В этой статье мне хотелось бы коснуться автоматизации в нефтегазовой отрасли, а именно, автоматизации газокомпрессорного оборудования. Мы плотно работаем с компанией, которая занимается изготовлением блочного компрессорного оборудования различного назначения, и за годы работы запустили довольно много ГКС в разных регионах России. Большая часть проектов касалось подготовки попутного нефтяного газа.
Попутный нефтяной газ (ПНГ) - это газ, растворенный в нефти и выделяющийся из нее при хранении, добыче и переработке. Состоит он из различных углеводородов, но, в основном, из метана и содержит в своем составе много примесей: азот, сероводород, гелий, углекислый газ. ПНГ, в общем-то, является побочным продуктом при нефтедобыче и нефтепереработке. Отличие ПНГ от природного газа есть и по составу: в ПНГ больше примесей, а содержание метана значительно ниже. Состав газа может меняться на разных этапах нефтедобычи. Его транспортировка и переработка малорентабельна, особенно на удаленных нефтяных месторождениях, и до недавнего времени ПНГ просто сжигали на факельных установках, что отрицательно влияло на экологию.
Времена поменялись, ужесточились штрафы за сжигание и ПНГ стараются использовать все активнее. Основные способы обращения с ПНГ следующие:
· закачивание в пласт
· локальная переработка и транспортировка по газопроводу
· подготовка и использование в местных энергоцентрах.
С закачиванием в пласт мы не сталкивались, а вот в автоматизации процесса подготовки ПНГ перед подачей в энергоцентр или в газопровод активно участвовали. Подготовка заключается в приведении газа к необходимым кондициям, а также в установке узлов учета газа. Для очистки ПНГ используются фильтры, механические сепараторы, установки низкотемпературной осушки. В ходе очистки из газа удаляются механические и жидкие примеси. Также, давление и температура газа доводится до значений, необходимых для подачи на энергоцентр (на ГПЭС или ГТЭС) или на следующую ступень компримирования.
Из вышесказанного становится ясно, что одним из основных узлов установки подготовки газа является компрессор. Чаще всего мы работаем с винтовыми компрессорами мощностью от 45кВт до 1 МВт. Пуск компрессора осуществляется через устройство плавного пуска или частотный преобразователь. Управление производительностью пункта подготовки газа происходит с помощью золотника или частоты вращения электродвигателя компрессора (в случае с частотным преобразователем).
Также, наша компания реализовала несколько проектов по автоматизации установок улавливания легких фракций. Как правило, эти установки откачивают ПНГ из нефтяных резервуаров для предотвращения срабатываний клапанов “дыхания”.
Системы управления в нефтегазовой отрасли имеют ряд особенностей. Основными из которых я бы назвал обязательное наличие системы ПАЗ и решений, обеспечивающих взрывозащиту.
Основная функция ПАЗ - не допустить развития опасной ситуации на объекте. Система ПАЗ может быть реализована на отдельном специализированном контроллере или может существовать в качестве подсистемы на основном ПЛК САУ. Все зависит от категории опасности объекта. Перечень параметров, относящихся к ПАЗ определяет специалист, проводящий анализ последствий при выходе их из границ нормы. Иногда, этот перечень минимален (сигналы “пожар”, “загазованность”, “срабатывание аварийной кнопки”), а иногда сравним с количеством сигналов САУ. Приоритет сигналов системы ПАЗ всегда выше сигналов САУ.
Что касается взрывозащиты, то шкафы системы управления почти всегда располагаются во взрывобезопасной зоне. Так что требования взрывозащиты касаются больше “полевого” оборудования: датчиков и исполнительных механизмов, кабельных линий. Чаще всего мы имеем дело с типом взрывозащиты Exi (искробезопасная цепь) или Exd (взрывонепроницаемая оболочка). Редко - Exp (продувка оболочки воздухом под избыточным давлением). Exi применяется для датчиков и электромагнитных клапанов. Для их подключения в шкафу управления применяются барьеры искрозащиты, обеспечивающие передачу сигнала из взрывоопасной зоны во взрывобезопасную и обратно. У ряда производителей есть модули ПЛК, позволяющие подключать сигналы типа Exi сразу на модуль, но мы предпочитаем ставить барьеры и использовать стандартные универсальные модули ввода-вывода.
Автоматизация в нефтегазовой отрасли работа очень интересная, но сложная и ответственная. Ошибки могут дорого стоить. В России роль этой отрасли сложно переоценить и при работе на месторождении возникает ощущение причастности к чему-то большому и важному.
