Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Кустовая насосная станция (КНС)

2. Блочные насосные станции кустовые (БНСК)

3. Модульная кустовая насосная станция МКНС

Заключение

Список литературы

Введение

Кустовая насосная станция (сокр. КНС) -- технологическая часть системы сбора нефти и газа на промыслах и их последующей транспортировки.

Оборудование КНС сообщает нефти и газу дополнительный напор, необходимый для их транспортирования через системы сбора и подготовки в направлении высоконапорных участков.

Целью реферата является - изучение кустовых насосных станций.

Поставленные задачи:

1) анализ литературы и поиск разновидностей кустовых насосных станций;

2) изучение блочных кустовых насосных станций;

3) рассмотрение модульных кустовых насосных станций.

КНС обычно содержат несколько параллельно включенных насосных агрегатов, задвижки на входах насосных агрегатов, а также на их выходе общий коллектор с гребенкой, от которой отходят водоводы к нагнетательным скважинам.

Также используются кустовые насосные станции для поддержания пластового давления путем закачки воды в пласт.

кустовой насосный станция модульный

1. Кустовая насосная станция (КНС)

Назначение

АСУ ТП КНС предназначена для контроля и управления процессом закачки воды в продуктивный пласт с целью поддержания необходимого пластового давления и обеспечения оперативного персонала оперативной и достоверной информацией, а также учета расхода воды и электроэнергии. А также:

- автоматизация управления КНС в режиме реального времени получение достоверной информации о ходе технологического процесса и о состоянии оборудования;

- снижение трудоемкости управления технологическими процессами;

- повышение безопасности производства.

Структура системы:

Система построена по иерархическому принципу и представляет собой распределенную трехуровневую систему:

1) нижний уровень - станции и шкафы управления (спроектированные и изготовленные в соответствии с требованиями заказчика), расположенные в непосредственной близости к технологическим объектам;

2) средний уровень реализуется средствами локальных систем контроля и управления, которые строятся на базе контроллера CILK и программного обеспечения Infolook.Polling и Infolook.Kss (Сервер связи и сервер обработки данных);

3) верхний уровень состоит из АРМов диспетчера и специалистов на базе ПК и программного пакета SCADA. На АРМе диспетчера производится архивирование и обработка параметров, отображается состояние технологического объекта и производиться удаленное управление, обработанная и заархивированная информация передается специалистам предприятия для дальнейшего анализа и планирования нефтедобычи.

Программное обеспечение:

1) Infolook.Kss. Программа выполняет функции обработки и архивирования оперативных данных, полученных из внешних систем по протоколу OPC DA, содержит сервер тревог и сообщений. Программа позволяет передавать полученные данные внешним системам визуализации, которые поддерживают протоколы OPC DA и OPC AE. С помощью отчетной подсистемы, на основе архивных данных, программа позволяет формировать отчеты.

2) Infolook.Polling

Программа сбора данных с промышленных устройств по различным протоколам связи, с передачей данных на внешнюю систему по протоколу OPC DA. Программа позволяет получать данные с промышленных устройств, поддерживающие протоколы РТМ и Modbus, настраивать маршруты для доступа к устройствам, конфигурировать частоту получения данных с помощью очередей опроса, а так же строить и отображать статистические данные, полученные во время сбора данных.

Функции контроллера

- cбор и обработка аналоговых параметров;

- cбор и обработка цифровых сигналов;

- cбор и обработка входных сигналов интерфейса RS-485;

- передача информации на верхний уровень;

- выполнение команд дистанционного управления оборудованием;

- автоматическое управление агрегатами и задвижками согласно алгоритмам управления;

- противоаварийная защита агрегатов с фиксацией времени и всех параметров на момент аварийного останова;

- контроль параметров пуска агрегата, блокировка пуска;

- включение сигнализации;

- автоматический ввод резерва насосов маслосистемы;

- автоматическое поддержание уровня в дренажной емкости;

- формирование отчетов по моточасам и 2-часовых замеров по воде.

Функции интерфейса оператора

- непрерывный круглосуточный обмен данными с контроллерами;

- визуализация параметров технологического процесса в реальном масштабе времени через мнемосхемы и таблицы;

- дистанционное управление насосными агрегатами, задвижками, маслонасосами и насосами дренажных емкостей;

- разграничение прав доступа;

- формирование и печать отчетно-учетных документов;

- ведение диалога с пользователями системы;

- ведение базы данных реального времени, формирование таблиц замеров, двухчасовок, режимного листа, исторических данных, предыстории событий и аварийных ситуаций;

- сигнализация аварийных ситуаций;

- оперативное изменение оператором конфигурации датчиков: уставок, шкалы и т.д.

Функции терминала PanelView

- вывод на мнемосхему основных технологических параметров;

- оперативное отображение и сигнализация отклонений параметров за установленные пределы;

- реализация диалога с пользователями терминала.

Контролируемые параметры

- состояние насосных агрегатов;

- готовность к пуску агрегатов;

- состояние электроприводных задвижек;

- состояние насосов маслосистемы;

- состояние насоса дренажной емкости;

- температура подшипников двигателей, токи;

- давление масла двигателей и насосов;

- давление воды на приеме и выкиде агрегатов;

- уровень масла в маслобаках;

- уровень жидкости в дренажной емкости;

- расход воды на входе и выходе станции;

- давление на входе станции и на гребенках;

- температура воздуха в блоке и на улице.

Кустовая насосная станция содержит несколько насосных агрегатов, задвижки на выходе этих агрегатов и гребенку для подключения отходящих водоводов. Гребенка выполнена в виде замкнутого контура, разделенного задвижками на части, содержащие одинаковое число отводов к нагнетательным скважинам. Выходы насосных агрегатов подключены к гребенке в местах, делящих ее на участки, число которых равно числу насосных агрегатов при одинаковом количестве отводов в каждом из них.

Известны кустовые насосные станции (КНС), содержащие параллельно включенные насосные агрегаты, задвижки на входах и выходах насосных агрегатов, общий коллектор на выходе с гребенкой, от которой отходят водоводы к нагнетательным скважинам.

КНС содержит четыре однотипных насосных агрегата с задвижками на выходе насосов, подключенных к общему коллектору, который, в свою очередь подключен к гребенке, от которой отходят водоводы к нагнетательным скважинам.

Недостаток известной КНС состоит в том, что параллельно работающие однотипные насосные агрегаты, обычно имеющие неодинаковые гидравлические характеристики, работают при разных производительностях и КПД. Из данных, опубликованных в, производительность агрегатов типа ЦНС-180-1420, работающих совместно в составе КНС, находится в пределах от 150 до 240 м³/час. Анализ гидравлических характеристик насосных агрегатов показывает, что фактическая производительность насосного агрегата, работающего параллельно с другими такими же агрегатами, может быть в некоторых случаях даже равной нулю.

Согласно ТУ 4232-001-38490484-2013 шкафы управления кустовых насосных станций в составе комплекса должны обеспечивать:

1) контроль состояния до пяти насосных агрегатов (работает / не работает);

2) контроль состояния электроприводных задвижек;

3) контроль состояния насосов маслосистемы;

4) контроль температуры подшипников насосных агрегатов;

5) измерение давления воды на приеме и выкиде насосных агрегатов с сигнализацией в ДП ЦДНГ отклонения параметра за пределы установленных значений (установка предельных значений с ДП ЦДНГ);

6) измерение давления на входе станции и на распределительных гребенках с сигнализацией в ДП ЦДНГ отклонения параметра за пределы установленных значений (установка предельных значений с ДП ЦДНГ)
контроль уровня жидкости в дренажной емкости;

7) измерение расходов с использованием расходомеров ДРС без вторичного блока до 16 отводов;

8) измерение интегральных расходов по всем отводам;

9) измерение расходов за заданный интервал по всем отводам;

10) измерение расходов за суточный интервал по всем отводам и архивирование их в энергонезависимой памяти контроллера;

11) сигнализацию в ДП ЦДНГ изменения значений минутных расходов для контроля порывов и определения резкого изменения расхода по отводам;

12) Технологическую защиту насосного агрегата при:

- превышении температуры подшипников электродвигателя и насоса;

- недопустимых давлениях воды на приеме и выкиде.

13) работоспособность ШУ КНС при пропадании напряжения питающей сети до 12 часов с питанием от аккумуляторной батареи.
сигнализацию в ДП ЦДНГ о пропадании напряжения питания;

14) учет времени работы насосного агрегата на уровне ДП ЦДНГ;

15) контроль несанкционированного доступа в станцию управления КНС;

16) голосовую связь между ДП ЦДНГ и ШУ КНС;

дистанционную установку предельных значений с ДП ЦДНГ.

2. Блочные насосные станции кустовые (БНСК)

Назначение

Блочные насосные станции кустовые БНСК предназначены для закачки вод поверхностных, подземных источников и нефтепромысловых очищенныхсточных вод в нагнетательные скважины системы поддержания пластового давления нефтяных месторождений.

Описание

Блочные кустовые насосные станции, учитывая требования к ускоренным срокам монтажа, представляют собой набор технологических и электротехнических блок-боксов максимальной заводской готовности, поставляемых железнодорожным транспортом и монтируемых на месторождении под единой крышей. В качестве ограждающих конструкций блок-боксов использованы утепленные помещения с трехслойными металлическими панелями с полиуретановым утеплителем толщиной не менее 60 мм или утеплителем из минеральной ваты. Возможно исполнение установки с доборными блоками.

Климатическое исполнение - У, УХЛ по ГОСТ 15150 Размещение составных частей БНСК на месте эксплуатации, устройство фундаментов, заземление и молниезащита осуществляется по индивидуальным требованиям заказчика в соответствии с конкретным проектом привязки, разработанным специализированной проектной организацией.

В состав БНСК входят:

1) машинный зал - насосные блоки, блок маслосистемы, блок коллекторов, блок дренажных (вспомогательных) насосов;

2) блок управления;

3) энергозал - блок тиристорных возбудителей, блок трансформаторов, блок распределительного устройства, блок плавного пуска.

4) блок операторной;

5) станция очистки воды;

6) ёмкость подземная дренажная;

7) ёмкость для отработанного масла;

8) площадки обслуживания;

9) межблочные кабельные связи;

10) машинный зал станции может располагаться с энергетическими блоками под одной крышей или отдельно стоящими блоками;

11) отопление блоков БНСК осуществляется как за счет тепловыделений от работающего оборудования, так и за счет электронагревательных устройств:

- стационарного электрокалорифера с разводкой тепла воздуховодами (технологические блоки);

- переносного электрокалорифера (технологические блоки);

- электронагревателей (блоки энергообеспечения). Контроль температуры внутри помещений станции осуществляется с помощью датчиков температуры. Освещение БНСК - электрическое. Освещение выполняется люминесцентными светильниками, светильниками с лампами накаливания и с лампами светильников выбирается заказчиком при заказе БНСК. Включение освещения блоков осуществляется выключателями, установленными внутри помещения.

Рис. 1 - Схема блочной кустовой насосной станции

Вентиляция в блоках организована следующим образом:

- естественная: из верхней части блоков с помощью дефлекторов; приток воздуха осуществляется через жалюзийные решетки в воротах насосных блоков;

- принудительная: с помощью осевых вентиляторов, установленных в верхней части торцов блоков насосных, блоке трансформаторов и блоке распредустройства. Управление вентиляторами осуществляется кнопочными постами, установленными внутри блоков.

Блочная кустовая насосная станция (БНКС) предназначена для закачки воды из поверхностных, подземных источников или промысловых очищенных сточных вод в нагнетательные скважины для поддержания давления в разрабатываемом продуктивном горизонте нефтяного месторождения.

Устройство БКНС:

БКНС выполнена в виде отдельных блок-боксов транспортного габарита, монтируемых на месте эксплуатации в единое здание и функционально связанных между собой технологическими, электрическими линиями. Блоки имеют законченный внутренний электромонтаж приборов и оборудования. В качестве стеновых и кровельных ограждений блок-боксов использованы трехслойные металлические панели с утеплителем. Условно БКНС делится на машзал (насосные блоки) и энергозал (блоки энергообеспечения). Блоки насосные выполняют функцию повышения давления технологической воды до уровня, обеспечивающего нагнетание воды в скважины системы поддержания пластового давления (заводнения). Энергоблоки служат для автоматического управления работ насосных агрегатов, контроля параметров и сигнализации состояния технологического оборудования, защиты технологического оборудования при изменении параметров технологического процесса сверх допустимых пределов, автоматического отключения насосного агрегата и включения резервного. Применение устройств плавного пуска позволяет снизить значение пускового тока и устраняет значительные скачки напряжения в сети, характерные для прямого пуска мощных электроаппаратов, что повышает надежность работы системы электроснабжения, продлевает срок эксплуатации оборудования.

Рис. 2 - Блочная кустовая насосная станция

БКНС оборудована системой контроля и автоматизации работы технологического оборудования, предусматривающей:

· работу станции без постоянного присутствия обслуживающего персонала;

· ручное местное управление насосами, вентиляторами, электрообогревателями, задвижками;

· автоматический контроль технологических параметров насосов, электродвигателей, системы смазки, водяного тракта (расход, давление, температура, уровень вибрации, величина тока электродвигателя и др.);

· автоматическое срабатывание электрических защит и аварийной сигнализации.

Система автоматики обеспечивает автоматический учет, контроль и передачу на диспетчерский пункт следующих параметров:

· давление воды на входе и выходе каждого насоса;

· температуру воды;

· давление масла в маслосистеме каждого насоса;

· температуру масла;

· учет потребляемой электроэнергии;

· состояние задвижек на входе /откр.- закр./;

· состояние задвижек на выходе /откр.-закр./;

· состояние всех электродвигателей /вкл. - выкл./;

· состояние основных и резервных насосных агрегатов /вкл. -выкл./;

· положение входных дверей /откр.-закр./;

· температуру воздуха в помещении;

· сигнал перемещения допустимого уровня загазованности;

· вибрации насосного агрегата;

· осевой сдвиг ротора насоса;

· утечку воды через сальниковые уплотнители;

· расход воды;

· температуру подшипников насосного агрегата;

· температуру гидропяты насоса;

· уровень масел в насосах;

· температуру обмоток электродвигателя.

Система автоматики обеспечивает защиту насосных блоков от:

· падения давления воды на входе;

· падения и превышения давления воды на выходе;

· превышения потребляемой мощности и тока;

· перегрева двигателя.

При возникновении указанных неисправностей в любом насосном блоке система автоматики отключает неисправный блок и включает резервный. Расчетный срок службы станции - 20 лет.

Рис. 3 - Общий вид блочной кустовой насосной станции

Помещения БКНС выполняется из модулей габаритами 9х3х2,95 м или 3х12х2,95 м, которые соединяются и комплектуются в любом варианте по желанию Заказчика. Полная технологическая комплектация определяется при заказе в соответствии с проектом привязки.

Здание БКНС оснащается системами водяного или электрического отопления, освещения, вентиляции, автоматической системой пожаротушения, первичными средствами пожаротушения, пожарной сигнализации.

БКНС комплектуется насосными агрегатами типа: ЦНСА, АНЦС, УЦГН, ЭЦНАКИГ и другими, а также насосными агрегатами импортного производства в зависимости от требований Заказчика. В зависимости от конструктивных особенностей насосных агрегатов БКНС может комплектоваться системой смазки и охлаждения подшипниковых узлов, с воздушным или водяным охлаждением рабочего агента, которая размещается в отдельном блоке или в метровых вставках между модулями.

Система дренажа БКНС по отдельному требованию Заказчика может быть укомплектована дренажными емкостями для сбора: утечек, отработанного масла, а также емкостью хранения маслорезерва. Откачка дренажных емкостей производится полупогружными насосами установленными на самих емкостях, либо дренажными насосами типа ЦНС через вакуумный бак расположенными в отдельном блоке в составе здания БКНС.

Дополнительная комплектация насосных агрегатов устройствами контроля управления и сигнализации осуществляется по отдельному требованию Заказчика. Возможен вариант совмещенного блока управления с блоком ЩСУ.

Рис. 4 - Блочная кустовая насосная станция с двумя насосными агрегатами ЦНС 63-1900 (пример)

Таблица 1 - Экспликация штуцеров

Обозн.	Назначение	PN, МПа	Кол.
А1	Вход воды	1,6	2
Б1	Выход воды	20	2
В1,2	Вход масла из емкости маслорезерва	0,6	1
Г1..4	Вход масла из маслоохладителя	0,6	4
Д1..4	Выход масла из маслобаков	0,6	4
Е1,2	Дренаж воды из приемных трубопроводов	4,0	2
Ж1,2	Дренаж воды из нагнетательных трубопроводов	20	2
И1	Дренаж отработанного масла	0,6	1
К1	Дренаж с пола	-	1
Л1..3	Ввод кабелей КИПиА	-	3
М1..3	Ввод кабелей ЭО	-	1
М4,5	Ввод высоковольтных кабелей	-	1

3. Модульная кустовая насосная станция МКНС

Станции широко применяются предприятиями нефтегазодобывающего комплекса РФ в системах поддержания пластового давления ППД, а так же для перекачки нефти и жидких сред. МКНС изготавливаются в соответствии с техническим заданием заказчика. Применение специальных износостойких покрытий, уплотнителей и принудительной смазки подвижных деталей обеспечивает повышенную надежность агрегатов. Система автоматического управления станцией предусматривает возможность работы в безоператорном режиме с диспетчеризацией блока станций.

Модульная кустовая насосная станция МКНС предназначена:

· для поддержания пластового давления в продуктивных пластах нефтяных месторождений методом закачивания пресной, пластовой и сточной воды (полимеров) в пласт;

· для перекачивания нефтепродуктов (после газовой сепарации);

· для перекачивания жидкостей (загрязненной воды, нефтяных эмульсий и др.)

Модульная кустовая насосная станция МКНС предназначена для эксплуатации в условиях умеренного холодного климата (УХЛ). Условия хранения автоматической системы управления -- 1 по ГОСТ 15150-69.

Рис. 4 - Модульная кустовая насосная станция

Заключение

Кустовые насосные станции широко применяются предприятиями нефтегазодобывающего комплекса РФ в системах поддержания пластового давления ППД, а так же для перекачки нефти и жидких сред. КНС изготавливаются в соответствии с техническим заданием заказчика. Применение специальных износостойких покрытий, уплотнителей и принудительной смазки подвижных деталей обеспечивает повышенную надежность агрегатов. Система автоматического управления станцией предусматривает возможность работы в безоператорном режиме с диспетчеризацией блока станций.

Список литературы

1. Чебаевский В.Ф. «Насосы и насосные станции» - М: Агропромиздат, 2010.

2. Петров Е.П. «Проектирование насосных станций и испытание насосных установок» - М: Колос, 2012

Размещено на Allbest.ru