Исследование и оптимизация режимов работы электро- приводов погружных насосных установок

Основные термины и определения………...……………………………………...
Обозначения и сокращения……………………………………………………….
Введение…………………………………………………………………………...
1 Обзор технологии добычи нефти установкой ЭЦН…………………………..
1.1 Описание технологического процесса…………………………………..…...
1.2 Состав и комплектность УЭЦН………………………………………………
1.3 Принципы расчета потерь мощности по узлам установки ЭЦН……………..
1.4 Определение нормативного удельного расхода электроэнергии установки
ЭЦН на добычу……………………………………………………………………
1.5 Расчет электрических нагрузок установок ЭЦН…………………………….
2 Методика определения нормативного удельного расхода электроэнергии
установки ЭЦН…………………………………………………………………….
2.1 Цель методики…………………………………………………………………
2.2 Объекты методики…………………………………………………………….
2.3 Задачи методики……………………………………………………………….
2.4 Исходные данные……………………………………………………………...
2.5 Средства обеспечения………………………………………………………...
2.6 Критерии оценки эффективности методики………………………………...
2.7 Основные методические положения…………………………………………
2.8 Пример расчета нормативного удельного энергопотребления для реальных скважин……………………………………………………………………………….
3 Исследование зависимости удельного энергопотребления УЭЦН от технологических параметров……………………………………………………...
4 Метрологическое обеспечение методики определения нормативного удельного расхода электроэнергии установки ЭЦН……………………………………………
4.1 Требования к средствам измерений……………………………………..
4.2 Расчетные формулы для определения относительных предельных погрешностей результатов испытаний…………………………………………………………….
5 Пути оптимизации энергопотребления УЭЦH…………………...
5.1 Оптимизация потерь в кабеле УЭЦH……………………………….
5.2 Использование ПЭД с повышенным напряжением питания (HПЭД)………….
5.3 Применение вентильного электропривода погружного ЭЦН (ВПЭД)
6 Патентный обзор…………………………………….
Заключение………………………………………………………………………...
Список использованных источников…………………………………………….

Весь текст будет доступен после покупки

В последние годы одними из основных направлений технической политики во всех развитых странах мира стали энергосбережение и энергетическая эффективность. Это связано как с ограниченностью энергетических ресурсов, так и с постоянным ростом их стоимости. В развитых странах в десятки раз возросли инвестиции в сферу энергосбережения, стали создаваться специальные программы и организации в данном направлении. Проблема энергосбережения чрезвычайно актуальна и в России.
Одним из важнейших направлений внедрения энергосберегающих мероприятий является механизированная скважинная добыча углеводородного сырья. Такие факторы, как нестабильные мировые цены на нефть и постоянный рост цен на электроэнергию способны превратить процессы добычи нефти и газа в низкорентабельные или даже убыточные производства.
Нефтяным компаниям приходится все больше заниматься разработкой месторождений с трудно извлекаемыми запасами нефти. Добыча и транспортировка высоковязкой нефти происходит с использованием технологий подогрева скважинной продукции: это греющие кабели, водянoго пара и других средств, что требует значительных энергетических затрат.
Расчет нормативных удельных энергетических затрат на технологические процессы добычи нефти и газа позволяет заранее прогнозировать затраты на добычу нефти, оценивать эффективность производственных процессов и планировать разработку и внедрение энергосберегающих мероприятий.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор технологии добычи нефти установкой ЭЦН

1.1 Описание технологического процесса

Выбор электрооборудования скважины определяется способом добычи нефти. Установки электроцентробежных насосов далее по тексту (УЭЦН), находят применение при эксплуатации обводненных, высокодебитных, глубоких и наклонных скважин. Установки ЭЦН (электроцентробежные насосы) имеют очень большой диапазон подач – от 10 до 1000 м3/сут. и способны развивать напор до 3.5 км водяного столба.
Состав погружной части определяется параметрами скважины. К основному подземному электрооборудованию относят электроцентробежный насос (ЭЦН) и погружной электродвигатель (ПЭД). Питание к двигателю подводится кабелем типа КПБП и КРБК с сечением 10, 16, 25 и 35 мм2.
На поверхности земли от клеммной коробки, в которой производится соединение погружного кабеля с кабельной линией, установлена кабельная эстакада. По ее нижним полкам укладывается кабельная линия электроцентробежных насосов. Наземное оборудование установлено на площадке механизированной добычи (ПМД). К основному наземному оборудованию относят трансформатор T питания погружных насосов (типа ТМП и ТМПН), станцию управления установкой (СУ типа Электрон-М, Электрон-05, ШГС-5805 и др.) и выходные фильтры.
Также к наземному оборудованию относят кабели, служащие в качестве перемычек между станцией управления и трансформатором, и питающие кабели, соединяющие станцию управления с кустовой трансформаторной подстанцией (КТПН).

1.2 Состав и комплектность УЭЦН

Технологическая схема установки ЭЦН в базовой комплектации представлена на рисунке 1.1.
В скважину опускаются погружной электроцентробежный насос 1, протектор 2 и погружной электродвигатель 3, питание к которому подводится по электрическому кабелю 4. Жидкость поднимается на поверхность по колонне НКТ, внизу колонны имеются обратный клапан 5 и спускной клапан 6.

Рисунок 1.1 – Технологическая схема установки ЭЦН
1 – погружной центробежный насос; 2 – гидрозащита (протектор); 3 – погружной электродвигатель; 4 – электрический кабель; 5 – обратный клапан;
6 – спускной клапан; 7 – трансформатор; 8 – станция управления.
Наземное оборудование включает в себя повышающий трансформатор 7 и станцию управления 8.
Схема установки, показанная на рисунке 1.1, соответствует базовой комплектации ЭЦН [3, 18]. В зависимости от условий эксплуатации установка может содержать предварительно включённые перед ПЭД устройства, такие как диспергаторы или мультифазные насосы, основное назначение которых – приготовить и передать в основной насос мелкодисперсную квазиоднородную эмульсию газ-вода-нефть. На поверхности перед трансформатором повышающим может быть установлен частоты преобразователь для регулирования V-ти вращения насоса.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Ивановский, В.Н. Энергетика добычи нефти: основные направления оптимизации энергопотребления /В.Н. Ивановский //Инженерная практика.– 2011.– №6.– С.18-26.
2 Маркетинговое исследование рынка установок штанговых глубинных насосов (УШГН). Аналитический отчет. Research. Techart. 2010: [электронный ресурс]. URL: http://www.techart.ru/files/research/walking-beam-pumping-unit.pdf.
3 Мищенко, И.Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. – М.: изд-во «Нефть и газ» ФГУП РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003.
– 816 с.
4 Пещеренко, С.Н. Рабочие характеристики ЭЦН с предвключенным диспергатором при работе на газожидкостной смеси /С.Н. Пещеренко, А.Л. Каплан, М.П. Пещеренко, А.А. Ивашов //Специализированный журнал Бурение & Нефть.– 2011.– №11.– 44 с.
5 Гинзбург, М.Я. Об энергетических показателях УЭЦН /М.Я. Гинзбург, В.И. Павленко, В.П. Климов //Инженерная практика.– 2010.– №8.– С.12-17.
6 Волков А.В., Микель Е.М. Исследование потерь мощности и энергетических показателей частотных преобразователей. 2010: [электронный ресурс]. URL: http://www.kdu.edu.ua/statti/2010-3-1(62)/PDF_3_2010_ch1/93.pdf.
7 Бойков, И.Р. Методы анализа надежности и эффективности систем добычи и транспорта углеводородного сырья /И.Р. Бойков, Е.А. Смородов, К.Р. Ахмадуллин. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. – 275 с.

Весь текст будет доступен после покупки