Исследование и разработка системы контроля энергоэффективности нефтепромысловых объектов

Изотов, Дмитрий Андреевич Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В настоящей работе приведены решения по проектированию системы контроля энергоэффективности кустов скважин: разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом добычи нефти при помощи УЭЦН, выбору параметров, характеризующих энергоэффективность процесса добычи нефти с УЭЦН, их расчету и визуализации на разработанных экранных формах.
Разработанная система позволяет обеспечивать контроль и анализ энергоэффективности механизированного фонда скважин, оснащенных УЭЦН. Внедрение такой системы на предприятии позволит сократить энергозатраты на технологический процесс добычи нефти и повысить срок эксплуатации насосного оборудования.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13
1 Техническое задание ……………………………………………………………………….. 14
1.1 Требования к системе контроля энергоэффективности …………………….. 14
1.1.1 Требования к системе в целом ………………………………………………………. 14
1.1.2 Требования к режимам функционирования системы ……………………… 15
1.1.3 Требования к способам и средствам связи для информационного
обмена …………………………………………………………………………………………………….. 16
1.1.4 Требования по сохранности информации при авариях …………………… 16
1.1.5 Требования по возможностям развития и модернизации системы ….. 17
1.2 Требования АСУ ТП кустовой площадки …………………………………………. 18
1.2.1 Цели создания системы …………………………………………………………………. 18
1.2.2 Функции системы …………………………………………………………………………. 19
1.2.3 Состав кустовой площадки ……………………………………………………………. 20
1.2.4 Автоматизируемые функции технологического процесса………………. 21
1.2.5 Требования к обеспечению информационной безопасности…………… 22
2 Основная часть ………………………………………………………………………………… 24
2.1 Системы энергетического менеджмента …………………………………………… 24
2.2 Энергоэффективность нефтегазодобывающих компаний …………………. 27
2.3 Система контроля энергоэффективности ………………………………………….. 28
2.4 Структура системы контроля энергоэффективности …………………………. 29
2.5 Функции подсистем СКЭ …………………………………………………………………. 31
2.5.1 Подсистема сбора …………………………………………………………………………. 31
2.5.2 Подсистема обработки и хранения ………………………………………………… 32
2.5.3 Подсистема прикладных задач ………………………………………………………. 34
2.5.4 Подсистема отображения информации ………………………………………….. 34
2.6 Системы-источники данных …………………………………………………………….. 35
2.7 Разработка АСУ ТП механизированной добычи нефти …………………….. 35
2.7.1 Описание технологического процесса …………………………………………… 35
2.7.2 Выбор архитектуры АС ………………………………………………………………… 37
2.7.3 Разработка структурной схемы АСУ ТП ……………………………………….. 39
2.7.4 Объем автоматизации добывающей скважины с ЭЦН……………………. 40
2.7.5 Функциональные схемы автоматизации ………………………………………… 42
2.7.6 Информационное обеспечение АСУ ТП ………………………………………… 43
2.7.7 Кодирование технологических параметров ……………………………………. 44
2.7.8 Алгоритмы регулирования, технологических защит и блокировок … 44
2.7.9 Обеспечение информационной безопасности ………………………………… 45
2.8 Расчетные данные СКЭ ……………………………………………………………………. 47
2.9 Расчет показателей энергоэффективности ………………………………………… 51
2.9.1 Расчет энергоэффективности УЭЦН ……………………………………………… 53
2.9.2 Алгоритм сигнала «Откачка» и «Накопление» ………………………………. 57
2.10 Дизайн экранных форм …………………………………………………………………. 58
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
………………………………………………………………………………………………………… 65
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………… 66
3.1.1 Анализ конкурентных технических решений ………………………………… 66
3.2 Планирование управления научно-техническим проектом ……………….. 68
3.2.1 Иерархическая структура работ проекта ……………………………………….. 68
3.2.2 Контрольные события проекта………………………………………………………. 69
3.2.3 План проекта ………………………………………………………………………………… 70
3.3 Бюджет научного исследования ……………………………………………………….. 72
3.3.1 Расчёт материальных затрат ………………………………………………………….. 73
3.3.2 Основная заработная плата исполнителей темы …………………………….. 74
3.3.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ………………….. 76
3.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды …………………………………………… 77
3.3.5 Накладные расходы ………………………………………………………………………. 77
3.3.6 Формирование бюджета затрат исследовательского проекта …………. 78
3.4 Организационная структура проекта ………………………………………………… 78
3.5 Матрица ответственности ………………………………………………………………… 79
3.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования ….. 81
4 Социальная ответственность ……………………………………………………………. 87
4.1 Анализ угроз ……………………………………………………………………………………. 87
4.2 Меры повышения надежности системы ……………………………………………. 88
4.3 Обеспечение информационной безопасности системы ……………………… 91
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 95
Список использованных источников ………………………………………………………… 96
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 99
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 116
Приложение В………………………………………………………………………………………… 117
Приложение Г ………………………………………………………………………………………… 118
Приложение Д………………………………………………………………………………………… 119
Приложение Е ………………………………………………………………………………………… 120

Выбор оптимального способа эксплуатации скважины является одной
из основных задач механизированной добычи. Сложность ее решения
заключается во множестве переменных, которые влияют на экономическую
эффективность процесса. И если такие показатели, как наработка на отказ и
межремонтный период, достаточно трудно прогнозируемы, то удельное
энергопотребление поддается объективной оценке с помощью
инструментального контроля, на основе которого можно делать точные
расчеты, определяя экономическую привлекательность различных способов
эксплуатации для конкретных скважинных условий.
В связи со значительным ростом тарифов на электроэнергию
повышение энергоэффективности механизированной добычи нефти стало
одним из приоритетных направлений. Эффективная организация процесса
добычи нефти напрямую связана с достоверностью планирования
производственных показателей.
На сегодняшний день российские компании не предоставляют
полностью готовых к внедрению коммерческих комплексных решений по
мониторингу и анализу механизированного фонда скважин, а решения,
предлагаемые иностранными компаниями, во-первых, очень дороги, а, во-
вторых их интеграция потребовала бы длительного времени и огромных
затрат. К тому же в настоящие время привлечение иностранных подрядчиков
осложнено политической ситуацией.
Целью магистерской диссертации является разработка системы
контроля энергоэффективности для нефтепромысловых объектов и
исследование методики расчета параметров энергоэффективности скважин,
оснащенных УЭЦН.

В результате выполнения выпускной квалификационной работы была
разработана система контроля энергоэффективности для механизированного
фонда скважин, оснащенных УЭЦН. Для этого была разработана
автоматизированная система управления технологическими процессами
кустовых площадок, выбран достаточный для реализации функций системы
контроля энергоэффективности объем автоматизации УЭЦН, выбраны
параметры энергоэффективности и разработаны алгоритмы для их
вычисления, разработаны экранные формы для визуализации показаний
измерений с полевого уровня и расчетных данных системы.
Также было выполнено технико-экономическое обоснование проекта,
рассмотрены вопросы обеспечения безопасности труда и производственной
санитарии и вопросы повышения надежности разработанной системы на
диспетчерском уровне управления АС.
Таким образом, разработанная автоматизированная система позволяет
обеспечить контроль и анализ энергоэффективности механизированного
фонда скважин, оснащенных УЭЦН. Внедрение такой системы в предприятии
позволит сократить энергозатраты на процесс добычи нефти и выявить
наиболее перспективные с точки зрения потенциала добычи нефти и
энергоэффективности производственные объекты.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету