Пункт управления телемеханикой продуктопровода (варианты)

 

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности для дистанционного автоматизированного контроля и управления оборудованием газовых, нефтяных газоконденсатных и других скважин, газосборных сетей и продуктопроводов и направлена на расширение функциональных возможностей пункта управления телемеханикой продуктопровода путем использования в системе технических средств контроля и управления как с постоянным напряжением питания 22-52 В, так и с переменным однофазным напряжением питания 220 В и переменным трехфазным напряжением питания 380 В, а также на повышение надежности связи, увеличение пропускной способности канала передачи, на обеспечение стабильности работы, на сокращение затрат на изготовление средств управления, что расширяет спектр применяемых в составе пункта управления устройств и функций (например, видеонаблюдение, IP-телефония, дистанционная настройка приборов и т.д.). Указанный технический результат достигается тем, что пункт управления телемеханикой продуктопровода, состоящий из системы энергоснабжения от возобновляемых источников энергии - модуля ветроэнергетики, модуля солнечной энергии, модуля внешней энергии, блока аккумуляторных батарей и блока электроники, преобразует вырабатываемое источниками электроэнергии постоянное напряжения питания 22-52 В в переменное однофазное напряжение питания 220 В (по первому варианту полезной модели) или в переменное трехфазное напряжение питания 380 В (по второму варианту полезной модели). Указанный технический результат достигается также тем, что блок электроники содержит блок оптической связи, обеспечивающий связь пункта управления с диспетчерским пунктом посредством оптоволоконного кабеля, систему жизнеобеспечения блока электроники, а блок аккумуляторных батарей - систему жизнеобеспечения блока аккумуляторов. 2 н.з. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа полезных моделей относится к нефтегазовой промышленности и может быть использована для дистанционного автоматизированного контроля и управления в реальном масштабе времени оборудованием систем управления телемеханикой газовых, нефтяных, газоконденсатных и других скважин, кустов скважин, газосборных сетей и продуктопроводов.

Известна система линейной телемеханики (СЛТМ) с электроснабжением от возобновляемых источников энергии (ветроэлектрогенератора, солнечного модуля, энергомодуля), включающая, как минимум, один базовый контролируемый пункт (диспетчерский пункт), один, или более, контролируемый пункт, объекты контроля и управления - линейные краны на крановых площадках, систему катодной защиты, систему обнаружения утечек транспортируемой среды, систему контроля прохождения средств очистки и диагностики, комплект КИПиА, коммутационное устройство, систему мониторинга ветровой нагрузки, причем энергомодуль выполнен в составе эстакады обслуживания с подъемной металлоконструкцией и размещен в заглубленном в грунт колодце (www.npovympel.ru НПО «Вымпел». Продукция. Система линейной телемеханики. Основные компоненты СЛТМ) [1].

Недостатками данной системы являются низкое постоянное напряжение питания (22-30 В), вырабатываемое источниками энергоснабжения, не позволяющее использовать устройства с переменным напряжением питания 220 В и 380 В (приводы отсечных шаровых кранов и другие технические средства), низкая пропускная способность радиосвязи, ограничивающая возможность применения дополнительных функций (например, видеонаблюдение, IP-телефония, дистанционная настройка приборов), низкая помехоустойчивость связи.

Известна информационно-управляющая система нефте-, конденсато-или продуктопровода, содержащая диспетчерский пункт управления, N контролируемых пунктов, расположенных вдоль трассы нефте-, конденсато- или продуктопровода и включающих контроллер, управляющий работой каждой из подсистем контролируемого пункта, расположенных вдоль продуктопровода - системой обнаружения утечек, системой контроля средств очистки, системой катодной защиты, не менее чем одним, электрогидроприводом узлов запорной арматуры продуктопровода, приемо-передающее устройство и антенно-фидерное устройство для обеспечения радиосвязи с диспетчерским пунктом, расположенные в заглубленных в грунт колодцах датчики параметров подсистемы контролируемого пункта и параметров перекачиваемой среды, не менее одного электрогидропривода узлов запорной арматуры, систему энергоснабжения, включающую автономные источники питания - солнечную панель, ветрогенератор, блок аккумуляторов, а также систему катодной защиты и систему охранной сигнализации (патент RU на полезную модель 92935, МПК F17D 5/02, опубл. 10.04.2010 г.) [2], (прототип устройства).

Недостатком данной системы является то, что напряжение питания, вырабатываемое автономными источниками питания, требует применение в системах управления специальных технических средств (например, приводов для запорной и регулирующей арматуры, подсистем контролируемого пункта) с постоянным напряжением питания 22-30 В, что не позволяет использовать в системе серийно выпускаемые технические средства с переменным напряжением питания 220 В или 380 В, повышает стоимость системы.

Техническим результатом данной полезной модели является расширение функциональных возможностей пункта управления телемеханикой продуктопровода, заключающееся в преобразовании вырабатываемого источниками энергоснабжения постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное однофазное напряжение питания 220 В или в переменное трехфазное напряжение питания 380 В, повышение стабильности работы, повышение надежности и пропускной способности связи, заключающееся в связи модуля электроники с диспетчерским пунктом оптоволоконным кабелем, сокращение затрат на изготовление и управление телемеханикой продуктопровода, в повышении надежности связи модуля электроники с диспетчерским пунктом.

Техническая задача, положенная в основу настоящей группы полезных моделей, с достижением заявленного технического результата, решается тем, что в пункте управления телемеханикой продуктопровода, по первому варианту полезной модели, включающем систему энергоснабжения от возобновляемых источников энергии - модуль ветроэнергетики, модуль солнечной энергетики и модуль внешней энергетики, вырабатывающих постоянное напряжение питания 22-52 В, и заглубленные в грунт колодец с блоком аккумуляторных батарей и колодец с блоком электроники, с входящим в него модулем электроники, измерительно-вычислительным контроллером, и модулем связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с диспетчерским пунктом, в котором колодец с блоком аккумуляторов оборудован системой жизнеобеспечения блока аккумуляторов, а колодец с блоком электроники оборудован системой жизнеобеспечения блока электроники, упомянутый блок электроники включает модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное однофазное напряжение питания 220 В, блок связи с техническими средствами контроля и управления с переменным однофазным напряжением питания 220 В, блок связи с техническими средствами с постоянным напряжением питания 22-52 В, а в упомянутом модуле связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с упомянутым диспетчерским пунктом установлен блок оптической связи, при этом связь упомянутого блока электроники с упомянутым диспетчерским пунктом осуществляется посредством оптоволоконного кабеля, кроме того в упомянутом модуле связи может быть установлен блок радиосвязи с антенной.

Техническая задача, положенная в основу настоящей группы полезных моделей, с достижением заявленного технического результата, решается и тем, что в пункте управления телемеханикой продуктопровода, по второму варианту полезной модели, включающем систему энергоснабжения от возобновляемых источников энергии - модуль ветроэнергетики, модуль солнечной энергетики и модуль внешней энергетики, вырабатывающих постоянное напряжение питания 22-52 В, и заглубленные в грунт колодец с блоком аккумуляторных батарей и колодец с блоком электроники, с входящим в него модулем электроники, измерительно-вычислительным контроллером, и модулем связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с диспетчерским пунктом, в котором колодец с блоком аккумуляторов оборудован системой жизнеобеспечения блока аккумуляторов, а колодец с блоком электроники оборудован системой жизнеобеспечения блока электроники, упомянутый блок электроники включает модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное трехфазное напряжение питания 380 В, блок связи с техническими средствами контроля и управления с переменным трехфазным напряжением питания 380 В, блок связи с техническими средствами контроля с постоянным напряжением питания 22-52 В, а в упомянутом модуле связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с упомянутым диспетчерским пунктом установлен блок оптической связи, при этом связь упомянутого блока электроники с упомянутым диспетчерским пунктом осуществляется посредством оптоволоконного кабеля, кроме того в упомянутом модуле связи может быть установлен блок радиосвязи с антенной.

Сущность полезной модели заключается в том, что, в отличие от прототипа, установленный в блоке электроники пункта управления телемеханикой продуктопровода модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное однофазное напряжение питания 220 В или модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное трехфазное напряжение питания 380 В позволяет использовать на родуктопроводе технические средства с переменным однофазным напряжением питания 220 В или с переменным трехфазным напряжением питания 380 В, что расширяет функциональные возможности пункта управления телемеханикой продуктопровода. Установка блока оптической связи и связь его с диспетчерским пунктом посредством оптоволоконного кабеля повышает надежность связи, а также увеличивает пропускную способность канала передачи, что расширяет спектр применяемых в составе контролируемого пункта устройств и функций (например, видеонаблюдение, IP-телефония, дистанционная настройка приборов и т.д.). Установка в модуле связи блока радиосвязи с антенной совместно с блоком оптической связи с оптоволоконным кабелем, связывающим блок электроники с диспетчерским пунктом, обеспечивает связь при механическом повреждении оптоволоконного кабеля, тем самым повышая надежность связи. Обустройство колодца с блоком аккумуляторных батарей системой жизнеобеспечения блока аккумуляторов и колодца с блоком электроники системой жизнеобеспечения блока электроники обеспечивает стабильную работу блоков.

На фиг. 1 представлена структурная схема пункта управления телемеханикой продуктопровода для первого варианта полезной модели.

На фиг. 2 представлена структурная схема пункта управления телемеханикой продуктопровода для второго варианта полезной модели.

В первом варианте полезной модели пункт управления телемеханикой продуктопровода 1, состоит из системы энергоснабжения 2, блока аккумуляторных батарей 3 и блока электроники 4. Система энергоснабжения 2 включает в себя модуль ветроэнергетики 5, модуль солнечной энергетики 6 и модуль внешней энергетики 7. Блок аккумуляторных батарей 3 размещен в заглубленном в грунт колодце 8 с установленной в нем системой жизнеобеспечения 9. Блок электроники 4 размещен в заглубленном в грунт колодце 10, в него входят модуль электроники 11, измерительно-вычислительный контроллер 12, модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное однофазное напряжение питания 220 В - 13, блок связи 14 измерительно-вычислительного контроллера 12 с техническими средствами контроля и управления с переменным однофазным напряжением питания 220 В, установленными на продуктопроводе (не показаны), блок связи 15 измерительно-вычислительного контроллера 12 с техническими средствами с постоянным напряжением питания 22-52 В, установленными на продуктопроводе (не показаны) и модуль связи 16 измерительно-вычислительного контроллера 12 с диспетчерским пунктом 17, осуществляемой оптоволоконным кабелем 18 через блок оптической связи 19, а для повышения надежности связи при механических повреждениях оптоволоконного кабеля 18, могут быть дополнительно установлены блок радиосвязи 20 с антенной 21 и антенна 22 на диспетчерском пункте 17. В заглубленном в грунт колодце 10 установлена система жизнеобеспечения 23 блока электроники 4, связанная с измерительно-вычислительным контроллером 12.

Во втором варианте полезной модели, в отличие от первого варианта, в блоке электроники 4 вместо модуля преобразователя постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное однофазное напряжение питания 220 В-13 и вместо блока связи 14 измерительно-вычислительного контроллера 12 с техническими средствами контроля и управления с переменным однофазным напряжением питания 220 В установлены, соответственно, модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52 В в переменное трехфазное напряжение питания 380 В - 24 и блок связи 25 измерительно-вычислительного контроллера 12 с техническими средствами контроля и управления с переменным трехфазным напряжением питания 380 В, установленными на родуктопроводе (не показаны).

Контролируемый пункт системы управления телемеханикой продуктопровода работает следующим образом. Электроснабжение пункта управления телемеханикой продуктопровода 1 осуществляется элементами системы энергоснабжения 2 - модулем ветроэнергетики 5, модулем солнечной энергетики 6 и модулем внешней энергетики 7. В периоды отсутствия электроэнергии от системы энергоснабжения 2 работа пункта управления телемеханикой продуктопровода 1 поддерживается блоком аккумуляторных батарей 3. Система энергоснабжения 2 и блок аккумуляторных батарей 3 вырабатывают постоянное напряжение питания 22-52 В.

В первом варианте полезной модели в режиме реального времени производится периодический опрос параметров продуктопровода. Данные от технических средств, установленных на продуктопроводе (не показаны), с постоянным напряжением питания 22-52 В через блок связи 15 и данные от технических средств контроля и управления, установленных на продуктопроводе (не показаны), с переменным однофазным напряжением питания 220 В через блок связи 14 поступают в измерительно-вычислительный контроллер 12, где обрабатываются на программном уровне с помощью специального прикладного программного обеспечения, формируются команды управления. Через блок связи 14 измерительно-вычислительный контроллер 12 генерирует управляющие воздействия на технические средства контроля и управления с переменным однофазным напряжением питания 220 В (не показаны) и передает данные на диспетчерский пункт 17 через модуль связи 16 и блок оптической связи 19 посредством оптоволоконного кабеля 18 или блок радиосвязи 20 и антенну 21, сигнал с которой принимается антенной 22 на диспетчерском пункте 17. Стабильная работа блока аккумуляторных батарей 3 поддерживается системой жизнеобеспечения 9, а блока электроники 4 - системой жизнеобеспечения 23, управляемыми измерительно-вычислительным контроллером 12.

Во втором варианте полезной модели, в отличие от первого варианта, данные от технических средств, установленных на продуктопроводе (не показаны), с постоянным напряжением питания 22-52 В через блок связи 15 и данные от технических средств контроля и управления, установленных на продуктопроводе (не показаны), с переменным трехфазным напряжением питания 380 В через блок связи 25 поступают в измерительно-вычислительный контроллер 12, где обрабатываются на программном уровне с помощью специального прикладного программного обеспечения, формируются команды управления. Через блок связи 25 измерительно-вычислительный контроллер 12 генерирует управляющие воздействия на технические средства контроля и управления с переменным трехфазным напряжением питания 380 В (не показаны) и передает данные на диспетчерский пункт 17.

Пункт управления 1 функционирует в условиях минимизации энергозатрат за счет гибкого алгоритмического управления техническими средствами контроля и управления, включения модуля преобразователя постоянного напряжения питания в переменное однофазное напряжение питания 220 В или в переменное трехфазное напряжение питания 380 В только на период воздействия на объекты контроля и управления и оптимизации при передаче данных на диспетчерский пункт.

Предлагаемый пункт управления телемеханикой продуктопровода обеспечивает возможность применения технических средств контроля и управления с переменным однофазным напряжением питания 220 В или с переменным трехфазным напряжением питания 380 В, с контролируемым расходом электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии, повышает надежность связи пункта управления телемеханикой продуктопровода с диспетчерским пунктом, увеличивает пропускную способность канала передачи, что расширяет спектр применяемых в составе пункта управления телемеханикой продуктопровода устройств и функций (например, видеонаблюдение, IP-телефония, дистанционная настройка приборов и т.д.), обеспечивает стабильную работу пункта управления телемеханикой продуктопровода, что найдет широкое применение в системах управления телемеханикой родукторовода.

1. Пункт управления телемеханикой продуктопровода, включающий систему энергоснабжения от возобновляемых источников энергии - модуль ветроэнергетики, модуль солнечной энергетики и модуль внешней энергетики, вырабатывающие постоянное напряжение питания 22-52В, и заглубленные в грунт колодец с блоком аккумуляторных батарей и колодец с блоком электроники с входящим в него модулем электроники, измерительно-вычислительным контроллером и модулем связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с диспетчерским пунктом, отличающийся тем, что колодец с блоком аккумуляторов оборудован системой жизнеобеспечения блока аккумуляторов, а колодец с блоком электроники оборудован системой жизнеобеспечения блока электроники, упомянутый блок электроники включает модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52В в переменное однофазное напряжение питания 220В, блок связи с техническими средствами контроля и управления с переменным однофазным напряжением питания 220В, блок связи с техническими средствами с постоянным напряжением питания 22-52В.

2. Пункт управления телемеханикой продуктопровода по п. 1, отличающийся тем, что в упомянутом модуле связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с упомянутым диспетчерским пунктом установлен блок оптической связи, а связь упомянутого блока электроники с упомянутым диспетчерским пунктом осуществляется посредством оптоволоконного кабеля.

3. Пункт управления телемеханикой продуктопровода по п. 1, отличающийся тем, что в упомянутом модуле связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с упомянутым диспетчерским пунктом установлен блок оптической связи и блок радиосвязи с антенной, а связь упомянутого блока электроники с упомянутым диспетчерским пунктом осуществляется посредством оптоволоконного кабеля и по каналам радиосвязи.

4. Пункт управления телемеханикой продуктопровода, включающий систему энергоснабжения от возобновляемых источников энергии - модуль ветроэнергетики, модуль солнечной энергетики и модуль внешней энергетики, вырабатывающие постоянное напряжение питания 22-52В, и заглубленные в грунт колодец с блоком аккумуляторных батарей и колодец с блоком электроники с входящим в него модулем электроники, измерительно-вычислительным контроллером и модулем связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с диспетчерским пунктом, отличающийся тем, что колодец с блоком аккумуляторов оборудован системой жизнеобеспечения блока аккумуляторов, а колодец с блоком электроники оборудован системой жизнеобеспечения блока электроники, упомянутый блок электроники включает модуль преобразователя постоянного напряжения питания 22-52В в переменное трехфазное напряжение питания 380В, блок связи с техническими средствами контроля и управления с переменным трехфазным напряжением питания 380В, блок связи с техническими средствами с постоянным напряжением питания 22-52В.

5. Пункт управления телемеханикой продуктопровода по п. 4, отличающийся тем, что в упомянутом модуле связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с упомянутым диспетчерским пунктом установлен блок оптической связи, а связь упомянутого блока электроники с упомянутым диспетчерским пунктом осуществляется посредством оптоволоконного кабеля.

6. Пункт управления телемеханикой продуктопровода по п. 4, отличающийся тем, что в упомянутом модуле связи упомянутого измерительно-вычислительного контроллера с упомянутым диспетчерским пунктом установлен блок оптической связи и блок радиосвязи с антенной, а связь упомянутого блока электроники с упомянутым диспетчерским пунктом осуществляется посредством оптоволоконного кабеля и по каналам радиосвязи.



 

Похожие патенты:
Наверх