Моделирование температурного поля погружного электродвигателя в условиях изменяющейся частоты подводимого тока и наличия загрязняющего слоя

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЕ ОБ УСТАНОВКЕ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, ПОГРУЖНОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕ, УСЛОВИЯХ И РЕЖИМАХ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ 4
1.1 Общие сведения об установке электроцентробежного насоса 4
1.2 Общие сведения о погружном электродвигателе 7
2. ВЫБОР ТИПА ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ИСХОДЯ ИЗ СКВАЖИННЫХ УСЛОВИЙ 8
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ПЭД 13
3.1 Теоретические предпосылки для расчета 13
3.2 Расчет 19
3.3 Анализ результатов 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 24
Приложение 25

Весь текст будет доступен после покупки

Известно, что около 80 процентов добычи нефти в России осуществляется с помощью погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН). Данное оборудование играет огромную роль в нефтяной отрасли. Поэтому задачи всестороннего исследование этого оборудования, режимов его работы, поиска способов модернизации, являются актуальными на сегодняшний день.
Состав и принцип действия оборудования описан в 1 главе. Одним из ключевых элементов установки является погружной электродвигатель (ПЭД).
Зачастую ПЭД ломаются раньше времени, и причин выхода двигателя из строя множество. Наиболее распространены две причины. Первая – это попадание воды в ПЭД и его замыкание. Вторая – замыкание вследствие перегрева. Описанию нагрева и перегрева ПЭД при различных условиях и будет посвящена данная работа.
Поломки ПЭД чреваты большими затратами направленными на подъем и замену оборудования, а также обусловленные простоями скважин. В данной работе предпринята попытка описания теплового поля электродвигателя, а также определение поведения этого поля при изменении режима работы насоса (частоты переменного тока) и образовании на поверхности двигателя загрязняющего слоя. Подробнее об изменении частоты и образовании загрязнений описано в 1 главе.
Очевидно, что увеличение частоты и образование загрязняющего слоя приводят к усилению нагрева ПЭД, однако в какой степени данные факторы влияют на температурное поля двигателя неизвестно. Однозначно оба эти фактора приводят к дополнительному нагреву. Предположительно, увеличение частоты значительно увеличивает нагрев ПЭД, так же, как и образование даже тонкого (несколько миллиметров) слоя на его поверхности.
Итак, цель работы - Определение теплового поля электродвигателя, а также поведения этого поля при изменении частоты подводимого тока и образовании на поверхности двигателя загрязняющего слоя.
Гипотеза состоит в том, что увеличение частоты значительно увеличивает температуру ПЭД, так как это приводит к увеличению теплового потока. Также образование слоя из парафинов, смол, асфальтенов приводит к очень сильному нагреву двигателя, даже при небольшой толщине. Данное предположение основано на том факте, что коэффициент теплопроводности крайне мал для этого слоя.
Поставленная выше цель достигается путем решения следующих задач в определенной последовательности:
-Представить общее понятие об оборудовании и явлениях, условиях работы, о которых пойдет речь в данной работе.
- Выполнить выбор двигателя для расчета на основе заданных параметров нефтяной скважины.
- Осуществить математическое моделирование температурного поля ПЭД при различных значениях частоты и загрязняющего слоя.
- Сделать заключение о полученных результатах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЕ ОБ УСТАНОВКЕ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, ПОГРУЖНОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕ, УСЛОВИЯХ И РЕЖИМАХ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Общие сведения об установке электроцентробежного насоса

Установки электрических погружных центробежных насосов относятся к классу бесштанговых установок и играют в нефтедобывающей промышленности России определяющую роль по объему добываемой нефти. Они предназначены для эксплуатации добывающих скважин различной глубины с различными свойствами добываемой продукции: безводная маловязкая и средней вязкости нефть; обводненная нефть; смесь нефти, воды и газа [1]. УЭЦН очень универсальное оборудование, диапазон подач которого 10 – 1000 м3/сут, напор может превышать 3000 м, КПД установок самый высокий среди всех механизированных способов добычи. Также УЭЦН имеет гибкую систему дистанционного управления, позволяющую добиться требуемого рабочего режима [2].
Подъем жидкости из скважины осуществляется за счет работы электроцентробежного насоса, функциональная схема которого представлена на рисунке 1. Установка УЭЦН состоит из погружного насосного агрегата (электродвигателя с гидрозащитой и насоса), кабельной линии (круглого или плоского кабеля с муфтой кабельного ввода), колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного электрооборудования: трансформатора и станции управления.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Мищенко И.Т. Скиажинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. — М: М71 ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. — 816 с. ISBN 5-7246-0234-2.
2. Ивановский В.Н. Анализ современного состояния и перспектив развития скважинных насосных установок для добычи нефти // Оборудование и технологии нефтегазового комплекса . - 2007. - №6.
3. Методическая разработка открытого урока // Infourok URL: https://infourok.ru/metodicheskaya_razrabotka_otkrytogo_master_klassa_po_engs-138492.htm (дата обращения: 09.03.2017).
4. Красноборов Д.Н. Осложненный фонд скважин ООО "Лукойл-Пермь" // Инженерная практика . - 2016. - №4.
5. Потапов А.В. Инструкция по запуску, выводу на режим и эксплуатации скважин оборудованных УЭЦН. - Томск: 2010.
6. Ляпков, П.Д. Подбор установки погружного центробежного насоса к скважине / П.Д. Ляпков Н.Н. – М.: МИНГ.
7. Теплопередача. Учебник для вузов. / Исаченко В.П, Осипова В.А, Сукомел А.С., - 3 изд. - М.: Энергия, 1975.

Весь текст будет доступен после покупки