В настоящее время увеличилась доля трудноизвлекаемых запасов нефти и составляет около 65%. Эксплуатация новых месторождений существующими технологиями позволяют только компенсировать падение добычи на старых месторождениях. Применяемые методы увеличения нефтеотдачи и интенсификации притока для трудноизвлекаемых запасов не позволяют значительно увеличить эффективность выработки запасов. Поэтому разработка технологий, позволяющих повысить эффективность разработки нефтяных месторождений и добычу нефти в осложнённых условиях, является актуально задачей.

Работа посвящена разработке системы управления стендом, предназначенным для исследования установок погружных насосов в условиях повышенного содержания солей (рис.1). Созданная система управления разработана и внедрена на базе ЗАО «Новомет-Пермь» совместно с РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

Рис.1 Стенд для моделирования повышенного содержания солей

Структурная схема системы управления стендом, приведена на рис. 2. 

 

Рис.2 Структурная схема системы управления стендом

Сводные параметры объекта управления приведены в табл.1. К аналоговым входам системы управления подключены датчики давления, температуры, расхода, потенциометры исполнительных устройств. К дискретным входам – концевики и муфты исполнительных устройств. Дискретными выходами управляются исполнительные устройства. По протоколу промышленной сети Profibus подключена станция управления частотно-регулируемым приводом насоса.

Таблица 1

Сводная таблица измеряемых и регулирующих параметров объекта управления

Параметр системы управления

Количество, шт.

Аналоговых входов (шт.)

26

Дискретных входов (шт.)

39

Дискретных выходов (шт.)

26

Устройств промышленной сети (шт.)

1

 

Основные функции системы управления:

  • сбор данных с объекта управления (температура, давление, расход, уровень, степень открытия исполнительного устройства, характеристики частотно-регулируемого привода);
  • хранение и отображение параметров работы стенда, индикация текущего состояния объекта, формирование отчетов испытаний, построение графиков зависимостей параметров в интерфейсе оператора (рис.3);
  • управление объектом в соответствии с выбранным режимом работы (рис.4а);
  • аварийный мониторинг и аварийный останов объекта управления (рис.4б).

Рис.3 Интерфейс оператора

 

Рис.4а Режимы работы стенда

Рис.4б Аварийные уставки и аварийный останов стенда

Система управления разрабатывалась с учетом особенностей создания приложений с помощью модуля LabVIEWReal-Time и имеет соответствующую архитектуру, состоящую из:  хост программы и целевой программы.

Система управления разработана на базе контроллера NI PXI-8109 и модулей NI PXI-6239, NI PXI-6511, NI PXI-2569, NI-6221, PXI PROFIBUS, установленных в шасси NI PXI-1044. В качестве среды разработки использовалось NI LabVIEW 2012.

Стенд с разработанной системой управления предназначен для исследования характеристик установок погружных насосов производителей насосного оборудования для нефтяной отрасли в осложнённых условиях, близким к параметрам эксплуатации нефтяных скважин.