МОДИФИКАЦИИ УПС
УПС «ФОНТАН»

Установка прогрева скважин УПС «Фонтан» предназначена для прямого прогрева внутреннего пространства насосно-компрессорных труб нефтедобывающих и газовых скважин при фонтанном, газлифтном и электромеханическом способе добычи, нагнетательных и артезианских водяных скважин в районах вечной мерзлоты, а также выкидных и магистральных трубопроводах. В этом случае нагревательный кабель помещается непосредственно внутрь НКТ или трубопровода, при этом КПД использования отдаваемой тепловой мощности составляет 90-95%.  Исполняется в 3-х вариантах, различающихся по длине кабелей:

- УПС 150-00-40 (длина кабеля до 700м)

- УПС 150-00-80 (длина кабеля 700-1150м)

- УПС 150-06-100 (длина кабеля 1150-1800м)

УПС «Фонтан-Н» предназначена для предотвращения образования асфальтеновых, парафиновых и парафино-гидратных отложений в нефтяных скважинах, для снижения вязкости нефтяной эмульсии при добыче высоковязких и битумных нефтей, прогрева водяных скважин в районах вечной мерзлоты, прогрева трубопроводов при транспортировке парафинистых и вязких нефтей. Применяется на всех типах скважин.

Оборудование электропрогрева скважин

Стандартный комплект установки прогрева скважин включает:

·  Нагревательный кабель;

·  Станцию управления СУНК УПС ХХХ-ХХ-ХХХ ХХХ

·  Устьевой сальник СУ-73-25;

·  Клеммная коробка КК-150;

·  Устьевой термодатчик ТМ-50 с измерительным проводом ВВГ 12х0.75;

·  Устройство съема информации

·  Диск с программным обеспечением.

 

При необходимости в комплекте возможна поставка:

·  Устьевая аппаратура для спуска-подъема и крепления нагревательного кабеля УСПА-1500;

·  Повышающий трансформатор ТМП-160/1-УХЛ1 (необходим при длинах кабеля свыше 1150м);

·  Управляемая лебедка  СПА-50;
           ·  Устройство для принудительной подачи кабеля в скважину УППК.

 

Нагревательный кабель КГн

Кабели грузонесущие нагревательные (КГн) предназначены для электрообогрева фонтанных скважин и скважин, оборудованных ЭЦН, путем спуска непосредственно в НКТ в поток добываемой жидкости с цель предотвращения образования твердых фракций парафиногидратов.

Нагревательные кабели разработаны на основе ТУ 3585-002-24118545-2004, сертифицированы и разрешены к применению Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, а также защищены патентом РФ №35823.

Тип кабеля	Конструктивные особенности	Питание
КГнАП–14/2	Кабель грузонесущий нагревательный, с датчиками  с четырнадцатью изолированными алюминиевыми токопроводящими нагревательными жилами, разделенными на две группы изолирующими жгутами.	постоянный ток

 

 

Конструктивные особенности кабеля подразумевают, прежде всего, его особенности эксплуатации: - крепление на устье скважины и работа в подвешенном состоянии, при повышенной температуре нагревательных жил, в агрессивной газожидкостная среда. Поэтому кабель кроме проволок грузонесущей брони имеет армированную полимерную  оболочку, а при применении строительных длин кабеля свыше 1000метров - центральный грузонесущий кабель-трос. Для повышения надежности кабеля  нагревательные проводники, подключаемые к различным полюсам питания, разделены на группы через изолирующие жгуты.

Основные параметры.

 

Электрическое сопротивление контрольных жил, не более....................25 Ом/км;

Электрическое сопротивление одного нагревательного элемента, не более…...2,5 Ом/км;

Сопротивление изоляции, не менее..........................10000МОм*км;

 Максимальная рабочая температура...............................90⁰С;

Длина кабеля……………………………………………………………………………...…до…1500 м

Мощность ………………………………………………………………………………..……61-65 кВт

Удельная мощность…………………………………………………………………….…...70-65 Вт/м

Напряжение питания (переменное)………………………………………………………3х380 В 

 

Спуск и подъем плоского нагревательного кабеля производится одновременно с колонной насосно-компрессорных труб. Управление нагревом и размещение оборудования аналогично с нагревательными кабелями марки КГн. Несмотря на меньшую эффективность теплопередачи этого способа установки кабеля, имеющиеся эксплуатационные данные показали полную пригодность систем для депарафинизации скважин с ШГН и винтовыми насосами. Причем имеется опыт работы установок в периодическом режиме, что соответствует цикличности промывки скважин горячей нефтью, но при этом позволяет исключить применение промывок горячей нефтью.В общем случае, периодический режим наиболее благоприятен с точки зрения экономии и общего снижения потребляемой электроэнергии. Однако, возможность и параметры периодического прогрева определяются службами ПТО нефтедобывающих предприятий, так как в этом случае наиболее важным критерием является состав скважинной жидкости, процентное содержание парафинов, скорость их отложения и пр.  

        Станция управления нагревом СУНК предназначена для управления нагревом скважины и защиты нагревательного кабеля от перегрузок. Станция представляет собой металлический герметичный шкаф,  разделенный на три отсека: высоковольтный, низковольтный и отсек управления, подставку каркасного типа для подключения к полу установочной площадки и шкаф подключения (клеммную коробку), размером 500х500х250мм, устанавливаемый непосредственно перед скважиной, для подключения нагревательного кабеля к подводящему силовому кабелю.

В шкафу управления нагревом расположены:

 управляемый тиристорный преобразователь, выполненный в зависимости от модификации станции по мостовой или нулевой схеме, позволяющий плавно регулировать напряжение, подаваемое на кабель;

- устройства защитного отключения, регистрирующие падение сопротивления изоляции нагревательного кабеля;

- гальванически развязанные датчики тока и напряжения нагревательного кабеля;

-  датчик тока утечки;

- датчик температуры продукции в выкидном трубопроводе;

-  датчики температуры нагревательного кабеля;

 - аппаратура поддержания оптимального теплового режима внутри шкафа управления

- управляющий промышленный контроллер.

Основные функции системы управления станции:

- включение и отключение нагрева;
- контроль тока нагревательного кабеля;
- контроль напряжения, подаваемого на нагревательный кабель;
- измерение температуры по длине кабеля;
- отключение нагрева при превышении установленной температуры;
- снижение мощности нагрева до заданного уровня при отключении насосного агрегата;
- измерение температуры нефти в термокармане;
- измерение и регулирование температуру внутри станции управления;
- автоматическое отключение напряжения питания от сети при наличии тока утечки;
- автоматическое повторное включение станции после восстановления нарушенного питания;
- сохранение заданных параметров работы при отсутствии напряжения питания;
- отработка аварийных ситуаций;
- архивирование текущих данных работы станции;
- емкость архива при частоте записей 1 раз в минуту 1 год;
- передача текущих данных или накопленных архивов на диспетчерский пульт.
Управляющим контроллером станции ведется непрерывное протоколирование режима работы по следующим основным параметрам:
- рабочий ток и напряжение;
- температуру нагревательного кабеля по длине;
- наличие тока утечки;
- температуру в выкидном трубопроводе;
- температуру внутри шкафа управления;
- состояние аппаратуры управления.

     Аппаратура станции позволяет организовать передачу данных на диспетчерский пульт или персональный компьютер. При этом возможно в режиме реального времени дистанционно наблюдать за параметрами нагрева, вносить коррективы в исходные данные, получать архивную информацию из контроллера станции управления без выезда на месторождение.
Передача данных может быть организована по одному из следующих каналов связи:

·    По проводной линии с использованием модема. Преимуществом такого способа организации канала связи является отсутствие зависимости от расстояния до скважины и рельефа местности, наличия сотовой связи в данном районе. Недостатком является малая распространенность проводных линий на кустах и скважинах в малонаселенных районах.

·    Через операторов сотовой связи с использованием GSM-модемов. При этом обмен информацией между станцией управления нагревом и ЭВМ диспетчерской проходит в виде посылки SMS-сообщений, в которых находятся управляющие команды и передаваемые данные. Преимуществом такой системы организации связи являются: относительно низкая стоимость приемо-передающей аппаратуры, не требуется наличие проводных линий связи, возможность передачи информации на несколько удаленных компьютеров. Недостатком является пока еще неполная зона охвата территории месторождений GSM-сетями.

·    Посредством радиомодемов. При этом информация передается при помощи радиомодема диапазона 2,4 ГГц и узконаправленной антенны. Дальность передачи в условиях прямой видимости до 10 км. На приемной стороне устанавливается радиомодем с ненаправленной антенной для обеспечения приема с нескольких станций управления нагревом. Преимуществом такой системы организации связи является независимость от наличия на месторождении проводных линий связи или GSM-связи. Недостатком является ограниченный радиус действия (до 10км), зависящий от рельефа местности и относительно высокая стоимость приемо-передающей аппаратуры.

Также имеется возможность адаптации системы сбора данных со станции управления нагревом к существующим беспроводным системам сбора информации, уже имеющимся на кустах. На компьютере диспетчерского пульта устанавливается специализированное программное обеспечение, обеспечивающее процесс автоматизированного получения, визуализации (в виде графических схем), протоколирования информации для каждой из станций управления нагревом.

Наземное устьевое оборудование

Основным функциональным узлом наземного оборудования является устьевой сальник СУ-73-25, предназначенный для герметизации нагревательного кабеля, закрепленного на фонтанной арматуре

Для проведения спуско-подъемных операций с нагревательным кабелем используется устьевая спуско-подьемная арматура УСПА-1500, состоящая из роликовой консоли с 2-мя закрепленными роликами диаметром 700мм и комплекта крепежа кабеля . Данная конструкция устанавливается на фонтанную арматуру и позволяет выполнять операции по спуску и подъему кабеля с помощью одного геофизического подъемника или СПА-50 без привлечения автокрана или другой дополнительной техники.

Основным показателем работы установки прогрева скважин является температура выходящего потока жидкости, для чего на выкидном коллекторе фонтанной арматуры монтируется устьевой термодатчик .

При применении нагревательных кабелей,  строительной длиной превышающих 1150м для УПС «Фонтан» и 1250м в УПС «Фонтан-Н», используется специальный повышающий трансформатор ТМПН-160/3-У1/612, разработанный и изготовляющийся для УПС «Фонтан».

Для проведения операций спуска или подьема кабеля используется стационарная геофизическая лебедка СПА-50 (ПКС-3,5Э) с возможностью установки на автомобильное шасси.