Автоматика арктических объектов

Автоматика арктических объектов — специальная область инженерии, где к обычным требованиям добавляются экстремальные климатические и логистические условия. РУБИКОН специализируется на арктических объектах с 2015 года.

Специфика арктических объектов

Климатические условия

• Температура воздуха — до -60..-65°C зимой (минимумы в Якутии), до +25..+30°C летом
• Суточные перепады — до 30-40°C при оттепелях
• Ветровая нагрузка — до 40-50 м/с (пурга в тундре)
• Снежные заносы — до 3-5 м высоты
• Полярная ночь — 2-3 месяца без солнца (критично для расчётов освещения, солнечных батарей)
• Вечная мерзлота — особенности фундаментов, тепловые режимы

Логистические

• Удалённость от инфраструктуры — ближайший сервис может быть 500-1000 км
• Сезонность доставки — только зимники (февраль-апрель) или вертолёты
• Длительный простой при аварии — до 2-6 месяцев ожидания ЗИП
• Высокая стоимость сервиса — до 500 тыс. руб/выезд специалиста

Технические

• Многомесячная автономность — без присутствия персонала 3-6 месяцев
• Автономное питание — ДЭС, резервирование, часто без сети
• Удалённый мониторинг — обязателен (нет возможности оперативно выехать)

Основные требования к автоматике

Климатика шкафов

• Арктическое (XL/УХЛ1) исполнение шкафов, рассчитанное на -60°C
• Обогрев внутреннего объёма с резервированием
• См. Обогрев наружных шкафов

Компоненты

• Низкотемпературное исполнение всей аппаратуры (-40..-60°C рабочий диапазон)
• ПЛК арктические — Siemens S7-1500 TF, Schneider M580 с опциями расширения
• Низкотемпературные кабели (КГ-ХЛ, КГНВ)
• Морозостойкие сальники IP66-68

Резервирование

• Двойное или тройное резервирование критичных узлов (питание, связь, контроллеры)
• АВР основного питания от двух источников (ДЭС + сеть, или две независимые ДЭС)
• ИБП с временем автономной работы 4-24 часа на критичные нагрузки
• Горячее резервирование ПЛК (Siemens H-System, Schneider Hot Standby)

Связь и мониторинг

• Спутниковая связь (ВСАТ, Iridium) с резервированием
• GSM/LTE где доступно
• Телеметрия всех параметров на диспетчерский пункт
• Автоматическое оповещение о тревогах

Взрывозащита (для нефтегаза)

• См. Взрывозащита в арктических условиях — особенности для низких температур

Типовые объекты

• Газодобыча — УПЦИ (установки подготовки добычи), ГП, УКПГ, скважины
• Нефтедобыча — нефтесборные пункты, насосные, установки подготовки
• Транспорт углеводородов — КС (компрессорные станции), НПС
• Вахтовые посёлки — автоматика жизнеобеспечения
• Объекты связи — АТС, ретрансляторы на мачтах
• Метеостанции и геофизика — автономные пункты наблюдения

Проектирование и реализация

Проектирование арктической автоматики требует:

• Теплового расчёта всех шкафов с учётом минимальных температур региона
• Расчёта энергопотребления (включая обогрев) с запасом 30-50%
• Моделирования отказов и расчёта надёжности (расчёт MTBF)
• Выбора компонентов по полному циклу тестирования при минимальных температурах
• Согласования с заказчиком плана ЗИП (список запасных частей для автономного содержания)
• Пусконаладочных работ в условиях Арктики (бригады с опытом работы на вахтовых режимах)

Срок проектирования — 2-4 месяца. Срок изготовления шкафов — 2-4 месяца. Монтаж, пусконаладка на объекте — 1-3 месяца. Полный цикл — 6-12 месяцев.

Опыт РУБИКОН

За 10+ лет РУБИКОН реализовал более 50 объектов автоматики в арктической зоне: Газпром добыча Ямбург (Бованенково), НОВАТЭК (Ямал СПГ), Роснефть (Ванкорская группа), Транснефть (Заполярье-Пурпе). Включая комплексные системы для вахтовых посёлков, УКПГ, компрессорных станций, нефтебаз.