Разработка наблюдателя переменных состояния и момента сопротивления погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса для добычи нефти в осложненных условиях

Слепнёв, Иван Георгиевич Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Предложена оригинальная структура наблюдателя полного порядка с оперативным мониторингом сопротивления нагрузки на валу погружного асинхронного двигателя, подключенного к источнику питания по длинному кабелю. Для функционирования наблюдателя необходима информация о величине токов и напряжений на входе питающего кабеля, а также сигналы об оценках параметров схемы замещения и момента инерции от дополнительного устройства – идентификатора параметров.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 14
1. УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ …………………… 16
1.1. Назначение, устройство, принцип действия, технические и
эксплуатационные характеристики …………………………………………………………… 16
1.2. Анализ факторов, приводящих к выходу из строя УЭЦН …………………. 19
1.3. Блок схема электромеханической системы с регулируемым
асинхронным двигателем и косвенным методом измерения переменных
состояния …………………………………………………………………………………………………. 28
1.4. Критический анализ проблем построения электромеханической
системы с регулируемым асинхронным двигателем и косвенным методом
измерения переменных состояния…………………………………………………………….. 33
1.5. Проблема учета волновых эффектов в кабельной линии …………………… 36
1.6. Выводы по главе ……………………………………………………………………………… 42
2. ПОСТРОЕНИЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННЫХ СОСТОЯНИЯ И
МОМЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ДОБЫЧИ
НЕФТИ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ ………………………………………………. 43
2.1. Принятые допущения ………………………………………………………………………. 43
2.2. Выводы по главе ……………………………………………………………………………… 53
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ
ПЕРЕМЕННЫХ СОСТОЯНИЯ И МОМЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ДОБЫЧИ
НЕФТИ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ ………………………………………………. 54
3.1. Математическое моделирование прямого пуска
установки электроцентробежного насоса для добычи нефти с наблюдателем
переменных состояния и момента сопротивления погружного
электродвигателя ……………………………………………………………………………………… 54
3.2. Моделирование частотно-регулируемого асинхронного электропривода
установки электроцентробежного насоса для добычи нефти с наблюдателем
переменных состояния и момента сопротивления погружного
электродвигателя ……………………………………………………………………………………… 61
3.2.1. Функциональная схема системы скалярного частотного управления 61
3.2.2. Моделирование частотно-регулируемого асинхронного
электропривода установки электроцентробежного насоса для добычи нефти с
наблюдателем переменных состояния и момента сопротивления погружного
электродвигателя ……………………………………………………………………………………… 64
3.3. Выводы по главе ……………………………………………………………………………… 68
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 69
4.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения…………………………………………………………………………………… 69
4.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования ………………… 69
4.1.2. Технология QuaD ………………………………………………………………………….. 70
4.2. Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований …………………………………………………………………………………………… 72
4.2.1. Планирование научно-исследовательских работ ……………………………. 72
4.2.1.1. Структура работ в рамках научного исследования ……………………… 72
4.2.1.2. Организация и планирование работ ……………………………………………. 74
4.3. Бюджет проекта ………………………………………………………………………………. 78
4.4. Оценка конкурентоспособности и ресурсоэффективности проекта …… 82
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ………………………………………………. 85
5.1. Производственная безопасность ………………………………………………………. 85
5.1.1. Анализ выявленных вредных факторов проектируемой
производственной среды в следующей последовательности ……………………… 86
5.1.1.1. Производственные метеоусловия ……………………………………………….. 86
5.1.1.2. Недостаточная освещенность рабочей зоны. ………………………………. 87
5.1.1.3. Повышенный уровень шума……………………………………………………….. 89
5.1.1.4. Повышенный уровень электромагнитных излучений ………………….. 90
5.2. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой произведённой
среды ……………………………………………………………………………………………………….. 91
5.2.1. Электроопасность …………………………………………………………………………. 91
5.3. Экологическая безопасность ……………………………………………………………. 93
5.3.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ………. 93
5.3.2. Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду…….. 95
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 95
5.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований и обоснование мероприятий по предотвращению ЧС ………….. 95
5.4.2. Профилактика пожароопасной ситуации (пожара) ………………………… 97
5.4.3. Действия при возникновении пожароопасной ситуации (пожара) ….. 97
5.5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 98
5.5.1. Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны)
правовые нормы трудового законодательства. ………………………………………….. 98
5.5.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ……… 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………… 100
Список публикаций……………………………………………………………………………… 101
Литература ………………………………………………………………………………………….. 103
Приложение А …………………………………………………………………………………….. 108
Приложение Б ……………………………………………………………………………………… 128
Приложение В …………………………………………………………………………………….. 140

На текущий момент Российская Федерация является одним из
крупнейших экспортеров нефти на мировом топливном рынке.
Следовательно, увеличение объемов добычи нефти во многом определяет
стратегию экономического развития страны. Поэтому к нефтедобывающей
отрасли предъявляются оправданно высокие требования, начиная с анализа
пластов залежей углеводородов и последующей добычи, и заканчивая
передачей на перерабатывающие предприятия, то есть ставится задача по
снижению затрат ресурсов на поддержание функционирования
нефтедобывающего комплекса. Однако важнейшей целью является
повышение эффективности и надежности оборудования для
механизированной добычи нефти.
Нефтедобыча отличается высокой энергоемкостью, в частности
расходы, которые приходятся на долю электроэнергии составляют 30-50% от
общей суммы затрат. Однако по мнению некоторых экспертов, в странах
Запада затраты на электроэнергию составляют лишь 10% издержек на
добываемое сырье. Следовательно, доля затрат на электроэнергию при
нефтедобыче в условиях постоянного роста тарифов на электроэнергию будет
только увеличиваться.
Увеличение издержек связано с изменением состояния сырьевой базы,
качеством запасов на разрабатываемых и открываемых месторождениях,
ухудшением условий нефтедобычи (обводненность, повышенная вязкость и
запарафинивание добываемой продукции, высокий газовый фактор) [1].
Большинство месторождений с активными запасами находятся на последней
стадии разработки, растет доля трудноизвлекаемых запасов, снижается
уровень нефти в скважинах, увеличивается число скважин с динамическим
уровнем больше одного километра. Освоение новых месторождений
сопровождается ростом количества скважин и глубиной бурения.
Одновременно с ростом механизированного фонда скважин увеличиваются
затраты на ремонт оборудования.
На отечественных месторождениях нефть добывается фонтанным,
частично газлифтным и преобладающе механизированным способом (УЭЦН,
УШГН).
По сравнению с другими установками УЭЦН обеспечивают большой
диапазон подач (от 10 до 1000 м3/сут) и высокий КПД (более 40%) в области
подач от 50 до 300 м3/сут; способны развивать напор до 3500 м; менее
подвержены влиянию кривизны ствола и менее трудоемки [2].
При эксплуатации скважин УЭЦН наиболее эффективно происходит
борьба с отложениями парафина с помощью автоматизированных
проволочных скребков и путем нанесения покрытий на внутреннюю
поверхность НКТ, что приводит к уменьшению
асфальтосмолопарафиноотложений за счет снижения шероховатости
поверхности.
Вышеизложенные факторы привели к тому, что наиболее
распространенным оборудованием для механизированной добычи нефти
являются УЭЦН. В РФ около 35% всех нефтяных скважин оснащены УЭЦН,
ими обеспечивается основной объем добычи жидкости и нефти (более 65%)
[3]. В этих условиях, представляется актуальным совершенствование методов
управления УЭЦН, особенно оборудованными ПЧ, которые позволят
повысить эффективность их использования с одновременным снижением
энергопотребления и потерь в промысловой сети электроснабжения, что в
целом ведет к экономии финансовых средств.
1. УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

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!

    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 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
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    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
    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
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Энергосервисный договор
    📅 2018год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Асинхронный электропривод вентиляционной установки
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка имитационной модели системы электропитания тяжелого самолета
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Оптимизация структуры и режимов фотоэлектростанций северных территорий
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)