Комплекс телемеханики кустов скважин

Технологические объекты нефтегазодобычи в большинстве случаев распределены по большой площади пересеченной местности и расположены в труднодоступных местах. Для контроля и управления такими объектами был разработан и успешно внедрен комплекс телемеханики (АСУТП) кустов нефтяных и газовых скважин на основе ПТК "Космотроника" производства российской компании АО "ПИК ПРОГРЕСС". Это система автоматизации, предназначенная для сбора, обработки и передачи информации, необходимой при дистанционном контроле и управлении кустами скважин.

Особенностью комплекса является использование единого контроллера для выполнения задач сбора, обработки и передачи информации, а также выполнения промыслового контроля и учета продукции нефтяных скважин, что обеспечивает существенную экономию затрат за счет отказа от использования дополнительного оборудования, такого как контроллер замерной установки.

Оборудование и программное обеспечение комплекса зарекомендовало себя за более чем 25 лет постоянного развития и совершенствования именно в нефтегазовой отрасли, работая в сложных климатических условиях, в том числе на крайнем севере и за полярным кругом. Одним из несомненных преимуществ системы является высокая отказоустойчивость, быстрота и легкость масштабирования или модернизации, а также возможность использовать большое разнообразие каналов связи, в том числе радиоканал.

Навигация по статье

Автоматизируемые объекты
Основные функции комплекса кустовой телемеханики
Структура комплекса
Оборудование системы телемеханики
Каналы связи
Верхний уровень системы телемеханики
Выводы
Заказать комплекс телемеханики для кустов нефтяных и газовых скважин

Автоматизируемые объекты

При кустовом обустройстве нефтяного месторождения оснащению средствами автоматизации подлежат:

скважины добывающие (нефтяные, газовые);
скважины нагнетательные;
групповая замерная установка;
блок водораспределительной гребёнки;
блок дозированной подачи химреагентов;
установка депарафинизации скважин;
факельное хозяйство;
дренажные ёмкости.

В начало

Основные функции комплекса кустовой телемеханики

Централизованный дистанционный контроль состояния скважин;
Управление технологическим процессом;
Сбор и передача в автоматическом режиме по различным каналам связи на верхний уровень информации о состоянии технологического процесса;
Передача информации в смежные системы, установленные у Заказчика, по стандартным коммуникационным протоколам;
Автоматическое управление - реализация специфических комплексных алгоритмов (технологические задачи);
Обеспечение резервного питания контроллеров от встроенного источника;
Учет параметров добычи;
Формирование отчетов и графиков по запросу, генерирование сводок.

В начало

Структура комплекса

Нижний уровень — первичные средства автоматизации (датчики, измерительные преобразователи, приборы местного контроля, исполнительные устройства), устройства сопряжения с объектом (УСО);
Средний уровень — контроллеры кустов скважин (КМКС);
Верхний уровень — информационно-вычислительный комплекс (АРМ оператора, серверы базы данных);
Каналы и оборудование для передачи информации.

Рисунок 1. Структурная схема комплекса кустовой телемеханики 'Космотроника'"

В начало

Оборудование системы телемеханики

Оборудование комплекса кустовой телемеханики на основе ПТК "Космотроника", за исключением выносных УСО, размещается в специальном пылевлагозащищенном шкафу, который называется "Контроллер механизированного куста скважин" (КМКС). Шкаф размещается на кусту, в помещении БМА, либо отдельно.

Контроллер механизированного куста скважин (КМКС)

Предназначен для размещения оборудования системы телемеханики "Космотроника". Обеспечивает пыле-влагозащиту, а также обогрев входящего в его состав оборудования. Стандартные размеры шкафа составляют 800 х 600 х 250 мм. Шкаф-контроллер проектируется в зависимости от количества сигналов и объема решаемых задач, и его размер может отличаться от стандартного..
Смотреть подробнее...

Ядро комплекса представляет промышленный контроллер УСО-К2-32-16-2Q, который является развитием линейки кустовых контроллеров серии УСО-КQ. Он производит сбор данных о процессе, выполняет все необходимые вычисления, выдает команды управления, формирует архивы и тренды и организует передачу данных на верхний уровень.

Промышленный контроллер УСО-К2-32-16-2Q

Прибор имеет модульную конструкцию, состоящую из измерительной части и процессорного модуля в одном корпусе. Выполняет одновременно функции устройства сопряжения с объектом (УСО) и промышленного контроллера. Позволяет измерять нормированные сигналы постоянного тока (16 каналов), считывать состояния телесигнализации (32 канала), подсчитывать импульсы и выполнять команды телеуправления (2 канала). Процессорный модуль построен на процессоре AM3358 (32 бита, 600-1000 мГц) с памятью 512 Мб. Позволяет производить необходимые расчеты, в том числе выполнять заложенные в него технологические алгоритмы, и передавать результаты измерений по гальванически изолированным интерфейсам RS-485, Ethernet с использованием стандартных коммуникационных протоколов (Modbus, ГОСТ Р МЭК 870-5-104-2001).
Смотреть подробнее...

Контроллер выполняет как измерительные функции, так и функции контроллера телемеханики, а также задачи промыслового контроля и учета продукции нефтяных скважин. Для поверки шкафа КМКС достаточно снять только модуль УСО-К2-32-16-2Q. Такое решение позволяет существенно экономить при эксплуатации комплекса. Дополнительным плюсом является межповерочный интервал контроллера, который составляет 5 лет.

Настройка и программирование контроллера осуществляется с помощью программы "Конфигуратор контроллера". Конфигурирование и параметризация также возможна через панель веб-интерфейса. Обновление программного обеспечения производится либо дистанционно (посредством канала связи через программу удаленного доступа, либо Web-интерфейса), либо путем загрузки исполняемых файлов непосредственно на флэш-память.

Использование модуля УСО-КQ упрощает получение данных с каждой станции управления (СУ) скважиной. В штатном режиме контроллер работает в режиме прозрачной ретрансляции данных. При необходимости его можно настроить для контроля и управления СУ. В случае возникновения внештатных ситуаций контроллер может передать аварийную и предупредительную сигнализацию на верхний уровень, а также подать управляющее воздействие на узел управления.

Для учета электроэнергии на кустах и скважинах может быть установлен контроллер присоединения (УСО-ТМ КПР) – устройство телемеханики и счетчик электроэнергии с возможностью осциллографирования и анализа параметров электросети.

УСО-ТМ КПР

Флагман из линейки устройств телемеханики компании АО "ПИК ПРОГРЕСС", данный прибор является компактным многофункциональным трехфазным мультиметром, выполняющим функции контроллера присоединения. Позволяет вести учет активной и реактивной электроэнергии, регистрировать аварийные события и электрические процессы, осуществлять трехфазные измерения электрических параметров сети, проводить анализ гармоник, а также выполнять функции информационного мультиплексора.
Смотреть подробнее...

УСО-ТМ КПР могут быть подключены как по каналу RS485, так и по линии Ethernet. В последнем случае возможно подключение устройств по "кольцевой" схеме (рисунок 2), что значительно повышает надежность передачи данных.

Рисунок 2. Кольцевая схема подключения УСО-ТМ КПР по линии Ethernet

Кольцевая схема подключения УСО-ТМ КПР по линии Ethernet

Каждое устройство УСО-ТМ КПР имеет два Ethernet-порта, предназначенных для последовательного соединения приборов в замкнутую цепь посредством сети Ethernet. "Кольцевое" подключение повышает надежность системы телемеханики, так как опрос устройств возможен как в ту, так и в другую сторону. Для организации такого "кольца" нет необходимости использовать дополнительные сетевые коммутаторы.

На рисунке 2 также показана линия резервного питания 24В и синхронизация точного времени по протоколу IRIG-B. Синхронизация точного времени возможна и по протоколу NTP. Функции промышленного контроллера на рисунке 2 выполняет устройство ЦПУ PM-VDX производства АО "ПИК ПРОГРЕСС", имеющее 3 канала Ethernet.

В начало

Каналы связи

Передача данных на верхний уровень возможна по таким каналам, как:

Ethernet 10/100/1000 ("витая пара");
WiFi;
сети сотовых операторов 3G, GPRS, GSM;
RS485;
радиоканал 9600 бод.

Для обеспечения передачи данных по радиоканалу используется радиомодем Р9-02.

Радиомодем прозрачного режима Р9-02

Устройство предназначено для организации передачи данных по радиоканалу 9600 бод. Используется совместно с 128-канальными радиостанциями Моторола GM340, GM350. Имеет интерфейс RS232. Дополнительно имеется возможность установки интерфейса RS485, что позволяет работать нескольким контроллерам, имеющим индивидуальные модемные адреса, с одним модемом и, соответственно, с одной радиостанцией.
Смотреть подробнее...

Для связи с оборудованием на нижнем уровне используется сеть Ethernet, а также последовательные интерфейсы RS482/422/232. Для расширения коммуникационных возможностей контроллера применяются преобразователи интерфейсов серии МИМ-001.

Преобразователи интерфейсов МИМ-001

Предназначены для подключения устройств с последовательным интерфейсом к сети Ethernet по "витой паре" и сети 3G. Позволяют организовать двусторонний «прозрачный канал» между Ethernet и RS485/422/232, работать в режиме конвертера протоколов (шлюза) Modbus RTU - TCP или организовать виртуальный COM-порт. Обладают повышенной защитой последовательных портов и питания от импульсных перенапряжений.
Смотреть подробнее...

Обмен возможен по стандартным коммуникационным протоколам (Modbus RTU/TCP, ГОСТ Р МЭК 870-5-104-2001). Для связи со сторонними системами на верхнем уровне также применяется протокол OPC (DA/UA).

В начало

Верхний уровень системы телемеханики

Верхний уровень системы представляет диспетчерский пункт, включающий рабочие места операторов-диспетчеров, сервер базы данных, а также специализированный коммуникационный сервер, обеспечивающий передачу данных на соответствующие рабочие места, а также интеграцию с вышестоящей и сторонними (смежными) системами по стандартным коммуникационным протоколам.

Программное обеспечение подсистемы верхнего уровня реализовано программным комплексом «Космотроника», включающим следующие компоненты:

Автоматизированные рабочие места "Телемеханика" (АРМ ТМ). Каждое рабочее место является системой реального времени, предназначенной для контроля и управления работой объектов с помощью графических мнемосхем, окон управления, а также отчетов в виде графиков и диаграмм. Работая совместно с ПО «Коммуникационный сервер», АРМ ТМ делает возможным организовать сбор данных с объектов, распределенных на значительной площади, в единый центральный диспетчерский пункт, где информация выводится в удобной наглядной форме на экранах и диспетчерских щитах.
Коммуникационный сервер. Является промежуточным звеном между контроллерами и потребителями информации, которыми могут являться автоматизированные рабочие места пользователей, базы данных, внешние системы, и пр. Он позволяет организовывать передачу данных по различным каналам связи, создавая таким образом сложные распределенные и многоуровневые системы реального времени.

Рисунок 4. АРМ оператора комплекса кустовой телемеханики		Рисунок 5. Окно управления скважиной

Комплекс позволяет создать единый диспетчерский пункт контроля и учета добычи нефти и газа, куда "стекаются" данные и осуществляется управление всеми нефтегазодобывающими, и прочими технологическими объектами предприятия (Рисунок 6).

Рисунок 6. Центральный диспетчерский пункт контроля и учета добычи нефти и газа

В начало

Выводы

Программно-технический комплекс "Космотроника" обладает всем необходимым набором технических и программных средств для организации учета, управления и телемеханизации объектов нефте- и газодобычи с интеграцией в различные системы Заказчика. Контроллер механизированного куста скважин решает полный комплекс задач, в том числе сбор информации, промысловый контроль, учет и управление объектами нефте-газодобычи, что обеспечивает существенную экономию затрат.

Компания АО "ПИК ПРОГРЕСС" готова оказать помощь в организации комплексного учета, контроля и управления объектами "под ключ", либо произвести поставку отдельно программных и технических средств и обучить Ваших сотрудников.

В начало

Заказать комплекс телемеханики для кустов нефтяных и газовых скважин

Поставка комплекса "под ключ" включает предпроектное обследование объекта, проектирование, разработку, производство и поставку оборудования, пуско-наладочные работы, а также гарантийное и постгарантийное обслуживание.

Также возможна разработка и поставка отдельно оборудования КМКС с комплектом для разработки Ваших собственных приложений.

Обучение сотрудников Заказчика в случае заказа "под ключ" бесплатное. Техническая поддержка по электронной почте также бесплатна.

Чтобы заказать комплекс кустовой телемеханики или задать вопросы, Вы можете позвонить по телефону +7 (495) 365-5036, либо заполните форму ниже: