Телемеханика кустов скважин с возобновляемыми источниками электроэнергии

Для того чтобы строить на базе системы телемеханики КП, работающие от возобновляемых источников, сама система телемеханики должна отвечать ряду требований:

  • она должна иметь минимальное собственное энергопотребление
  • функционировать без внешнего обогрева или охлаждения
  • иметь широкие опции и возможности по комплектации для снижения собственного энергопотребления
  • программное обеспечение должно быть способным управлять источниками и потребителями энергии для их оптимальной работы

Данным требованиям в полной мере отвечает СТН-3000.

Для унификации схем источников питания можно разделить объекты телемеханизации на три группы в зависимости от общего энергопотребления:

  • до 20 Вт
  • от 20 до 200 Вт
  • более 200 Вт

При этом основными потребителями являются технологические устройства, такие как средства связи, датчики, электроуправляемые краны, задвижки, устройства охранно-пожарной сигнализации.

До 20 Вт

  • система телемеханики кустов газовых скважин (СТМ КГС)

СТМ КГС: объем телемеханизации

  • дебит скважин
  • служебные сигналы (напряжения питания, температура в шкафах КИП)

В телемеханике кустов газовых скважин типовой КП с такой потребляемой мощностью обеспечивает:

  • телеизмерение давления, перепада, температуры по каждой скважине
  • вычисление дебита
  • передачу технологической и служебной информации на пункт управления

Примеры реализации : Западный купол УКПГ-15 ООО «Газпром добыча Уренгой

Создание контролируемого пункта с такой функциональностью, работающего от возобновляемого источника электроэнергии, требует комплексного подхода, сочетающего технические и алгоритмические решения. Ниже показана структурная схема действующего КП, установленного на Западном куполе УКПГ-15 в Газпром добыча Уренгой.

На рисунке ниже показаны два источника электроэнергии (надежная и простая в эксплуатации солнечная батарея мощностью 75 Вт и аккумулятор) и три потребителя:

  • Контроллер с собственным потреблением менее 60 мВт, имеющий встроенный вход для подключения солнечной батареи, что позволило отказаться от отдельного контроллера заряда (а)
  • Датчики. Здесь были использованы датчики с постоянным потреблением всего 2,85 мА (б)
  • Радиомодем. Снижения его потребления удалось достичь за счет передачи информации по регламенту (в)

Работоспособность оборудования при низких температурах позволила отказаться от электрообогрева.

Перспективным направлением в развитии таких «простых» КП является применение беспроводных датчиков. КП СТН-3000 имеет в своем составе модуль для сбора информации с беспроводных датчиков. В этом случае немного вырастет потребление КП за счет беспроводного шлюза, но зато это обеспечит измерение параметров газовых скважин без строительства дорогостоящих эстакад и прокладки кабелей.

В данных КП отсутствуют функции телеуправления и регулирования. При необходимости они, безусловно, могут быть реализованы. Это просто потребует дополнительной энергии и для исполнительных устройств и для радиостанции, которую придется перевести в постоянный режим работы. В таком виде функциональность КП кустов скважин практически соответствует КП линейной части газопровода.

АО «АтлантикТрансгазСистема» установило на контролируемом пункте куста газовых скважин № 1540 (КП КГС № 1540) контроллер СТН-3000-РКУс. Произведена проверка функционирования КП КГС № 1540 на базе контроллера СТН-3000-РКУс в составе Системы контроля технологических параметров газовых скважин СТН-3000 на западном куполе Северо – Уренгойского НГКМ.

Контролируемый пункт кустов газовых скважин № 1540 на базе контроллера СТН-3000-РКУс отечественного производства выполняет в полном объеме все функции, предусмотренные техническим заданием на Систему контроля технологических параметров газовых скважин СТН-3000 на западном куполе Северо – Уренгойского НГКМ

От 20 до 200 Вт

Дальнейший рост энергопотребления КП связан:

  • с повышением функциональности
  • с увеличением объемов автоматизации
  • с появлением дополнительных энергопотребителей

Полнофункциональное КП КГС

Объем автоматизации:

  • Телеизмерение (давление, температура) — 3 параметра на каждую скважину
  • Измерение дебита
  • Телесигнализация и телеуправление кранами и задвижками — 2-3 на каждую скважину
  • Телерегулирование дебитом скважины
  • Управление системой подачи ингибитора
  • Охранная сигнализация блок-бокса и крановой площадки

Основная задача в этом случае: поиск подходящего источника энергии. Очевидно, что строить такое КП на одних солнечных панелях не оправдано. Их потребуется слишком много. Правильнее применять комбинацию солнечной панели и либо ветрогенератора, либо топливной ячейки.