ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 133
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
41
- накопление полученной информации для формирования статистических данных и контроля за состоянием нефтяных скважин.
То есть предложенная система состоит из трех основных модулей:
- Забойный манометр – для замеров забойного давления в режиме реального времени;
- Запорно-Регулируемый Клапан (ЗРК) - замеряет основные параметры добываемого флюида на устье (давление, температура, технологический дебит), а также регулирует работу скважину путем автоматического контроля расхода или забойного давления (депрессии);
- Блок автоматики - осуществляет сбор, управление и передачу данных со скважины (куста скважин) в цех ДНГ и /или офис Заказчика;
Ниже представленно описание данных ключевых узлов системы для контроля работы фонтанных скважин Юрубчено-Тохомского месторождения.
42
Рисунок 3.3 - Изменение конструкции скважины
Забойный манометр
Глубинные приборы (манометры, термометры), применяемые в процессе
ГДИС по способу получения измерительной информации, бывают автономные и дистанционные.
43
Автономные приборы позволяют получить результаты измерений или регистрации параметра (давления, температуры и др.) только после подъема их из скважины.
Дистанционные приборы передают показания на поверхность земли от датчика на забое по бронированному электрическому кабелю, соединяющему дистанционный глубинный прибор с вторичным прибором на поверхности. В этом их преимущество, так как возможны контроль и наблюдение за процессом исследования скважины и оперативного вмешательства в необходимых случаях
(рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 - Забойный манометр
Для пробной эксплуатации предлагается оснастить добывающие скважины забойными манометрами (дистанционные приборы), которые позволят производит запись давления в режиме реального времени и передавать данные в офис или цех недропользователя для проведения ГДИС.
К числу важнейших метрологических характеристик глубинных манометров, которые учитываются при выборе соответствующего прибора, относятся следующие:
1. Точность – способность корректно измерять давление, (оценивается отношением суммарной погрешности измерений к истинному значению измеряемой величины);
44 2. Разрешающая способность характеризует способность прибора реагировать на изменение давления, способность и возможность измерения прибором небольших приращений давления;
3. Диапазон измеряемых давлений определяется верхним и нижним пределами измерений. Рабочий диапазон манометра определяется условиями, при которых могут устойчиво и надёжно работать преобразователь давления, источник энергии и записывающий механизм. Манометры проектируются для работы в определённом диапазоне давлений и температур. Результатом выхода из этого диапазона может быть некорректно замеренные данные, или выход из строя прибора. В этом случае нет никакой гарантии, что данные находятся в пределах заявленной производителем точности и разрешающей способност;.
4. Дрейф нуля – изменения в показаниях манометра, не связанные с действительным изменением давления;
5. Время стабилизации – время, необходимое для определения нового значения измеряемого параметра после его ступенчатого изменения; определяет способность датчика отслеживать быстрые изменения давления со временем. В зависимости от типа датчика и величины изменения замеряемого параметра это время может варьироваться от нескольких секунд до нескольких часов.
6. Частота замеров данных;
7. Долговечность. Необходимо учитывать ожидаемые условия на забое скважины при выборе датчика. Различные типы датчиков имеют различный ресурс прочности.
Чувствительным элементом электрических манометров могут быть следующие типы преобразователей давления:
1. Тензометрические – с тензорезисторами, показания которых изменяются под влиянием деформаций при изменении давления;
2. Пьезокварцевые – пьезокварцевая пластина, частота колебаний изменяется в зависимости от давления.
45
Запорно-Регулируемый Клапан (ЗРК)
Модуль регулирования представляет собой игольчатый клапан с электрическим приводом, позволяющий проводить тонкую настройку расхода через ЗРК или поддержку определенного значание давления (депрессии на пласт), внезависимости от давлиний в выкидной линии (рисунок 3.5).
Модуль регулирования подключен через байпас в линию добычи. При данной схеме обвязки есть возможность работать как напрямую без контроля добычи, так и через модуль регулирования с фиксацией всех рабочих параметров скважины. Управление ЗРК, контроль работы, а также передача данных происходит c использованием блока автоматики. На блок автоматики с каждой скважины с ЗРК передаются и визуализируются на панели управления следующие данные: давление и температура до ЗРК, давление и температура после ЗРК, процент открытости клапана, текущая уставка расхода (или давления), технологический расход. Также дополнительно подключаются замеры буферного давления, давления в затрубе и давления в линии. Эти данные позволяют обрабатывать входные данные в режиме реального времени, изменять процент открытости ЗРК для поддержания расхода или постоянного давления для оптимизации работы фонтанной скважины.
Рисунок 3.5 - Модуль регулирования на скважине
46
Дополнительные модули, которые входят в систему, включают в себя:
- Трубопровод
- Фланец
- Клапан-регулятор
- Привод
- Датчик давления
- Датчик давления
- Аналоговый манометр
- Вентили
- Дренаж
- Термодатчики
- Ввод датчиков
- Кожух
- Система терморегулирования
Блок автоматики
Управление модулями и контроль работы, а также передача данных происходит c использованием блока автоматики (рисунок 3.6). Основные технические параметры и характеристики блока автоматики представлены в таблице 3.4.
Рисунок 3.6 - Схема блока автоматики
47
Таблица 3.4 - Характеристика блока автоматики
Сбор, управление и передача данных с 5-8 скважин
(до 10 регистрируемых параметров на скважину: - давления, температура и другие)
Протокол Modbus TCP/IP (скорость до 100 Мбит/с)
+ 16 запасных каналов для подключения систем Заказчика протокол Modbus RTU (скорость до 9600 Кбит/с)
Взрывозащищенное оборудование (стандарт Exia)
Бронированный кабель максимальная дальность передачи данных 10-20 км
Сертификаты соответствия Ростехнадзора на оборудование
Тажке предложенная система контроля работы фонтанных скважин
Юрубчено-Тохомского месторождений включает в себя программный комплекс со следующими функциями:
- Сбор и хранение данных по каждой скважине на серверах в цеху или удаленном офисе.
- Визуализация данных в режиме реального времени, а также исторических данных за любой период времени.
- Возможность управления ЗРК на любой скважине с удаленного стационарного или персонального устройства в защищенном режиме.
Таким образом на блок автоматики передаются и визуализируются на панели управления (рисунок 3.7) следующие данные:
- Давление и температура до ЗРК;
- Давление и температура после ЗРК;
- Процент открытости ЗРК;
-Текущая уставка расхода (или давления) газа через ЗРК;
-Технологический расход газа;
48
- Буферное давление (дополнительное подключение);
- Давление в затрубе (дополнительное подключение);
- Давление в линии (дополнительное подключение);
- Показания стороних расходомеров(дополнительное подключение).
Рисунок 3.7 - Блок автоматики. Вывод данных.
Связь между блоком автоматики и автоматизированным рабочим местом осуществляется посредством стека протоколов TCP/IP. На физическом уровне в данной реализации используется Wi-Fi радиомост (рисунок 3.8). Расстояние от
БА до АРМ составляет примерно 6,7 км. Это позволяет обеспечить большую скорость обмена данными, высокую помехоустойчивость и минимальную задержку, поэтому на АРМ представлены данные, фактически, в реальном времени (задержка составляет менее 1 секунды) и при любых погодных условиях.
49
Рисунок 3.8 - Внешний вид антенны
Данные технологии позволяют обеспечивать связь на дистанциях до 50 километров и скоростях до 100 Мбит/с, поэтому не составляет труда обеспечить связь с далеко расположенными скважинами и с кустами с большим количеством скважин. Wi-Fi оборудование работает на гражданских частотах, что позволяет избежать необходимости лицензирования и согласования применения.
Запорно-Регулируемый Клапан позволит решать следующий круг задач:
- автоматический контроль работы скважины по забойному давлению – контроль депрессии (данные с забойного манометра) или по расходу;
- контроль и предупреждение прорывов газа;
- передача данных в режиме реального времени;
- возможность изменения уставок на скважину в удаленном режиме;
- операторы ДНГ освобождаются для выполнения более насущных задах.
Отдельно стоит обсудить возможность значительно повысить эффективность разработки Юрубчено-Тохомского месторождения при оснащении всех добывающих скважин на кусте подобными системами.
50
Прорыв газа по одной из добывающих скважин, повышает давление в линии в кустовой обвязке. Это приводит к повышению буферного давления для остальных скважин и в итоге снижает добычу по всему кусту (рисунок 3.9).
Рисунок 3.9 - Обвязка куста скважин
Оснащение всех скважин куста ЗРК позволит оптимизировать и контролировать работу отдельных скважин и повысить добычу в целом по кусту и по месторождению.
51
1 2 3 4 5
4 Безопасность и экологичность
Освоение, эксплуатация и ремонты нефтяных скважин на месторождениях могут сопровождаться различными авариями, которые негативно воздействуют на окружающую среду и здоровье людей.
Объекты нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий относятся к объектам повышенной опасности и требуют постоянного надзора.
Компаниям, занимающимся разработкой нефтяных и газовых месторождений необходимо уделять особое внимание безопасности производства и защите окружающей среды, так как безответственное отношение к своим обязанностям может привести к серьёзным и порой необратимым последствиям, гибели людей, нарушению устойчивых экосистем.
Целью данного раздела является разработка комплекса мероприятий технического и организационного характера, направленных на создание безопасных условий труда, предотвращение несчастных случаев на производстве и защиты окружающей среды [11, 12].
4.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных
факторов при проведении работ
Обустройство месторождения связано со строительством промысловых и транспортных сооружений, строительством дорог, ЛЭП, поселков, что влечет за собой в целом площадной характер нарушения растительного и почвенного покрова, срезки микрорельефа, нарушения поверхностного стока.
Особенно резкое изменение состояния окружающей среды происходит в районах развития многолетней мерзлоты, поскольку в этих районах природное физико-химическое и термодинамическое равновесие весьма неустойчиво.
Восстановление идет в районе медленно и далеко не всегда в желаемом направлении.
Деятельность оператора связана с обслуживанием оборудования, коммуникаций, сосудов, работающих под давлением, а также с применением
52 вредных и опасных веществ, пара и горячей воды, воздействием электрического тока.
К вредным факторам при выполнении работ относятся: пониженная температура воздуха; повышенная загазованность воздуха рабочей зоны при проведении газоопасных работ; повышенный уровень шума; физические и нервно-психические перегрузки (напряженность труда) [11].
Основные элементы производственного процесса, формирующие опасные и вредные факторы при выполнении строительно-монтажных работ на
Ванкорском месторождении, представлены в таблице 4.1 [13].
53
Таблица 4.1 – Основные опасные и вредные факторы при выполнении строительно-монтажных работ
Наименование видов работ
Факторы
Вредные
Опасные
Работы в охранных зонах промысловых и технологических трубопроводов
(использование тяжелой строительной техники)
Повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны.
Движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; возгорание углеводородов; разрыв газопровода; обрыв ЛЭП.
Огневые работы
Термический ожог; возгорание горючих материалов.
Разрыв газопровода; разлетающиеся вращающиеся осколки; возгорание углеводородов.
Земляные работы
Эквивалентный уровень шума превышающий
ПДК;
Вибрация.
Обрушение стенок откосов;
Потеря несущей способности грунта; обрыв ЛЭП;
Сварочные работы
Повышенный уровень инфракрасного и ультрафиолетового излучения; сварочные аэрозоли;
Опасный уровень напряжения в электрической цепи.
Поражение электротоком; воспламенение загазованной среды;
Потеря остойчивости металлоконструкций; падение предметов с высоты.
Погрузочно- разгрузочные работы стреловыми кранами
Пониженная температура воздуха на рабочем месте
Обрыв стальных канатов,
ГЗП;
Опрокидывание
ГПМ;
Разрушение металлоконструкций крана.
Радиографический и ультразвуковой контроль стыков
Радиационное излучение
Расположение рабочего места на расстоянии менее 2 м от перепада по высоте 1,3 м и более
(падение, обрушение стенки траншеи)
По основному виду экономической деятельности установлен III класс профессионального риска, характеризующий уровень производственного травматизма, профзаболеваемости и расходов по обеспечению по программе обязательного социального страхования. Страховые тарифы на обязательное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний составляют 0,4% к начисленной оплате труда [14].
54
4.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению
безопасности работ
Юрубчено-Тохомское нефтегазоконденсатное месторождение расположено на юге Эвенкийского муниципального района (Восточная
Сибирь), в междуречье Ангары и Подкаменной Тунгуски и входит в Лено-
Тунгусскую нефтегазоносную провинцию.
Климат района резко континентальный. Зима продолжительная и холодная. Преобладающая температура воздуха в декабре, январе
28
C до
35
C, самая низкая температура достигает
60
C. Высота снежного покрова достигает 0,40-0,90 м.
Лето умеренно теплое.
Преобладающая температура воздуха в июле +19
C. Реки Подкаменная
Тунгуска, Тохомо, Камо, Юрубчен (глубиной 0,7-2,8 м) замерзают в конце октября. Толщина льда к концу зимы достигает 0,6-1,5 м. Вскрываются реки в мае, в период интенсивного таяния снега. Зима начинается в середине октября установлением снежного покрова и характеризуется господством Сибирского антициклона с преобладанием ясной безветренной сухой погоды. Это приводит к сильному радиационному выхолаживанию приземного слоя.
Проведение работ происходит на открытом пространстве на кустовой площадке Юрубчено-Тохомского месторождения, которое расположено в климатическом регионе Iб [14].
Одна из главных особенностей условий труда персонала – это работа, в основном, на открытом воздухе (на кустах скважин), а также работа, связанная с перемещениями на территории объекта и между объектами (кустами), частыми подъемами на специальные площадки, находящиеся на высоте.
Скважины могут оснащаться укрытиями, препятствующими воздействию ветра и осадков.
Для обогрева работников на кустовой площадке установлен вагон- бытовка с необходимыми приборами отопления и вентиляции. Отопительные приборы систем отопления следует предусматривать с гладкой поверхностью,