Tranzit-rtk.ru

Авто Дело "Транзит РТК"
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Управление технологическими процессами буровых установок (США)

Управление технологическими процессами буровых установок (США)

Компания Varco International является ведущим поставщиком бурового оборудования и интегрированных систем управления процессами бурения нефтяных и газовых скважин. Новые системы управления на базе технологии Amphion, поставляемые компанией, основаны на применении сетей Ethernet. Эти системы обеспечивают эргономичное, эффективное и безопасное управление технологическими процессами современных буровых установок.

Описание системы

Системы управления, поставляемые Varco, являются системами высокой готовности, которые обеспечивают централизованный мониторинг, контроль и управление автоматизированными процессами бурения. Системы собраны на оборудовании компании Varco, ее партнеров и третьих производителей. Оператор системы осуществляет управление с эргономичного пульта бурильщика, который представляет собой комбинацию терминала с сенсорным экраном, кнопочного пульта и джойстиков. Комплекс средств наземного контроля обеспечивает формирование сигналов управления электрооборудованием и механизмами буровой установки. Основные технологические параметры, контролируемые системой, — частота вращения бурового долота (об/мин), осевая нагрузка на долото, крутящий момент, поток бурового раствора и др.

В качестве устройств связи в системе используются промышленные Ethernet-коммутаторы MOXA ED6008-MM-SC (эквивалентны EDS-408A-MM-SC), смонтированные в шкафы локального управления. Они обеспечивают мониторинг и управление процессами различного оборудования буровой. Каждый шкаф включает несколько устройств ED6008, которые передают управляющие сигналы локальным устройствам и отсылают данные с PLC, модулей Ethernet I/O и контрольных панелей на операторский пульт. Все локальные станции объединены друг с другом в оптоволоконное резервированное кольцо по разработанной компанией MOXA технологии Turbo Ring – такая резервированная сетевая инфраструктура позволяет оператору осуществлять все процессы в режиме реального времени. Резервирование сети и использование отказоустойчивых промышленных коммутаторов MOXA позволяют гарантировать высокую готовность системы управления буровой.

Схема сети объекта

Схема проекта

Преимущества, определившие выбор оборудования
  1. Технология резервирования сети MOXA Turbo Ring позволяет объединять Ethernet-коммутаторы в резервированное кольцо со временем перехода на резервный канал менее 300 мсек.
  2. Защищенное исполнение устройств, отсутствие вентилятора и длительный срок наработки на отказ гарантируют длительную безотказную работу устройств в условиях буровой.
  3. Коммутаторы ED6008-MM-SC имеют порты многомодовой оптики, что позволяет защитить передаваемые данные от электромагнитных и радиопомех, а также увеличить дальность передачи данных.
  4. ED6008-MM-SC монтируется на DIN-рейку, что позволяет удобно разместить устройство в шкафу автоматики.
  5. Коммутатор ED6008 в режиме реального времени отсылает оператору оповещение по e-mail при возникновении различных сбоев, позволяя быстро устранять неполадки.
Читайте так же:
Установка системы мониторинга автограф
Оборудование MOXA

ED6008-MM-SC (эквивалентен EDS-408A-MM-SC )

  • Быстрая и надежная сеть на базе кольцевого резервирования и оптоволоконных кабелей
  • Передача данных на большие расстояния
  • Автоматическое оповещение о сбоях по e-mail или через реле аварийной сигнализации
  • Длительный срок наработки на отказ и промышленное исполнение
  • Простота настройки и управления через web-интерфейс, Telnet или последовательную консоль
  • Модели с поддержкой расширенного температурного диапазона -40

Приводная техника, НТЦ ООО (Приводная техника, Научно-технический центр, Общество с ограниченной ответственностью)

Приводная техника, Научно-технический центр, Общество с ограниченной ответственностью, логотип

Автоматизированная система управления механизмами буровой установки

Предназначены для управления главными и вспомогательными механизмами буровой установки

Преимущества:
• Переход на привод переменного тока позволяет увеличить длину питающей линии при том же количестве повышающих подстанций не менее, чем в 2-3 раза.
• Лучшая динамика привода переменного тока обеспечивает более высокую производительность при спускоподъемных операциях и уменьшает время проходки
• Максимальная эффективность бурения:

  • оптимизация скорости проходки;
  • увеличение срока службы долота и элементов бурильной колонны;
  • увеличение ресурса работы бурового оборудования;
  • автоматическое регулирование объема подачи и давления бурового раствора на буровом инструменте путем регулирования скорости вращения буровых насосов;
  • уменьшение времени сборки и сокращение транспортных расходов при переезде с куста на куст, благодаря модульной конструкции;
  • снижение аварийности оборудования, сокращение аварийных простоев, уменьшение затрат на ремонт и обслуживание;
  • повышенная безопасность работ во время бурения.

Состав системы:
• система электроснабжения буровой установки;
• система управления главными механизмами буровой установки — буровыми насосами, ротором, лебедкой, силовым верхним приводом (на базе частотно-регулируемых электроприводов);
• системы управления вспомогательными механизмами буровой установки (механизмы приготовления и очистки бурового раствора, вспомогательных лебедок и др);
• автоматическая система управления буровой установкой (АСУ);
• вспомогательные системы (резервного электропитания, рабочего и аварийного освещения, поддержания температуры внутри контейнеров с электрооборудованием в заданном диапазоне, пожарной сигнализации);
• системы контроля и диагностики работы механизмов буровой установки (визуализации, видеонаблюдения, взрывозащищенной телефонной связи), состояния окружающей среды (контроля загазованности);
• кабина бурильщика.
Состав комплекта может изменяться и определяется заказчиком при заключении договора. Все элементы системы могут поставляться в комплекте или отдельно.

Исполнение
Системы управления поставляются в блочно-модульном исполнении, что позволяет осуществлять модернизацию и изготовление буровых станков в кратчайшие сроки, повышает их надежность и ремонтопригодность.
Низковольтное распределительное устройство (НКУ) и частотно-регулируемые электроприводы (ЧРЭП), предназначенные для управления механизмами буровой установки, установлены в специальные блок-модули, которые располагаются в теплоизолированных электропомещениях контейнерного типа (НКУ, КТУ, ВЛБ и др.).
При разработке и изготовлении контейнеров обеспечивается полная монтажная готовность изделия. Это позволяет вводить в эксплуатацию оборудование при минимальных трудовых и временных затратах. Возможна транспортировка автомобильным, морским и железнодорожным транспортом.
Контейнеры (КТУ, НКУ, КРУ, ВЛБ и т.п.) изготавливаются в климатическом исполнении, позволяющем установку и эксплуатацию на открытом воздухе. Комплектуются системами освещения, обогрева, кондиционирования, связи и пожарной сигнализации.
Принцип модульности и взаимозаменяемости элементов системы позволяет осуществлять быстрое восстановление работоспособности системы при отказах, как правило, путем замены элементов на аналогичные из комплекта ЗИП.

Системы управления буровыми насосами

субн1

Система управления применяется в составе мобильных и стационарных буровых установок и служит для автоматизированного управления приводами буровых насосов с заданной частой вращения, а также для управления вспомогательными электродвигателями насосной установки.

Автоматизированная системы управления блоком насосным (АСУ БН) выполняет следующие функции:

  • автоматический запуск (в том числе под нагрузкой) и остановка оборудования (в том числе систем смазки и орошения штоков) МН по соответствующим алгоритмам;
  • автоматического отключения по соответствующим алгоритмам оборудования МН в аварийных ситуациях, определение первопричины аварийной ситуации и выдач соответствующего сообщения на панель оператора;
  • выдачи управляющих воздействий на преобразователь частоты электропривода бурового насоса;
  • автоматическое поддержание заданного давления в нагнетательной линии путем изменения оборотов главного двигателя;
  • включения/выключения отопления и освещения модуля АСУ БН;
  • архивацию параметров работы модуля АСУ БН (в том числе систем смазки и орошения штоков) с возможностью отображения в функции от времени;
  • обводную, аварийную схему управления бурового насоса, «аварийный режим» от специального ключа.
  • аналитический расчет числа двойных ходов в минуту.
  • Самодиагностика исправности АСУ
  • Учет времени наработки основного оборудования и потребляемой электроэнергии.

Комплектность системы управления

Привод насоса без электродвигателя (рама, подшипниковые опоры, муфта, ведущий шкив, натяжное устройство)

Контейнер утепленный 3200х3200х12000мм с системой климат-контроля, пожарной сигнализации, освещения, с панелями разъемов

Сухой трансформатор 2500 кВА, 6/0,69/0,69 кВ

Частотно-регулируемый привод с выключателем и предохранителями

Шкаф управления буровыми насосами с аппаратурой для управления вспомогательным электрооборудованием насосов U=0,4 кВ (МСС), на базе контроллера (на выбор) с программируемым терминалом

Пульт управления бурового насоса

Выносной пульт управления на посту бурильщика (взрывозащищенный)

Комплект поверенных датчиков

Комплект кабельной продукции с герметичными разъемами быстрого соединения

Комплект эксплуатационной и разрешительной документации

Схема

Системы управления буровыми насосами могут изготавливаться для приводов буровых насосов серии УНБ-600(А), УНБТ-950, УНБТ-1180, а также насосов серии F 800 — F 1600.

Комплекс управления спроектирован и изготовлен для работы в условиях крайнего севера. Климатическое исполнение «У» категории размещения 3 по ГОСТ 15150-69 (температурный диапазон от — 40°C до + 45°С) на месторождениях с содержанием сероводорода до 6%. Температура хранения – — 60 + 55°С.

Технические характеристики электропривода:

  • Мощность: 1000-1400 кВт
  • Режим работы: длительный, без перегрузок
  • Электродвигатель: тип – асинхронный с КЗ ротором; 1000 – 1400 кВт, 690 В, 810/2200 об/мин, номинальный ток 1080 А
  • Диапазон регулирования скорости двигателя: 0 — 1000 об/мин

Управление электроприводом буровых насосов может производиться:

  • с пульта управления насосами;
  • с пульта бурильщика с использованием автоматизированной микропроцессорной системы управления;
  • вручную с двери приводного блока из контейнера КТУ.

При разработке системы управления использован принцип модульности и взаимозаменяемости элементов системы. Восстановление работоспособности системы при отказах производится, как правило, путем замены элементов на аналогичные из комплекта ЗИП. Такой принцип построения системы позволяет повысить ее ремонтопригодность, надежность и безотказность.

АСУ механизмами буровой установки

Предназначена для управления электроприводами главных (буровые насосы, лебедка и ротор) и вспомогательных механизмов буровой установки в ручном или полуавтоматическом режиме, разработана на базе микропроцессорного программируемого контроллера и выполняет следующие функции:

  • ввод, контроль и первичная обработка входных сигналов;
  • контроль выхода значений параметров за допустимы технологические границы, исправности датчиков и линий связи;
  • сбор, обработка и визуализация информации о состоянии оборудования, датчиков и линий связи;
  • управление механизмами буровой установки в соответствии с требуемыми режимами;
  • прием и контроль достоверности информации ручного ввода;
  • формирование и выдача управляющих воздействий и сообщений об отказах и отклонениях параметров;
  • подсчет времени наработки основного оборудования.

В состав системы АСУ входит следующее оборудование:

  • шкаф с микропроцессорным контроллером — МПК;
  • пульт бурильщика — ПБ;
  • пульт управления буровыми насосами — ПН;
  • шкаф АКЛ со станцией удаленного ввода/вывода информации;
  • инверторы (приводные блоки) с цифровым управлением ИН1…ИН4.

Шкаф АКЛ со станцией удаленного ввода/вывода информации устанавливается в лебедочном блоке буровой установки.

Пульт бурильщика с графическим дисплеем и кнопками управления, а также подключенный к пульту командоаппарат для задания скорости лебедки находится в кабине бурильщика.

Пульт управления насосами со станцией удаленного ввода/вывода информации устанавливается в насосном блоке.

Управление главными механизмами буровой установки производится с пульта бурильщика по сети Profibus DP. На пульте бурильщика осуществляется визуализация состояния главных приводов.

При разработке системы управления использован принцип модульности и взаимозаменяемости элементов системы. Восстановление работоспособности системы при отказах производится, как правило, путем замены элементов на аналогичные из комплекта ЗИП. Такой принцип построения системы позволяет повысить ее ремонтопригодность, надежность и безотказность.

Обеспечивает диагностику работы комплекса технических средств и выдает сообщения об отказе элементов, что позволяет в короткие сроки локализовать и устранить причину отказа.

Визуализация состояния механизмов, технологических блокировок, аварийные сообщения о неисправностях и т.д. осуществляется посредством панелей операторов, расположенных на пульте насосов и пульте бурильщика.

Связь преобразователей частоты и панелей оператора с системой управления осуществляется по сети с протоколом обмена данными Fieldbus / Profibus DP.

Система визуализации позволяет оператору осуществлять мониторинг состояния механизмов буровой установки:

  • стола ротора и буровой вышки;
  • буровой лебедки;
  • системы ЦСГО;
  • буровых насосов;
  • системы электроснабжения.

С помощью видеографических панелей оператора осуществляется, также, контроль параметров бурения:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector