Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

Введение

Автоматизация газового сектора позволяет решить множество вопросов, связанных с добычей газа, а именно: сократить простои газовых скважин и оборудования; свести к минимуму непрерывное присутствие обслуживающего персонала на объектах; увеличить объем добычи газа; повысить безопасность работы и сократить число аварийных ситуаций; уменьшить потери газа за счет точного учета и другие. Кроме этого, автоматизированная система управления технологическими процессами газового предприятия позволяет организовать производство в соответствии с требованиями технического регламента и правилами технической эксплуатации[3].

С помощью программного SCADA-решения на установке подготовки газа возможно автоматизировать процессы обработки и хранения информации, диспетчерского управления, учета затрат и контроля состояния технологического оборудования, планирования и анализа этапов производственного процесса.

За счет автоматизации основных и вспомогательных процессов удается сократить затраты на содержание обслуживающего персонала.

1 Виды газовых скважин

Газовая скважина – это горная выработка, которая сооружается с целью освоения месторождения природного газа

По своему назначению газовые скважины делятся на:

- Специальные используются для проведения исследовательских работ;

- Добывающие или эксплуатационные предназначены для вскрытия газового пласта и добычи природного газа;

- Нагнетательные предназначены для закачки в пласт различных агентов, необходимых для поддержания давления в пласте и увеличения степени извлечения природного газа[2];

- Наблюдательные – пьезоматрические используются для наблюдения за изменениями давления водонасосной области и в отдельных частях залежей газа, а также для контроля и наблюдения за изменением газонасыщенности или водонасащенности в некоторых частях продуктивной толщи и перемещением газо-водяного контакта[1].

2.1 Автоматизация фонтанных скважин

Фонтанные арматуры в зависимости от типа комплектуются задвижками с ручным, дистанционным и автоматическим управ­лением. Задвижки с дистанционным и автоматическим управлением-пневмоприводные от станции управления. Станция управления включает воздушные баллоны, пневмогидравлический насос, бак для жидкости и элементы пневмогидроавтоматики. Воздух для привода насоса берется от баллонов или воз­душного компрессора[5]. Станцией можно управлять дистанцион­но, для чего на сигнальной линии монтируется соленоидный пи­лотный клапан, срабатывающий от электросигнала с диспет­черского пункта.

Рис. 1. Функциональная схема автоматизации фонтанной скважины

1. Давление на буфере - измерение и сигнализация;

2. Давление в выкидной линии - из­мерение и сигнализация;

3. Давление затрубное - измерение и сигнализация;

4. Уровень в затрубном пространстве -измерение и сигнализация;

5. Температура в выкидной линии -измерение.

Автоматизация фонтанной скважины также предусматривает автоматическое перекрытие выкидной линии разгруженным отсекателем манифольдным типа РОМ-1. Отсекатель срабатыва­ет автоматически и перекрывает трубопровод при повышении давления в нем на 0,45 МПа (образование парафиновой проб­ки) и при понижении давления до 0,15 МПа (порыв трубопро­вода). Для его управления не требуется дополнительной энер­гии других источников. Манометрами осуществляется местный контроль буферного и затрубного давлений.

2.2 Автоматизация скважины ШСНУ

Автоматизация скважины, оборудованной ШСНУ, может быть местной (локальной) и дистанционной. При местной ав­томатизации насосные скважины оснащаются станцией управ­ления тип БУС-ЗМ, электроконтактным манометром типа ВЭ-16РБ и манометром для контроля затрубного давления[4]. Станция управления состоит из следующих основных частей:

- силовой части, предназначенной для управления электро­двигателем станка-качалки;

- блока управления и защиты, обеспечивающего формирова­ние сигналов управления, контроль состояния оборудования станка-качалки и формирование сигнала аварийного отключе­ния;

- первичного преобразовате­ля давления, предназначенно­го для формирования аварий­ного сигнала при повышении или понижении давления в выкидном трубопроводе.

Такая система автоматиза­ции обеспечивает:

- автоматическое управле­ние электродвигателем стан­ка-качалки в аварийных слу­чаях (при обрыве штанг и поломках редуктора, при то­ковых перегрузках, коротких замыканиях и обрывах фаз, неисправностях насоса);

- отключение электродвига­теля по импульсу от электро­контактного манометра при аварийных ситуациях на групповой замерной установке;

- индивидуальный пуск станка-качалки после перерыва в снабжении электроэнергией;

- программный запуск и остановку электродвигателя при пе­риодической эксплуатации скважины.

Рис. 11.1. Функциональная схема автоматизации скважины, оборудованной ШГН

1. Давление на устье скважи­ны - измерение, сигнализация, защита.

2. Температура подшипников двигателя - сигнализация, защита.

3. Ток электродвигателя насо­са - измерение, сигнализация, защита.

4. Сопротивление изоляции кабеля – измерение, сигнализация, защита

5. Усилие - динамометрирование.

6. Мощность - ваттметрирование.

7. Состояние насоса - сигна­лизация, управление.

Заключение

В данной статье рассмотрена автоматизация производственных процессов газовой скважины. Разнообразные системы автоматизированного управления процессом добычи газа позволяют не только управлять технологическим процессом в реальном времени по любому из известных алгоритмов, но и собирать, накапливать и обрабатывать информацию о процессе добычи газа, а также диагностировать работоспособность отдельных узлов и механизмов. Бали рассмотрены две функциональные схемы скважины природного газа.