СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
пассивных датчиков усилия, расположенных на штоке (датчик типа Loadtrol)
или на балансире, а также датчиков параметров движения штока нескольких типов: датчиков Холла, расположенных на валу кривошипа, датчиков угла наклона балансира и потенциометрических датчиков угла. Измерение сигналов с аналоговых датчиков производится 12-разрядным АЦП с частотой
20 Гц. Возможно осуществление калибровки датчиков непосредственно на скважине. Имеются клавиатура и графический дисплей для просмотра данных
(рисунок 2). Определяется степень сбалансированности противовесов насосной установки. В отличие от предыдущих изделий ePAC представляет собой целую систему регулируемого электропривода для насосной установки.
Он позволяет варьировать в широких пределах скорость качаний насоса, а
также раздельно оптимизировать время хода плунжера вверх и вниз. Наиболее оригинальной разработкой фирмы является устанавливаемый на балансире станка-качалки контроллер iBEAM. Он укрепляется с помощью струбцины на балансире, на его верхней поверхности расположена солнечная батарея,
обеспечивающая автономную работу устройства. Для работы в ночное время имеется встроенная аккумуляторная батарея. Непосредственно рядом с контроллером устанавливаются совмещенные датчики деформации и угла наклона балансира. Измеренные динамограммы передаются с помощью маломощного радиопередатчика на приемный терминал, расположенный возле блока управления электродвигателем.
В данной системе полностью исключаются подвижные кабели от датчиков и кабели подвода питания, а соответственно повышается надежность и долговечность. В настоящее время контроллером iBEAM оснащено около 25
тысяч скважин во всем мире.
В некоторых случаях бывает целесообразно обслуживать одним контроллером целый куст близкорасположенных скважин. Эта возможность реализована в контроллере фирмы "International Automation Resources"
(США). Но применение пассивных аналоговых датчиков усилия ограничивает длину соединительных кабелей несколькими десятками метров. Поэтому для
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
подключения удаленных датчиков применяются специальные преобразователи выходных сигналов пассивных датчиков в токовый сигнал 4-
20 мА. Однако даже токовый аналоговый сигнал подвержен воздействию электромагнитных помех, и использование датчиков с цифровым выходом было бы в этом случае более целесообразным.
Контроллер AEPOC 2100 фирмы "Automation Electronics" (США)
отличается от остальных высокой разрешающей способностью АЦП. Для оцифровки сигналов с датчиков усилия и перемещения используется 16-
разрядное АЦП. При этом в качестве датчика перемещения могут использоваться датчики начала хода, потенциометры, "жидкостные" и "сухие"
инклинометры. Гибкий алгоритм определения срыва подачи позволяет работать с горизонтальными и сильнозагазованными скважинами.
Мировой лидер в производстве силовой электроники компания "ABB"
(США) выпустила контроллер ALC 600. Контроллер предусматривает подключение датчиков усилия и положения и рассчитан на совместную работу с преобразователем частоты. Выпускается 12 вариантов станций управления с этим контроллером для электродвигателей мощностью от 6 до 100 кВА. Для работы в условиях холодного климата в шкафу предусмотрена система подогрева.
Таблица 1.1 Характеристики импортных контроллеров ШГН
|
SAM, Lufkin |
CAC2000,eps |
iBEAM,eps |
IAR |
AEPOC2100 |
ALC600,ABB |
|
|
|
|
|
|
|
Тип датчика усилия |
Loadtrol |
Loadtrol |
ДДБ |
Loadtrol |
Loadtrol |
Loadtrol |
|
ДДБ |
ДДБ |
|
|
ДДБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип датчиков |
ДХ |
ДХ |
ДУН |
ДУН |
ДХ |
ДХ |
положения |
ДУН |
ДУН |
|
|
ДУН |
|
|
|
ПДУ |
|
|
ПДУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Контроль |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
ваттметрограмм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Управление |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
преобразователем |
|
|
|
|
|
|
частоты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Возможность |
- |
- |
- |
+ |
- |
- |
обслуживания |
|
|
|
|
|
|
нескольких скважин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наличие дисплея и |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
аппаратуры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Интерфейсы |
|
|
|
|
|
|
RS-232 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
RS-485 |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
|
Ethernet |
- |
- |
- |
- |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Разрядность АЦП |
12 |
12 |
12 |
12 |
16 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон рабочих |
-40…+85 |
-40….+85 |
-30…+80 |
-40…+70 |
-40…+70 |
-50… +50 |
температур, гр. С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДДБ* – Датчик деформации балансира ДХ** - Датчик Холла, устанавливаемый на выходном валу редуктора ДУН*** - Датчик угла наклона балансира
ПДУ**** - Потенциометрический датчик угла
Характеристики импортных контроллеров ШГН приведены в таблице
1.1.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
1.4Отечественные контроллеры ШГН
Рассмотрим функциональные возможности контроллеров управления ШГН отечественной разработки. В данный обзор не вошли некоторые уже морально устаревшие контроллеры, а также контроллеры, не получившие широкого распространения и оставшиеся опытными образцами.
Станция управления "Интел-СУС" (ЗАО "Линт", Казань), в комплекте с контроллером "Телебит" и датчиками динамометрирования ДДС – 04 имеет практически аналогичные импортным системам функциональные возможности и представляет собой законченное изделие. Система комплектуется программным обеспечением на всех уровнях.
Помимо датчиков динамометрирования к контроллеру подключаются датчики ваттметрирования для контроля энергетических параметров: токов и напряжений по каждой фазе, активной и реактивной мощности, коэффициента мощности, проведения технического учета электроэнергии и построения ваттметрограмм.
Широкое применение на промыслах Татарии получили контроллеры
"Мега" (НПФ "Интек", Уфа). Настоящие котроллеры работают как с датчиками динамометрирования собственной разработки, так и с ДДС-04.
Функционально контроллер аналогичен описанным выше, система комплектуется собственным программным обеспечением. Часть скважин не оборудована датчиками положения, определение начала хода штока производится путем математического анализа графика изменения усилия.
Контроллер телемеханики скважины КTC.1 (НПО "Интротест",
Екатеринбург). Контроллер телемеханики скважины предназначен для телемеханизации посредством радиоканала отдельно стоящих нефтедобывающих скважин, расположенных в радиусе до 6 км от кустовых площадок. При этом кустовой контроллер системы телемеханики будет являться управляющим контроллером.
Контроллер телемеханики скважины состоит из трех блоков:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
1)микроконтроллер А812-01;
2)радиомодем "Невод - 5";
3)блок питания БП24В/20W/DIN.
Контроллер комплектуется антенной диапазона 433 МГц, тип которой
выбирается в зависимости от условий применения.
К контроллеру подключается динамограф СДА-10-ШГН производства НПО "Интротест", устанавливаемый между траверсами канатной подвески и имеющий форму замкнутого кольца. Выходные сигналы динамографа по каналам измерения усилия и ускорения заводится в контроллер как
аналоговые токовые сигналы 4-20 мА.
Следует отметить, что используемый в контроллере микропроцессор
ADuC812 на сегодняшний день морально устарел, и его мощность не позволяет в достаточной степени реализовать на месте какие-либо функции
анализа режима работы и управления ШГН.
Определенных успехов достигли и разработчики контроллера "Орион" ("Аякс", Ульяновск). Указанные контроллеры на сегодняшний день наиболее приспособлены для совместной работы с элементами системы ДДС-04 в плане сбора и представления информации. Формирование массива динамограммы происходит непосредственно в самом датчике динамографа, контроллеру нужно лишь периодически считывать массив из памяти датчика по цифровому протоколу "Modbus-RTU". В датчике реализована функция сравнения динамограмм, и если форма динамограммы не изменилась, передача массива
не требуется, что освобождает каналы связи.
Программное обеспечение системы телемеханики позволяет отправлять измеренные динамограммы и рассчитанные данные по дебиту в корпоративную систему "Армитс", охватывающую все нефтегазодобывающие
предприятия ОАО "Татнефть".
Примером законченной отечественной системы автоматизации установки ШГН является станция управления АСУС-02 НПФ "Экос".
Автоматизированная станция АСУС-02 имеет силовую часть,