограмме на полированном штоке, сравнивая с фактическим измеренным усилием.

Для полноценной работы системы требуется индуктивный датчик «нулевого» положения балансира, который устанавливается на раму для контроля противовеса.

Характеристики и описание
Краткое описание технического решения 
Интеллектуальные станции ИСУД ПЭТ-400 предназначены для работы в составе штанговых глубинных насосных установок. 
Преимущества использования 
Увеличение срока службы станка-качалки за счет плавного разгона-остановки двигателя, снижения пусковых токов и гидроударов 
Экономия электроэнергии до 30-60% (по сравнению с прямым пуском) 
Основные преимущества
  1. Снижает энергопотребление
  2. Уменьшает число механических отказов
  3. Увеличивает объёмы добычи
  4. Снижает затраты на оборудование
  5. Без датчиковая технология
  6. Автоматическая оптимизация режимаработы
  7. Автоматическое освоение скважины послепростоев
  8. Расчет суточного дебита скважины покосвенным параметрам
  9. Построение устьевых динамограмм вреальном времени
  10. Детектирование предаварийныхрежимов работы
Производство
Монтажное производственное предприятие «ПрогрессЭлектроТех» является молодым предприятием, основу кадрового ресурса которого составляют работники с обширным и богатым опытом работы в нефтегазовой отрасли. Предприятие обладает возможностью серийного выпуска такой продукции. В данный момент находится на этапе сборки прототипа. 
К достоинствам интеллектуальной станции управления станками-качалками ИСУД ПЭТ-400, а следствии и к конкурентным преимуществам можно отнести:
9_1
Простота монтажа
Шкаф управления крепится к вертикальной поверхности в четырех точках и требует подключения питания 380 В, кабеля от электродвигателя насоса и установки одного дискретного датчика
10_1
Простота пусконаладки
Чтобы задать системные параметры во время исходной настройки, потребуется не более 45 минут.  
Для запуска станции достаточно лишь занести параметры электродвигателя и кинематической схемы станка-качалки;
11_10
Снижение электропотребления
Непрерывная работа насоса с выбором оптимальной частоты, коэффициент мощности 0,98, плавный запуск и ограничения по нагрузке позволяют снизить энергопотребление в среднем на 30%
12_10
Снижение механических нагрузок на станках-качалках 
Используя дискретный датчик положения груза, станция способна контролировать положение механизмов станка-качалки. Это дает возможность кратковременно уменьшать скорость во время максимальных механических нагрузок, предотвращать смещение и 
компрессию штанги. 
13_9
Увеличение дебита скважины
ИСУД ПЭТ-400 позволяет добиться увеличения дебита скважины до 10%*
ИСУД ПЭТ-400 обеспечивает следующие возможности:
  • Ручное/автоматическое управление станком-качалкой; 
  • Подключение дополнительных датчиков КИПиА (давления, расходомера, температуры, динамограф и др.); 
  • Удаленное параметрирование и конфигурирование станции через встроенный веб-браузер с любого мобильного устройства (без открывания шкафа); 
  • Подключение к системе кустовой телемеханике по средством общепромышленного интерфейса RS-485 по протоколу ModBus RTU; 
  • Передачу информации оператору по радиоканалу (безлицензионный диапазон) или по GSM/GPRS каналу; 
  • Контроль устьевой динамограммы в режиме реального времени (через веб-браузер с любого мобильного устройства); 
  • Автоматический пуск станка-качалки после появлении силового питания;
  • Параметрирование всех параметров ПЧ из меню контроллера без непосредственного ввода параметров в ПЧ
Основные параметры ИСУД ПЭТ-400:
 
Характеристика
Описание
Степень защиты
IР54 IР65
Рабочий диапазон температур окружающей среды
от минус 60 С° до + 50 С°
Мощность подключаемого ЭД
2,2 – 37 кВт
Исполнение
На подставке
Режим работы
Непрерывный
Материал корпуса
Листовая сталь
Подключение сторонних потребителей
Розетка типа ШЩ 380В, 32А, пятиконтактная
Управление силовым автоматическим выключателем
Ручной привод вводного автомата и дополнительного потребителя вынесен на лицевую сторону (вкл/откл происходит без открывания шкафа)
Габаритные размеры
ВхШхГ 1200х600х400 (основной шкаф)*
Установочные размеры
ВхШхГ 1800х620х420 (с подставкой)*
Индикация работы
Световая индикация на лицевой панели
Выбор режима работы
Режим работы «ручной/автоматический» осуществляется переключателем на лицевой панели
Система питания
0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью (TN-S )
Диапазон регулирования частоты
От 10 до 60 Гц
Интерфейсы для телеметрии
RS-485, Ethernet, радиоканал (868), GSM/GPRS, MBIoT
Поддержка промышленных протоколов
ModBus RTU/TCP
В ИСУД ПЭТ-400 реализованы следующие функции:
  • Вычисление коэффициента разбалансировки (неуравновешенности) станка-качалки на каждом цикле;
  • Расчет потребляемой мощности ЭД, вычисление КПД ЭД;
  • Вычисление положение противовеса в пространстве в режиме реального времени без применения датчиков положения;
  • Построение ваттметрограммы в режиме реального времени с отображением на графике (доступен через веб-браузер);
  • Расчет и отображение в режиме реального времени устьевой динамограммы по косвенным параметрам;
  • Расчет суточного дебета скважины по косвенным параметрам;
  • Расчет удельного энергопотребления на единицу объема добываемой жидкости;
  • Автоматического запуска станка-качалки после восстановления электроснабжения (настраиваемая величина задержки);
  • Автоматического освоения скважины после простоя или ремонта (без ручных манипуляций и обслуживающего персонала);
  • Настройки параметров защит (число АПВ по каждой защите, значение аварийных параметров);
  • Расчет текущего режима работы и детектирование характерных неисправностей.
Поддержание максимального коэффициента заполнения насоса
Алгоритм при помощи математических вычислений в режиме реального времени пересчитывает значение нагрузки на валу электродвигателя,    соответствующее    100%-ной    заполняемости насоса. ИСУ самостоятельно устанавливает скорость работы насоса, выравнивая отбор жидкости с притоком и поддерживая минимальный динамический уровень.
Поддержание минимального удельного энергопотребления
Алгоритм в режиме реального времени производит расчет суточного дебита скважины и затраченной электроэнергии и поддерживает значение удельного энергопотребления на минимальном значении.
Максимальная отдача скважины
После освоения скважины и выхода на рабочий режим, алгоритм в режиме реального времени устанавливает скорость работы насоса для максимального отбора жидкости (накопленные за время простоя скважины) и при достижении определенных значений переходит в один из установленных режимов (максимального коэффициента заполнения    насоса    или    минимального    удельного энергопотребления). При этом, ИСУ использует  максимально щадящие режимы работы станка-качалки.
Автоматическое освоение скважины

После ремонта или вынужденного простоя скважины необходимо ее освоение и выход на нормальный режим работы. Данная процедура выполняется в автоматическом режиме по заданному алгоритму. Процедура освоения автоматически заканчивается при достижении определённых параметров скважины (задаются при параметрировании). Обслуживающего персонала не требуется.

Расчет устьевых динамограмм
Алгоритм при помощи математических вычислений в режиме реального времени пересчитывает значение нагрузки на валу электродвигателя,    соответствующее 100%-ной заполняемости насоса. ИСУ самостоятельно устанавливает скорость работы насоса, выравнивая отбор жидкости с притоком и поддерживая минимальный динамический уровень.
Расчет положение противовеса в пространстве без датчика положения
По датчику нижнего положения противовеса и математического расчета, основанного на вычислении угловой скорости перемещения противовеса, происходит расчет фактического положения противовеса в пространстве с высокой точностью. Положение противовеса отображается в режиме реального времени.
Расчет частоты качания и обще суточное значение
На основе данных о скорости вращения ЭД происходит расчет периода одного цикла и его частота. Также осуществляется расчет циклов качания в минуту в реальном времени и ведется суточный архив с суммарным значением циклов.
Ваттметрограмма
Алгоритмами производится запись ваттметрограммы на каждом цикле качания, фильтрация значения для сглаживание, вычисление дисперсии. Анализируется ваттметрограмма на предмет вибрационной составляющей, ударной составляющей и выдачу и архив предупреждений. Такжестроиться спектр ваттметрограммы. По спектру диагностируется дефекты в зубчатой передачи редуктора, подшипников, низкий уровень масла и состояние элементов станка-качалки.
Расчет режима работы ШГН

Алгоритм при помощи математической модели в режиме реального времени рассчитывает режим работы ШГН по устьевой динамограмме и детектирует следующие режимы работы:

  1. нормальная работа насоса;
  2. влияние пластового газа;
  3. срыв подачи;
  4. низкая посадка плунжера;
  5. высокая посадка плунжера;
  6. запарафинивание цилиндра;
  7. утечки в нагнетательном клапане;
  8. утечки во всасывающем клапане;
  9. искривление цилиндра;
  10. прихват плунжера;
  11. выход плунжера из насоса;
  12. обрыв штанг или фонтанирование
Защиты и блокировки

Реализованы такие защиты как:

  1. Перегрузка/недогрузка по току;
  2. Дисбаланс напряжений/токов;
  3. Обрыв ремней станка-качалки/штанги;
  4. Аварийная остановка от кнопки на лицевой панели ИСУ;
  5. Защита и остановка от внешний сигналов (например от ЭКМ);
     
Система ИСУД ПЭТ-400 обеспечивает защиту от:

При расчете режима работы аварийными режимами считаются:

  • Срыв подачи;
  • Изгиб цилиндра;
  • Прихват плунжера;
  • Обрыв штанг;

Вследствие чего производится аварийное отключение для проведения ремонта.

Применение частотного преобразователя, построенного на современной элементной базе, позволяет защитить ЭД от всех возможных повреждений, а также производит защитное отключение при:

  • Перегрузе/недогрузе по току;
  • Повышении или понижении сетевого напряжения;
  • Дисбалансе напряжений и токов;
  • Межфазных замыканий и замыканий на землю.

Четырех квадрантная система управления штанговыми насосами обеспечивает регулирование скорости и ограничение нагрузки на отдельных участках каждого двоичного хода.

Общий состав ИСУД ПЭТ-400
  1. 1
    Шкаф управления с подставкой для установки на горизонтальные поверхности со степенью защиты IP54 и выше, утепленный с температурой эксплуатации от минус 60 до + 60 С;
  2. 2
    Частотный преобразователь с ПЛК для реализации всех необходимых функций
  3. 3
    Программное обеспечение ПЛК
  4. 4
    Датчик нижнего положения балансира
  5. 5
    GSM/GPRS модем или радиомодем для удаленного контроля и управления
  6. 6
    Подсистема удаленного просмотра, параметрирования и управления через веб-браузер
  7. 7
    Подсистема поддержания микроклимата внутри шкафа    с функцией зима/лето
  8. 8
    ИБП для поддержания корректной работы ПЛК и радиомодема при пропадания силового сетевого напряжения
  9. 9
    Подсистема учета энергопотребления с нарастающим итогом и ведением архива
  10. 10
    Подсистема расчета устьевой динамограммы в режиме реального времени по косвенным параметрам
  11. 11
    Подсистема защит и блокировок
  12. 12
    Розетка для подключения бригады ПРС с ручным приводом автоматического выключателя, обеспечивающие подачу силового напряжения без вскрытия шкафа
14_2
  • Программируемый логический контролл ер (ПЛК)
  • Частотный преобразователь
  • Вводной автомат
  • Автомат внешней розетки для подключения бригады ПРС с ручным приводом
  • Преобразователь питания
  • Радиомодем или GSM/GPRS модем 
  • Много-контактные разъемы
  • Кнопка  аварийного  отключения оборудования
15_2
  • Управление, изменение,  отображение, регистрация состояний и сбор данных;
  • Проверка  корректности  задаваемых параметров и значений;
  • Функция «черного ящика»;
  • Просмотр  текущих параметров  и архивных данных;
  • Параметрирование и конфигурирование технологических параметров;
  • Управление пользователями.​​​​
  • Профессиональная команда, специализирующая на интеллектуальных системах управления добычей нефти
  • Работаем «под ключ» – осуществляем полный цикл от проектирования до выпуска и реализации продукции
  • Сервисное обслуживание выпускаемой продукции
  • Инновации – 10% сотрудников занимаются разработкой новых технологий
  • Обучение технических специалистов заказчика на объектах Заказчика в «полях»
  • Разумные сроки поставки оборудования – производство находится в России
респ. Башкортостан, г. Учалы, ул. М.гафури, д. 85
ИНН:0270407541
ОГРН: 1200200022615
Оставить заявку
Заполните форму обратной связи. Мы свяжемся с Вами, чтобы обсудить заказ
это поле обязательно для заполнения
Ваше имя **
это поле обязательно для заполнения
Телефон:*
это поле обязательно для заполнения
Я ознакомлен(а) с пользовательским соглашением*
Спасибо! 
Форма отправлена!
Оставьте заявку на консультацию с менеджером
это поле обязательно для заполнения
Опишите вопрос:*
контактные данные:
Наши менеджеры свяжутся с Вами в течение 5 минут
это поле обязательно для заполнения
Ваше имя:*
это поле обязательно для заполнения
E-mail:*
это поле обязательно для заполнения
Телефон:*
это поле обязательно для заполнения
Я ознакомлен(а) с пользовательским соглашением*
Спасибо! Форма отправлена