Системы автоматизации стендов для испытания насосного оборудования в осложненных условиях добычи нефти

Системы автоматизации стендов для испытания насосного оборудования в осложненных условиях добычи нефти

Отрасли, категории, применение: Нефтегазовая промышленность

Краткое описание:

Системы управления стендами, предназначенными для исследования установок погружных насосов в условиях, приближенных к скважинным по давлению, температуре, пенистости, вязкости, газосодержанию, дисперсности газовой фазы.

Организация

Созданные системы управления разработаны и внедрены на базе ЗАО «Новомет-Пермь» совместно с РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

Описание решения

Постановка задачи

В настоящее время доля трудноизвлекаемых запасов нефти значительно выросла и составляет около 65%. Доля активных запасов нефти в балансе большинства нефтяных компаний продолжает снижаться, а эксплуатация новых месторождений существующими технологиями позволяют только компенсировать падение добычи на старых месторождениях. Применяемые методы увеличения нефтеотдачи и интенсификации притока для трудноизвлекаемых запасов не позволяют значительно увеличить эффективность выработки запасов. Поэтому разработка технологий, позволяющих повысить эффективность разработки нефтяных месторождений и добычу нефти в осложнённых условиях, является актуально задачей.

Работа посвящена разработке систем управления стендами, предназначенными для исследования установок погружных насосов в условиях, приближенных к скважинным по давлению, температуре, пенистости, вязкости, газосодержанию, дисперсности газовой фазы. Стенды позволяют моделировать условия эксплуатации реальной скважины, оборудованной полнокомплектным насосным оборудованием, в условиях:

  • повышенного содержания солей – С-Соль (рис.1а);
  • подачи газожидкостной смеси (вода-масло-воздух) – С-ГЖС (рис.1б);
  • повышенных температур, до 250С – С-Термо (рис.1в);
  • распространения энергии упругих волн в пласте – С-ВСВ (рис.1г).

Решение

Структурная схема системы управления стендом С-Соль, приведена на рис. 2. Системы управления остальных трех стендов имеют аналогичную архитектуру, отличие состоит в количестве аналоговых и дискретных входов/выходов, и в типах интерфейсов подключения станций управления двигателями насосов.

Сводные параметры объектов управления приведены в табл. К аналоговым входам систем управления подключены датчики давления, температуры, расхода, вибрации, потенциометры исполнительных устройств. К дискретным входам – концевики и муфты исполнительных устройств, датчики положения, уровнемеры. Дискретными выходами управляются исполнительные устройства. По протоколам промышленных сетей Modbus или Profibus подключены станции управления частотно-регулируемыми приводами насосов.

Основные функции системы управления:

  • сбор данных с объекта управления (температура, давление, расход, уровень, вибрация, степень открытия исполнительного устройства, характеристики частотно-регулируемого привода);
  • хранение и отображение параметров работы стенда, индикация текущего состояния объекта, формирование отчетов испытаний, построение графиков зависимостей параметров в интерфейсе оператора (рис.3);
  • управление объектом в соответствии с выбранным режимом работы (рис.4а);
  • аварийный мониторинг и аварийный останов объекта управления (рис.4б).

Система управления разрабатывалась с учетом особенностей создания приложений с помощью модуля LabVIEW Real-Time и имеет соответствующую архитектуру, состоящую из: хост программы и целевой программы.

Используемое оборудование и программное обеспечение National Instruments

Системы управления разработаны на базе контроллеров NI PXI-8109 и модулей NI PXI-6239, NI PXI-4462, NI PXI-6511, NI PXI-2569, NI-6221, PXI PROFIBUS, установленных в шасси NI PXI-1044. В качестве среды разработки использовалось NI LabVIEW 2012.

Перспективы внедрения и развития решения – отрасли, названия предприятий, и т. п.

Стенды с разработанными системами управления предназначены для исследования характеристик установок погружных насосов производителей насосного оборудования для нефтяной отрасли в условиях, близким к параметрам эксплуатации осложнённых нефтяных скважин.

 

 

 

Решения опубликованы на основании докладов из сборников трудов ежегодной конференции "Инженерные , научные и образовательные приложения на базе технологий National Instruments" с 2011 по 2014 гг.



 

© 2017 National Instruments Russia. All rights reserved.
Яндекс.Метрика