Цифровые решения для ГРП

Оборудование для ГРП является самым высокотехнологичным комплексом, которое применяется на объектах заказчика с целью повышения эффективности добычи, имеет сложные узлы и агрегаты. Информация о работе оборудования регистрируется множеством датчиков и отражается в системах сбора данных. С целью минимизации рисков поломок оборудования проводятся плановые ТО и замены узлов и деталей, в том числе центробежных насосов смесительной установки. На каждый узел установлены определенные показатели наработки, так для центробежного насоса для замены установлена наработка 900 тонн проппанта. Но условия эксплуатации бывают разные, и зачастую при проведении планового ТО ресурс оборудования позволяет еще продолжить работу или, наоборот, оборудование выходит из строя преждевременно.

Так как же понять, когда необходимо проводить замену центробежного колеса? С целью снижения рисков и предупреждения отказа оборудования нами была разработана цифровая модель прогноза, когда нужно осуществлять замену центробежного насоса.

Программное обеспечение регистрирует 535 параметров. С целью исключения ненужных данных они были внесены в ClickHouse – колоночную аналитическую СУБД с открытым кодом, позволяющую выполнять аналитические запросы в режиме реального времени на структурированных больших данных. Данная таблица позволила исключить ненужные параметры и выявить давление гидравлики и обороты вращения для центробежного насоса в зависимости от давления подпора, а также определить работоспособность КПД центробежного насоса.

Цифровизация позволяет решать ряд задач при производстве ГРП: снижать трудозатраты, автоматизировать рабочие места, упреждать отказы оборудования и снижать затраты.

После исключения ненужных данных специалистами были опробованы восемь методов машинного обучения для создания цифровой модели центробежного нагнетательного насоса смесительной установки. Наилучший результат показал метод Extreme Gradient Boosting – техника машинного обучения для задач классификации и регрессии, которая строит модель предсказания, стремясь к минимизации среднеквадратичной ошибки.

При увеличении нагрузки гидравлической системы на гидромотор и оборотов вращения для работы центробежного насоса программа сигнализирует об отклонении, что является сигналом для упреждения отказа, а именно требуется замена рабочего колеса или корпуса центробежного насоса. Полученные данные в онлайн-режиме отслеживает механическая служба. Проведя ОПР и получив положительные результаты, замена центробежного колеса осуществляется не по наработке, а по КПД гидросистемы. Аналогичная система может применяться и для насосов подачи жидкой химии.

Таблица позволила исключить ненужные параметры и выявить давление гидравлики и обороты вращения для центробежного насоса в зависимости от давления подпора, а также определить работоспособность КПД центробежного насоса.

Следующим этапом цифровых решений была автоматизация рабочего места мастера ГРП и вспомогательных служб. В бизнес-процессах ГРП отсутствует программа автоматизации, все проводимые операции осуществляются во множественных программных комплексах и сохраняются в файлы на стационарных ПК, к которым нет доступа для служб, заинтересованных в информации данных файлов, либо файлы не были выложены в общий доступ. Зачастую учет велся даже в разных программах, где нет интеграции между ними. Все это ограничивало работу по выявлению потерь, ускорению процессов ГРП и применения оперативных управленческих действий. С целью автоматизации учета затрат мы разработали программный комплекс 1С-ГРП, в котором предусматривается работа каждой службы и хранение всей информации о затратах и проведенных операциях. Аналоги данной программы отсутствуют.

• Первым решением для автоматизации работы мастера ГРП являлось заполнение табеля учета работы.

Ранее суточный акт вели индивидуально для каждой бригады ГРП, что не давало истиной картины по переработке отдельного экипажа ГРП, то есть не было понятно, какой именно флот имеет переработку по часам, а какой флот не вырабатывает норму. Также суточный акт велся мастером на бумажном носителе и отправлялся по электронной почте нормировщикам. В 1С мы разработали суточный акт по экипажам ГРП. Мастер на скважине вносит данные по отработанным часам за прошедшие сутки в 1С, и мы видим оперативно переработку или недоработку, что позволяет делать ротацию экипажей, понимать, когда нужно экипаж отправить на отдых, а какой экипаж догрузить работой. Такой подход позволяет снизить процент переработки персонала. На данный момент программа дорабатывается и будет синхронизирована с «Субкор» с целью формирования заработной платы, что позволит снизить или вообще исключить работу нормировщика.

Мы разработали программный комплекс 1С-ГРП, в котором предусматривается работа каждой службы и хранение всей информации о затратах и проведенных операциях. Аналоги данной программы отсутствуют.

Таблица 1 – Анализ снижения труда затрат на внесение данных после внедрения 1С-ГРП

• Следующая группа – это учет материалов. 

Ранее мастер на электронную почту получал дизайн работ, на основании которого заказывал химические реагенты со склада. На данный момент дизайн ГРП загружается в 1С аналитической службой. В дизайне уже указаны необходимые плановые данные по расходу химии с учетом запаса. Мастеру нет необходимости вести расчет необходимого количества товарноматериальных ценностей (ТМЦ) для проведения процесса, он получает эти данные после нажатия кнопки «Заполнить». После проведения ГРП данные по расходу ТМЦ автоматически загружаются в документ «расход химии», где при необходимости мастер может их скорректировать. Автоматически формируется ведомость на списание. Ответственные лица могут в онлайн-режиме отслеживать отклонения по материальному балансу, что повышает уровень контроля по недостаче материалов. Также программа позволяет видеть отклонения по продажам: все ли затраты мы предъявляем.

В программе имеется алгоритм планирования работ, а именно месячная загрузка флотов ГРП, что позволяет уже на этапе планирования видеть потребность в химии, в оборудовании и какая будет выработка персонала по часам. В программу подгружаются тесты на жидкость, акт готовности скважины, пакерный лист. Мастер уже не затрачивает время на сбор материалов для подготовки к выполнению ГРП.

В результате использования программы была повышена скорость обработки информации по затратам и выполненным операциям, снижены трудозатраты на ввод информации. Более оперативно применяются управленческие решения при отклонениях, сократилось время на проведение аналитики.

После промышленного внедрения программы 1С-ГРП мы не будем останавливаться на достигнутом. В настоящее время программа совершенствуется в направлении расширения функций. Уже сейчас разрабатывается модуль удаленной работы на скважине в условиях отсутствия интернета, запланировано автоматическое списание ГСМ от датчиков расхода топлива, поскольку оборудование ГРП является высокотехнологичным и имеет обвязку большим количеством датчиков, которые снимают показания при работе техники, подаче химии и т. д. Эти данные можно подгружать автоматически в программу 1С-ГРП.

Мы видим реальность достижения поставленных целей и задач за счет внедрения программного комплекса и расширений функций программы.

Источник: научно-практический журнал «Время колтюбинга. Время ГРП» 

СПРАВКА

• Внедрение комплекса позволило в 7 раз повысить скорость обработки и анализа информации по затратам и выполненным операциям. 
• Трудозатраты на ввод данных сократились в среднем на 22%.
• Непроизводительное время в среднем уменьшилось на 18%.
• Транспортные затраты в среднем сократились на 5% на один процесс.