1 2 3 4 5 6 7

Станции управления насосами / Станция управления винтовыми погружными насосами - PCP

Станция управления приводом винтового насоса (Progressing Cavity Pump — PCP) производства компании UNICO предоставляет целый ряд возможностей, специально разработанных для управления винтовыми насосами. Станция управления приводом объединяет управление двигателем и насосом, в единый составной модуль/пакет программного обеспечения, который повышает производительность, улучшает эффективность использования электроэнергии и повышает надежность, как новой, так и существующей насосной системы.

Оптимизация множественных ограничений

В любой период эксплуатации скважины, существуют ограничения производительности. Однако в любой момент времени, добычу можно довести до максимума, не уменьшая при этом эффективность или надежность. Определение надлежащих пределов и равномерное перемещение между ними в реальном времени является ключевым преимуществом системы Unico. Модификация всех системных элементов выполняется в реальном времени на устье скважины для определения подходящих пределов и для осуществления взаимодействующей стратегии управления. В разные моменты времени работы насоса система может быть ограничена напряжением двигателя, током двигателя, скоростью двигателя, крутящим моментом двигателя, теплоемкостью двигателя, потреблением энергии, крутящим моментом колонны насосных штанг, давлением на напорной линии, уровнем жидкости или притоком скважины. Оптимизация большого количества ограничений особенно полезна для использования в местах с изменчивыми притоками нефти, например на угольных пластах метана, в скважинах с высоким нефтегазовым фактором и скважинах с тепловым воздействием.

Усовершенствованное моделирование

Встроенные математические модели станции управления, привода, электродвигателя, забивной головки, колонны насосной штанги, обсадной колонны насоса, насосно-компрессорных труб, жидкости и резервуара используют спецификации компонентов и параметры освоения скважины совместно с установочными параметрами нефтяного месторождения для контроля работы насосной системы. Подпрограмма идентификации автоматически определяет установочные параметры, включая параметры электродвигателя, колонны насосной штанги и насоса. Модели фиксируют данные о термических, механических, электрических и гидравлических характеристиках системы, что позволяет более точно управлять работой насосной системы.

Бездатчиковый режим работы

Привод использует целый ряд уникальных методов для точного определения рабочих параметров на основании моделей без применения внешних датчиков поверхности и скважины. Переменные бездатчиковой системы, включая скорость насосной штанги, крутящий момент штанги, скорость насоса, крутящий момент насоса, поток жидкости, уровень жидкости, давление всасывания, давление на выходе можно просмотреть на клавиатуре/дисплее или сохранить на круговых диаграммах или динамограммах с отметкой времени. Уровень жидкости, подача насоса и общая добыча отображаются в выбранных технических единицах измерения.

Управление скоростью насоса

Станция управления предоставляет целый ряд опций для ручного, дистанционного и автоматического регулирования скорости насоса. Команды скорости могут быть выбраны из нескольких источников, включая настройки потенциометра, предварительные настройки клавиатуры, последовательную передачу данных и внутренние регуляторы оптимизации. Двигатель может работать с удвоенной скоростью при постоянной мощности. Это позволяет увеличить передаточное число, тем самым увеличивая малооборотный крутящий момент без потерь максимальной скорости насоса. Для больших насосов предусмотрено управление с одиночной станции управления, работающей от двух электродвигателей. Конфигурация системы, оптимизирует выработку жидкости, газа, а также повышает эффективность использования энергии и/или потока мощности.

Оптимизация производительности

Регулирование уровня, увеличивает до предела добычу жидкости при изменении давления на входе в насос. Для автоматического определения точки максимальной добычи применяют дополнительный внешний датчик расхода, таким образом, защищая систему от условий быстрого опорожнения скважины.

Подпрограмма поиска использует входные сигналы дополнительного датчика расхода газа для автоматического выбора уровня жидкости, который увеличивает до предела добычу газа в месторождениях угольного метана. Регулирование ограничителя тока увеличивает добычу, повышая скорость двигателя в периоды пониженной нагрузки на насос. Оптимизатор мощности увеличивает до предела добычу в газоносных скважинах, при этом привод и двигатель работают при максимальной теплоемкости.

Контроллер остановки насоса

Контроль остановки насоса увеличивает производительность скважины при любых исходных характеристиках притока скважины. Уровень жидкости над всасывающим отверстием насоса регулируется определением перепада давление обсадной колонны и давления на входе в насос. Контроллер остановки насоса  останавливает насос на программируемый период времени, чтобы защитить насос и для регулирования среднего расхода насоса. Минимальная скорость насоса в период остановки обеспечивает защиту скважины от заплывания песком.

Мониторы Производительности

Монитор подачи насоса предоставляет непрерывную оценку подачи насоса без применения дополнительного измерительного оборудования. Скорость насоса и фактический объем насоса используются для подсчета фактической производительности. Подача насоса суммируется в перезагружаемое общее значение. Подсчитанный дебит скважины отображается на мониторе производительности и используется для дистанционного контроля скважин с помощью последовательных портов связи.

Монитор уровня жидкости

Монитор уровня жидкости предоставляет непрерывную оценку уровня жидкости на основании характеристик жидкости, давления насосно-компрессорной трубы и обсадной колонны. Давления НКТ и обсадной колонны используют в качестве параметров для относительного постоянного давления или входных сигналов аналоговых датчиков для скользящего давления.

Защита системы

Ограничение крутящего момента защищает двигатель от больших нагрузок крутящего момента и колонну насосных штанг от поломок. Демпфирование скачкообразных колебаний уменьшает усталостное разрушение колонны насосной штанги. Давление на выкидной линии обеспечивает защиту от повреждающих нагрузок насоса. Обнаружение спадов скорости защищает всю систему при вынужденном простое, например, при заедании насоса или заблокированной выкидной линии. При определении пускового момента находят сбои насоса в момент запуска. Определение низкого крутящего момента позволяет выявить поломку штанги, неисправность ремня или засорение песочного фильтра. Измерение перепада давления на входе и выходе защищает насос от перегрузок.

Автоматический перезапуск

Для обеспечения беспрерывной работы отдаленных скважин, станция управления способна автоматически перезапускаться после обнаружения неисправности и при скачкообразных нарушениях энергоснабжения. Регулирование автоматического перезапуска упорядочивает включение нескольких насосов после перебоев в энергопитании, чтобы избежать скачков мощности. События запуска/остановки автоматически регистрируются в журнале событий для дальнейшего анализа.

Экономия электроэнергии

Оптимизатор потока мощности снижает стоимость электроэнергии общего пользования при любой интенсивности притока. Оптимизатор циклической электроэнергии обеспечивает снижение дополнительной стоимости электроэнергии при откачке в точке максимальной эффективности, чтобы достичь необходимого потока. Регулирование полезного времени обеспечивает снижение максимального расхода энергетических потребностей. Станция управления имеет встроенный измеритель входной мощности для отображения входной мощности, мощности электродвигателя, мощности насоса и средней производительности, что помогает  регулировать стоимость энергозатрат.

Сбор данных

Модуль выборки данных производит выборку данных в реальном времени и генерирует диаграммы двигателя, насосной штанги и насоса, а также производительности скважины. Журнал регистрации данных автоматически регистрирует предупреждения, неисправности, и события с отметкой времени, которые можно просмотреть при помощи клавиатуры/дисплея, загрузить на компьютер или восстановить с помощью сетевого сервера. Типичные события включают: запуск, остановку, изменение режима работы, повышение/понижение мощности, перенапряжение, перегрузку по току, низкий крутящий момент и низкую скорость. Многоканальный аналоговый интерфейс обеспечивает регистрацию данных дополнительных параметров скважины.

Обмен данными

Некоторые серийные протоколы, соответствующие промышленным стандартам, обеспечивают связь с программируемыми регуляторами, компьютерами и сетевыми серверами. Доступные протоколы включают ANSI,Modbus RTU, Modbus Plus, ControlNet, Profibus и Ethetnet протоколы.

Дополнительное программное обеспечение (ПО) используется для контроля насосной системы, при помощи портативных устройств с ОС Palm, компьютеры с ОС Windows или сетевые серверы. Опция беспроводного интерфейса позволяет вести дистанционный контроль производительности системы и управление работой насоса. Программируемые пользователем отчеты могут быть созданы при помощи ПО, связывающего системные параметры с электронными таблицами Excel.

Управление

Источники скорости

  • Аналоговые потенциометры
  • Заданные установки клавиатуры/дисплея
  • Последовательная связь
  • Регуляторы оптимизации

Регулятор Мощности

  • Ограничитель потребления мощности
  • Оптимизатор потока мощности
  • Оптимизатор полезного времени
  • Оптимизатор циклической энергии

Модели Системы

  • Привод
  • Электродвигатель
  • Забивная головка
  • Колонна насосных штанг
  • Насос
  • Выкидная линия
  • Насосно-компрессорная труба
  • Обсадная колонна
  • Жидкость
  • Резервуар

Управление Скоростью

  • Локальное регулирование скорости
  • Дистанционное регулирование скорости
  • Регулирование повышения скорости
  • Регулирование уровня жидкости
  • Регулирование откачки насоса
  • Оптимизатор расхода газа

Защитные Средства

  • Ограничитель тока электродвигателя
  • Ограничитель крутящего момента электродвигателя
  • Тепловой ограничитель электродвигателя
  • Ограничение крутящего момента колонны насосных штанг
  • Ограничитель давления насоса
  • Детектор низкого крутящего момента
  • Детектор низкой скорости

Настройки

    • Паспортные данные электродвигателя
    • Конфигурация забивной головки
    • Конфигурация колонны насосных штанг
    • Пределы крутящего момента колонны насосных штанг

.- Конфигурация насосно-компрессорной трубы

  • Конфигурация обсадной колонны
  • Характеристики насоса
  • Свойства флюида
  • Свойства резервуара

 

Дисплеи

Электродвигатель

  • Напряжение электродвигателя
  • Ток электродвигателя
  • Частота вращения электродвигателя
  • Момент вращения электродвигателя

Скважина

  • Давление в НКТ
  • Давление в обсадной колонне
  • Поток жидкости
  • Уровень жидкости
  • Добыча
  • Поток газа
  • Добыча газа

Насос

  • Скорость насоса
  • Крутящий момент насоса
  • Давление всасывания
  • Давление на выходе
  • Дифференциальное давление

Штанга

  • Скорость штанги
  • Положение штанги
  • Крутящий момент штанги
  • Нагрузка на штангу
  • Трение штанги

Приводная Мощность

  • Измеритель мощности
  • Входная мощность
  • Мощность двигателя
  • Мощность насосной штанги
  • Мощность подъемника
  • Эффективность работы системы

Диаграммы

  • Скорость штанги
  • Крутящий момент штанги
  • Скорость насоса
  • Крутящий момент насоса
  • Напряжение двигателя
  • Ток двигателя
  • Скорость двигателя
  • Крутящий момент двигателя

Интерфейсы

Ввод/Вывод Данных

  • Три аналоговых входа
  • Два аналоговых выхода
  • Двенадцать логических входов
  • Шесть логических выходов
  • Восемь дополнительных аналоговых входов
  • Четыре дополнительных аналоговых выхода

Последовательная связь

  • Местные и дистанционные последовательные порты
  • Последовательный канал связи RTU стандарта ANSI и Modbus
  • Дополнительные каналы связи Modbus Plus, ControlNet, Profibus, Ethernet
  • Программное обеспечение для ОС Windows и ОС Palm
  • Дополнительная беспроводная связь с частотой 900 MHz и 2.4GHz

Опции датчиков

  • Датчик потока жидкости
  • Датчик потока газа
  • Датчик давления всасывания
  • Датчик давления на выходе
  • Датчик давления в насосно-компрессорных трубах
  • Датчик давления в обсадной колонне