Построение комплексной системы телемеханики и автоматизации добычи и управления скважинами Талдинского метаноугольного месторождения Кузбасса

Сотрудничество с ООО «Газпром добыча Кузнецк»: построение комплексной системы телемеханики и автоматизации добычи и управления скважинами Талдинского метаноугольного месторождения Кузбасса.

Местонахождение: Россия, Кемеровская область
Начало проекта: 2009  
Отрасль: нефтегазовая
Запуск в эксплуатацию: 2010  

ООО  «Газпром добыча Кузнецк» - дочернее предприятие  ООО «Газпром» - крупнейшей газодобывающей и газораспределительной компанией. ОАО «Газпром» сотрудничает  с «ЭлеСи» с 2004 года. В 2009 году компания ЭлеСи была выбрана генеральным подрядчиком и проектировщиком систем  телемеханики и автоматизации  добычи и управления скважинами  Талдинского метаноугольного месторождения  Кузбасса.

Совокупность всех целей и задач данного проекта - создание в топливно-энергетическом комплексе России нового вида экономической деятельности - добычи метана из угольных пластов. Для России  реализация  этого проекта - прежде всего увеличение поставки природного газа на экспорт, что способствует выравниванию топливно-энергетического баланса за счет включения в него газа метана угольных пластов.

Добывая  газ из угольных пластов, «Газпром добыча Кузнецк» не просто увеличивает свою ресурсную базу, но и понижает содержание опасного газа в угольных пластах, тем самым, снижая риск чрезвычайных ситуаций в шахтах при добыче угля закрытым способом. Улучшается и экологическая обстановка: сокращаются выбросы в атмосферу метана и продуктов сжигания угля. По прогнозам  ресурсы в угольных бассейнах России оцениваются в объеме до 84 трлн. куб. Запасы газа, утвержденные Министерством природных ресурсов и экологии РФ в мае 2009 года, составляют 44,8 млрд. куб.

Система автоматизации добычи метана из угольных пластов - впервые внедрена в России. Аналогичный опыт промышленной добычи метана имеется в США, Канаде и Австралии. Суточная добыча метана составляет 12 тысяч кубометров, в ближайшее время планируется выйти на 120 тысяч кубометров.

Задача автоматизации

Комплексная система телемеханики газовых месторождений выполняет задачи сбора информации со всего оборудования промысла, начиная от скважин, заканчивая узлом подготовки газа и станцией отгрузки. Объектами телемеханизации являются территориально распределенные площадки скважин, с установленными на них блок -    контейнерами, оснащенными контроллерами линейной телемеханики. Система предназначена для сбора информации с оборудования расположенного по месту и управления процессом добычи.

В рамках проекта ЭлеСи построила:

• Систему обеспечения безопасности и надежности газопровода.
• Оборудование системы управления.
• Управление всей системой с центрального терминала.
• Большое количество входов и выходов
• Установлены: датчики температуры, давления и расхода, датчики параметров, пожарная сигнализация и т.д.
• Логические схемы и вычислительные устройства системы управления.
• Систему связи и передачи данных.
• Информационно-управляющую систему.
• Автоматизированную систему управления технологическими процессами.
• Систему контрольно-измерительных приборов установки предварительной подготовки газа.
• Систему контрольно-измерительных приборов и автоматики (7 шт.) разведочных скважин.

Основной функционал комплексной системы  телемеханики

• контроль технологических параметров;
• автоматическое управление технологическим оборудованием;
• автоматическое отключение технологического оборудования на площадке куста скважин при поступлении сигнала "Пожар" от подсистемы охранно-пожарной сигнализации;
• регистрация и отображение информации о работе оборудования;
• передачу и сбор информации на единый сервер системы;
• визуализация технологического процесса на базе унифицированных экранных форм;
• генерация сообщений об авариях и событиях;
• хранение истории сообщений и значений сигналов;
• управление технологическим процессом с унифицированных экранных форм;
• обеспечение доступа к экранным формам с разделением прав и возможностью дистанционного доступа через WEB интерфейс;
• отображение сообщений в оперативном и историческом режимах;
• отображение графиков изменения значений сигналов во времени в оперативном и историческом режимах;
• обеспечение формы предоставления отчётов в соответствии с требованиями заказчика.

Проектные решения

В короткий срок были изготовлены и поставлены на объекты- системы по автоматизации процесса добычи и управления для семи скважин. Данное решение реализовано на базе контроллеров линейной телемеханики ЭЛСИ-ТМ и программного пакета SCADA Infinity, разработанных компанией ЭлеСи.

Решение на базе программно-аппаратного комплекса компании охватывает задачи сбора информации со всего оборудования промысла, начиная от скважин, заканчивая узлом подготовки газа, факелом и станцией отгрузки. Территориально распределенные площадки скважин, с установленными на них блок-боксами , оснащенными контроллерами линейной телемеханики ЭЛСИ-ТМ, собирают информацию с добывающего оборудования: насосов, расходомеров, всевозможных датчиков.

Контроллеры линейной телемеханики ЭЛСИ-ТМ установленные в блок - боксах собирают информацию с полевого оборудования: насосов, расходомеров, датчиков и т.д., находящихся на  территориально распределенных площадках скважин.

Информация передается по беспроводной сети (коммуникационный протокол IEC 60870.5), спроектированной и реализованной компанией в данном проекте на оборудовании Motorola, на узел приема и подготовки газа, который выполняет роль диспетчерского пункта промысла.

Верхний уровень диспетчеризации добычи, хранения и отгрузки газа реализован на SCADA Infinity

В рамках этого проекта были выполнены работы по стыковке с многочисленным специализированным оборудованием, которое используется в газодобывающей промышленности.

Для реализации информационного обмена между узлами системы в основном используются беспроводные сети передачи данных на базе радиостанций. Информация со всех скважин передается на резервированный сервер ввода/вывода в блок-контейнер узла приема и подготовки газа, который выполняет роль диспетчерского пункта промысла. Так же в блок-контейнере располагаются автоматизированное рабочее место оператора месторождения.

При необходимости система может быть расширена соответствующими модулями, позволяющими решать те или иные задачи по автоматизации кустовой телемеханики газовых месторождений, может быть изменено количество обслуживаемых площадок за счет допоставки комплектных блок-контейнеров.

Система телемеханики газовых месторождений может применяться на различных территориально удавленных площадках с разным типом исполнительных механизмов, датчиков.

Высокая степень надежности системы телемеханики газовых месторождений «ЭлеСи» достигается за счет использования промышленных программируемых контроллеров, обладающих высокими показателями надежности, элементной базы лучших мировых производителей, источников бесперебойного питания, программного резервирования информации.

Входящие в состав системы телемеханики газовых месторождений «ЭлеСи» устройства позволяют реализовать дополнительные режимы функционирования оборудования (имитация и тестирование), защитить систему от несанкционированного доступа, осуществить контроль действия персонала по журналу событий.

Система телемеханики газовых месторождений  «ЭлеСи» поставляется в  блок-контейнерах полной заводской готовности, что обеспечивает оптимальный срок ввода в эксплуатацию. Так же возможна комплексная поставка блок-контейнеров технологического оборудования с возможностью подключения до 9 скважин.  

Результат

В феврале 2010 года в Кузбассе был введен в эксплуатацию первый в России промысел метана из угольных пластов. Запуск месторождения в эксплуатацию провел президент РФ Дмитрий Медведев. В ближайшее время в Кузбассе планируется ввести в эксплуатацию более тысячи скважин. Впервые в России угольный метан был признан самостоятельным полезным ископаемым и отражен отдельной строкой в государственном балансе.