Главная | Обратная связь

Описание технологии

ЭЦН На нефтяных промыслах в настоящее время находятся в эксплуатации несколько десятков типоразмеров отечественных и импортных погружных центробежных электронасосов с двигателями погружного типа. С помощью этих насосов получают свыше 70% общего количества нефти, добытого механизированным способом. Разработан и находится в эксплуатации широкий ряд оборудования для автоматизации управления установками ЭЦН: СУ, тиристорные станции плавного пуска, выходные фильтры, СПТ и т.д. Рассмотрим технологию ЭЦН. Установка ЭЦН включает наземное и погружное оборудование. Состав погружной части определяется параметрами скважины, но в нашем случае основным подземным электрооборудованием является электроцентробежный насос и погружной электродвигатель. Если скважина высокодебитная, то для того, чтобы улучшить контроль над состоянием в скважину спускают ТМС. Наличие большого количества газа в нефти заставляет использовать газосепаратор, а отсутствие газа или малое его количество допускает установку модуля. Питание к двигателю подводится погружным кабелем типа КПБП, КРБП, КПБК и КРБК с сечением 10, 16, 25 или 35 мм2. В данном случае применяется КПБП 3-х жильный с сечением 16 мм2. К наземному оборудованию относят трансформатор питания погружных насосов (ТМПН 63/3), СУ ПЭД и выходной фильтр (L-C фильтр не установлен). Также к наземному оборудованию относятся кабели, играющие роль перемычек между СУ и трансформатором, и питающие кабели, соединяющие СУ с комплектной трансформаторной подстанцией наружной установки. Технологическая схема системы автоматизации ЭЦН представлена на рисунке 1.2.

1 – ТМС; 2 – компенсатор; 3 – ПЭД; 4 – гидрозащита; 5 – ЭЦН; 6 – кабель; 7 – НКТ; 8 – СУ ПЭД; 9 – наземный блок ТМС; 10 – СУ ЭЦН; 11 – трансформатор; 12 – СУ общекустовая

Рисунок 1.2 – Технологическая схема ЭЦН

Для обеспечения нормальной, долгосрочной работы погружного электродвигателя необходимо строгое соблюдение его номинальных параметров, указанных в паспорте. К этим параметрам относится величина тока, напряжения, температура и давление в скважине, подача насоса и другие. При значительном отклонении этих параметров создаются условия, при которых двигатель снижает срок службы или может быстро выйти из строя. Для контроля над основными параметрами двигателя, правильностью его подключения применяется схема управления ПЭД. В качестве примера в данном случае для защиты двигателя применяется СУ «Электон-5» с номинальным током 250 А. К СУ ПЭД подключается наземный блок ТМС.

основные функции СУ «Электон-5»:

- включение и отключение электродвигателя в «ручном» или в «автоматическом» режиме;

- работа по программе с отдельно задаваемыми временными интервалами работы и остановки;

- автоматическое включение электродвигателя с заданной задержкой времени после подачи напряжения питания или при восстановлении напряжения питания в соответствии с нормой;

- регулируемая задержка отключения отдельно для каждой защиты (кроме защиты по низкому сопротивлению изоляции); - регулируемая задержка активации защит сразу после пуска для каждой защиты (кроме защиты по низкому сопротивлению изоляции);

- регулируемая задержка АПВ отдельно после срабатывания каждой защиты (кроме защит по низкому сопротивлению изоляции и по турбинному вращению);

- возможность выбора режима с АПВ или с блокировкой АПВ после срабатывания отдельно каждой защиты (кроме защит по низкому сопротивлению изоляции и по турбинному вращению);

- возможность выбора активного и неактивного состояния защит отдельно для каждой защиты;

- блокировка АПВ после отключения по защите от недогрузки при превышении заданного количества разрешенных повторных пусков за заданный интервал времени;

- блокировка АПВ после отключения по защите от перегрузки при превышении заданного количества разрешенных повторных пусков за заданный интервал времени;

- блокировка АПВ после отключения по другим защитам (кроме защит от недогрузки и перегрузки) при превышении заданного количества разрешенных повторных пусков за заданный интервал времени;

- измерение текущего значения сопротивления изоляции системы «вторичная обмотка ТМПН-погружной кабель-ПЭД» в диапазоне от 30 кОм до 10 МОм;

- измерение текущей потребляемой мощности;

- измерение текущего коэффициента мощности;

- вычисление текущего значения фактической загрузки двигателя; - измерение текущего значения частоты вращения электродвигателя;

- определение порядка чередования фаз напряжения питающей сети (АВС или СВА); - отображение в хронологическом порядке 99 последних изменений в состоянии насосной установки с указанием причины и времени включения или отключения ПЭД;

- запись в реальном масштабе времени в блок памяти информации о причинах включения и отключения электродвигателя с регистрацией текущих линейных значений питающего напряжения, токов фаз электродвигателя, загрузки, сопротивления изоляции, давления, температуры в момент отключения электродвигателя, через 2 секунды после включения и во время работы с двумя регулируемыми периодами записи;

- сохранение заданных параметров работы и накопленной информации при отсутствии напряжения питания;

- световая индикация о состоянии станции («СТОП», «ОЖИД», «РАБОТА»); СУ устанавливается на площадке механической добычи напротив трансформатора питания погружного насоса соответствующей скважины.

Основой СУ является контроллер. Контроллер в соответствие с программой ведет обработку дискретных сигналов, поступающих на его входы, и по командам от общекустовой станции формирует выходные сигналы на коммутацию цепей управления насосами. По интерфейсу RS-485 контроллер ведет опрос микропроцессорных СУ погружными насосами. Сигналы от дискретных датчиков поступают непосредственно на входы контроллера. Сигналы управления формируются как на выходах самого контроллера, так и на выходах модуля 5409. Выходные сигналы контроллера и модуля 5409 поступают на обмотки управления промежуточных реле К1 .. К16. Выходные цепи промежуточных реле выведены на клеммник ХТ3. Контроллер поддерживает обмен данными с оборудованием верхнего уровня по протоколу Modbus RTU через интерфейс RS-485. По этому каналу контроллер получает команды управления и выдает по запросам данные о текущем состоянии агрегатов, диагностическую информацию. По этому же каналу можно программировать контроллер. Программа и текущие данные контроллера сохраняются в статическом ОЗУ, питающимся от встроенной литиевой батареи. Программа и данные сохраняются в контроллере при отсутствие внешнего питания в течении нескольких лет. Кроме того, копия программы хранится в энергонезависимой FLASH памяти контроллера. СУ поставляется с отлаженным и записанным программным обеспечением и какое-либо дополнительное программирование не требуется