Автоматика УПЦИ (установки подготовки добычи)
Автоматизация установок первичной подготовки нефти и газа непосредственно на промыслах. Включает: сепарацию газа и жидкости, предварительный сброс воды, обезвоживание и обессоливание (УПСВ, УПН), сбор промысловых флюидов. Сложная АСУ ТП с ПАЗ, применяется в нефтегазодобыче, в том числе арктической.
УПЦИ (установка подготовки добычи, промысловая установка, УПСВ, УПН) — технологический объект первичной подготовки добываемой скважинной продукции перед транспортом в товарный парк и далее на магистральный транспорт.
Технологические задачи УПЦИ
Сепарация газа и жидкости
- Отделение попутного газа от нефти/конденсата
- Трёхфазная сепарация (газ / нефть / вода) в одном аппарате
- Автоматика поддержания уровня в сепараторе
- Контроль давления в системе
Обезвоживание нефти (УПСВ — установка предварительного сброса воды)
- Отделение свободной воды от эмульсии
- Применение электродегидраторов или гравитационных отстойников
- Автоматика регулирования уровня «вода-нефть»
- Качество нефти на выходе — до 1-5% воды
Обессоливание (УПН — установка подготовки нефти)
- Удаление соли из нефти
- Электродегидрация с подачей пресной промывочной воды
- Контроль содержания солей на выходе (менее 100 мг/л для товарной нефти)
Учёт продукции
- Расчётные массовые расходомеры (Coriolis Micro Motion, Yokogawa)
- Коммерческий учёт (сертифицированный Росстандартом)
- Автоматическая передача данных в учётную систему заказчика
Специфика автоматики УПЦИ
Структура АСУ ТП
- ПЛК/DCS — Siemens S7-1500 с CPU 1518, Schneider M580, Honeywell C300, Yokogawa Centum
- SCADA — централизованная система управления (WinCC, DeltaV, Centum, iFIX)
- ПАЗ — отдельная система SIS на базе Triconex, HIMA, Yokogawa ProSafe
- Контроль загазованности — отдельная система DGS (Dräger, MSA, Крастехнологии)
- АПС и АУПТ — автоматические системы пожарной сигнализации и пожаротушения
Специфические подсистемы
- Автоматика сепараторов — поддержание уровня, давления, межфазных уровней
- Автоматика электродегидраторов — высокое напряжение (10-25 кВ) требует специальной защиты
- Автоматика печей нагрева (ПТБ-10, ПТБ-6) — для подогрева нефти перед сепарацией в холодное время
- Автоматика насосных групп — многоступенчатые насосы с регулированием ЧРП
Взрывозащита и пожарная безопасность
- Все наружные зоны — Ex-зоны класса 1 или 2
- Автоматика ПАЗ по SIL 2-3
- Автоматические отсечные клапаны на входах/выходах установки
- См. SIS и HIPPS
Арктическая специфика
Для УПЦИ в арктических условиях — все требования арктической автоматики:
- Шкафы автоматики арктического исполнения
- Электрообогрев импульсных линий, арматуры, ёмкостей
- Низкотемпературные компоненты (-60°C) с Ex
- Резервирование критичных функций
- Многомесячная автономность
Для технологического оборудования — утеплённые модульные блоки (БКЭС), в которых поддерживается положительная температура. Автоматика внутри модулей — в стандартном исполнении.
Коммерческий учёт
Критичная часть УПЦИ — узел коммерческого учёта (УКН — узел коммерческого учёта нефти). Требования:
- Расходомеры с метрологической аттестацией Росстандарта
- Точность 0,15-0,25% класса
- Поверка каждые 2-4 года
- Передача данных в метрологически контролируемый учёт (АСКУН)
- Автоматическая печать товарно-транспортных документов
Нормативная база
- ПБ 08-624-03 — Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности
- ГОСТ Р 51858-2020 — Нефть. Общие технические условия
- СТО Газпром 2-1.19-275 — Автоматизация объектов газовой промышленности
- ГОСТ Р МЭК 61511 — Функциональная безопасность
Опыт РУБИКОН
РУБИКОН реализовывал проекты автоматики УПЦИ на объектах Роснефти (Ванкорская группа, Пайяхское, Таас-Юрях), ЛУКОЙЛа (Коми, Калининград), Транснефти. Включая комплексные системы с полным циклом: проектирование → поставка оборудования → монтаж → пусконаладка → сдача в эксплуатацию.
Частые вопросы
Чем УПСВ отличается от УПН?
УПСВ (установка предварительного сброса воды) — первичная ступень, отделяет свободную воду из добываемой эмульсии (на выходе нефть с 1-5% воды). УПН (установка подготовки нефти) — следующая ступень, дополнительно удаляет остаточную воду и соли (на выходе товарная нефть с менее 0,5% воды и менее 100 мг/л солей). УПСВ часто расположена ближе к скважинам, УПН — на центральных пунктах подготовки.Нужен ли HIPPS для УПЦИ в Арктике?
HIPPS требуется для УПЦИ при наличии риска превышения давления в выходном коллекторе от 10 МПа. На многих УПЦИ малой мощности (до 2000 т/сут нефти) достаточно стандартной ПАЗ с предохранительными клапанами. На крупных промысловых пунктах подготовки с магистральным выходом (от 5000 т/сут) HIPPS становится экономически оправданным для предотвращения разрыва магистрального коллектора. Решение принимается по результатам HAZOP и LOPA анализа.
Источники
- ГОСТ Р 51858-2020 — Нефть. Общие технические условия — Росстандарт
- СТО Газпром 2-1.19-275-2008 — Автоматизация объектов газовой промышленности — Газпром
- ПБ 08-624-03 — Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности — Ростехнадзор