Теория и опыт разработки месторождений природных газов - Вяхирев Р.И.
Скачать (прямая ссылка):
индивидуальный опрос скважинных модулей.
Информация со скважин, поступающая в пункт управления, записывается в память пульта опроса скважин, отображается на мониторе по требованию оператора и выводится на печать. Информация с пульта опроса может
237
быть передана с УКПГ в компьютер верхнего уровня, например, в объединение для дальнейшей обработки и хранения.
Основным элементом скважинного измерительного комплекса является скважинный модуль. К модулю предъявляются следующие требования: механическая прочность; удобство в монтаже, демонтаже и обслуживании; пылевлагонепроницаемость; надежная теплоизоляция, обеспечивающая работоспособность при температуре окружающей среды до —60 °С; защита от несанкционированного доступа; минимальное
энергопотребление; искро— и взрывобезопасность.
В конструктивном отношении модуль подразделяется на механическую часть, измерительный блок, электрическую и радиотелеметрическую части. Скважинный модуль выполнен в виде теплоизолированного узла с высокой степенью защиты от климатических факторов. Размещается модуль на выкидной линии газовой скважины (рис. 5.5). Корпус модуля представляет собой цилиндрическую оболочку, состоящую из двух полуцилиндров, соединенных друг с другом шарниром.
Взрывобезопасность модуля обеспечена работой электрических цепей в искробезопасных режимах. Теплоизоляция модуля обеспечивается за счет покрытия внутренней поверхности корпуса литым вспененным пенополиуретаном. Источником тепла внутри корпуса модуля является газовая труба, по которой течет теплый газ. Для увеличения теплосъема на трубе установлены радиаторы. Проведенная экспериментальная проверка в промысловых условиях подтвердила работоспособность СИМ при крайне низких температурах окружающей среды.
Источник электропитания и радиоэлектронная аппаратура размещены в контейнерах, которые крепятся на манифольде устья скважины. Измерительный блок состоит из датчиков, при помощи которых проводятся непосредственные измерения технологических параметров.
Дебит газа определяется оригинальным акустическим датчиком, измеряющим звуковое давление. Количественные соотношения для дебита обеспечиваются полуэмпирической корреляцией между значением звукового давления и количеством протекающего в трубе газа.
В спектре выходного сигнала акустического датчика выделены информативные частотные области, в которых в широком динамическом диапазоне существует устойчивая корреляционная связь между среднеквадратическим значением
238
Рис. 5.5. Схема размещения АГДК контроля за технологическим режимом работы газовых скважин:
1 — газовая скважина; 2 — скважинный измерительный модуль; 3 — антенна; 4 — солнечная батарея; 5 — термогене
раторы; 6 — приемная антенна; 7 — приемный пульт
сигнала и расходом газа. Такие частотные области определены и использованы при построении измерительного канала расхода.
В АГДК использованы первичные преобразователи датчика давления и датчика температуры.
Для определения дебита и регистрации механических примесей в измерительном узле применены акустические датчики, также разработанные на кафедре.
Регистрация информации об измеряемых параметрах производится с помощью вторичного прибора.
Отсутствие электрических сетей в труднодоступных районах Крайнего Севера поставило перед необходимостью разработки автономной системы электропитания скважинного измерительного модуля. В качестве источника электропитания выбрана аккумуляторная батарея емкостью 11 А-ч и напряжением 12 В. Энергопотребление скважинного модуля в течение суток — 0,045 А-ч.
Аккумуляторная батарея может работать без подзарядки около 3 мес. Скважинный модуль может работать без обслуживания в течение года. Для восполнения емкости аккумуляторной батареи разработано подзарядное устройство на базе возобновляющихся источников — солнечной батареи (СБ) и термоэлектрического генератора (ТЭГ).
Указанные источники не нуждаются в эксплуатационном обслуживании, экологически чисты, надежно работают в условиях Крайнего Севера. Разработка СБ производилась на основе солнечного кадастра Уренгойского месторождения, согласно которому СБ эффективна в летние месяцы — с мая по август. На скважинном модуле используются две СБ мощностью 1,5 Вт каждая, которые установлены на корпусе модуля и ориентированы в противоположные стороны. Средняя мощность солнечных батарей имеет кратный (2—4) запас по сравнению со средней мощностью, расходуемой измерительным модулем.
В условиях полярной ночи основным источником тока является термоэлектрический генератор, использующий перепад температур между газовой трубой и окружающей средой. Температура газа на устье скважины находится в пределах 15 — 20 °С, а температура окружающей среды меняется в широких пределах. При температуре окружающей среды —10 °С ТЭГ может развивать мощность, превышающую 1 Вт. Электрические характеристики СБ и
240
ТЭГ зависят от освещенности и температуры окружающей среды и изменяются в широком диапазоне.
Автоматизированный АГДК с передачей данных по радиоканалу на УКПГ был испытан на Уренгойском месторождении. Для этого были использованы портативные радиостанции на приемной и передающей стороне. Мощность передатчика составляла 3 Вт на антенне.
