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!

    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
    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
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету