Энергетические показатели электротехнического комплекса для добычи нефти при изменении частоты и напряжения источника питания

В. А. Копырин; О. В. Смирнов; А. Л. Портнягин; Р. Н. Хамитов

Энергетические показатели электротехнического комплекса для добычи нефти при изменении частоты и напряжения источника питания

В. А. Копырин, О. В. Смирнов, А. Л. Портнягин, Р. Н. Хамитов

Аннотация

Приведены результаты исследования влияния изменения частоты и напряжения источника питания на энергетические и силовые показатели электротехнического комплекса (ЭТК) установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) для добычи нефти с внутрискважинным компенсатором реактивной мощности. Разработана имитационная модель ЭТК УЭЦН для добычи нефти. Исходные данные для составления моделей отдельных элементов ЭТК УЭЦН получены из протоколов приемо-сдаточных испытаний заводов-изготовителей оборудования для добычи нефти, имеющих лицензированные лаборатории и аттестованных специалистов. Определен рекомендуемый диапазон регулирования частоты напряжения питания от 35 до 53 Гц для исследуемого ЭТК УЭЦН, при котором токи погружного электродвигателя и внутрискважинного компенсатора не превышают длительно допустимых значений.

Ключевые слова

внутрискважинный компенсатор; имитационная модель; погружной электродвигатель; реактивная мощность; электротехнический комплекс; энергетические показатели

Полный текст:

PDF

Литература

Kulda, V. Large variable speed drives with bypass powered by frequency converters / V. Kulda // 2015 International Conference on Electrical Drives and Power Electronics (EDPE) (Slovakia, Tatranska Lomnica, 21 - 23 September 2015). Article number: 15600320. DOI: 10.1109 / EDPE.2015.7325277.

Bhavana, M. B. Energy conservation using variable frequency drives of a humidification plant in a textile mill / M. B. Bhavana, V. Hegde // 2015 International Conference on Power and Advanced Control Engineering (ICPACE) (India, Bangalore, 24 September 2015). Article number: 15486767. DOI: 10.1109/ICPACE.2015.7274923.

Bravo, R. J. Dynamic performance of air conditioners with variable frequency drive / R. J. Bravo, M. Norwalk // 2016 IEEE / PES Transmission and Distribution Conference and Exposition (T&D) (Dallas, Texas, USA, 3 - 5 May 2016). Article number: 16160231. DOI: 10.1109/TDC.2016.7519916.

Chatterjee, S. A novel speed sensor-less vector control of Dual Stator Induction machine with space vector based advanced 9-zone hybrid PWM for grid connected wind energy generation system / S. Chatterjee, S. Chatterjee // Electric power systems research. - V. 163. - pp. 174 - 195. DOI: 10.1016/j.epsr.2018.02.021.

Шевченко, С. Д. Разработка алгоритма расчета дебита нефтяных скважин при их эксплуатации УЭЦН / С. Д. Шевченко, С. Б. Якимов, В. Н. Ивановский и др. // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2013. - № 6. - С. 90 - 91.

Орлов, А. В. Анализ факторов электроемкости добычи топливно-энергетических ресурсов / А. В. Орлов, Ф. Ф. Юрлов // Вестник КрасГАУ. - 2012. - № 8. - С. 9 - 13.

Ивановский, В. Н. Вопросы энергоэффективности установок электроприводных центробежных насосов / В. Н. Ивановский, А. А. Сабиров, А. В. Деговцов и др. // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2016. - № 4. - С. 25 - 30.

Гинзбург, М. Я. Интегральный показатель энергоэффективности погружных электродвигателей / М. Я. Гинзбург // Инженерная практика. - 2017. - № 12. - С. 82 - 86.

Копырин, В. А. Влияние внутрискважинного компенсатора на падение напряжения в элементах электротехнического комплекса добывающей скважины / В. А. Копырин, О. В. Смирнов, А. В. Портнягин, Р. Н. Хамитов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2018. - Т. 329. - № 9. - С. 117-124.

Копырин, В. А. Оценка энергетической эффективности использования внутрискважинных компенсаторов реактивной мощности / В. А. Копырин, О. В. Смирнов, А. В. Портнягин // Омский научный вестник. - 2018. - № 2 (158). - С. 78 - 83. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-159-78-83.

Копырин, В. А. Повышение эффективности использования электроэнергии погружным оборудованием высокодебитных скважин / В. А. Копырин // Омский научный вестник. - 2018. - № 3 (159). - С. 47 - 51. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-159-47-51.

Сухачев, И. С. Совершенствование защиты от импульсных перенапряжений в системе "Трансформатор - питающий кабель - погружной электродвигатель" / И. С. Сухачев, С. В. Сидоров, В. В. Сушков // Промышленная энергетика. - 2017. - № 9. - С. 7 - 12.

Romanov, V. S. The dynamic improvement methods of energy efficiency and reliability of oil production submersible electric motors / V. S. Romanov, V. G. Goldstein // IOP 11th International Scientific and Technical Conference on Applied Mechanics and Dynamics Systems (Omsk, Russia, 14 - 16 November 2017). DOI: 10.1088/1742-6596/944/1/012099.

Salazar, A. O. Instrumentation to detect contamination of insulating oil in motors applied to electrical submersible pump / A. O. Salazar, A. M. Fonseca Diego, A. L. Martelli, et al. // 2014 11th IEEE/IAS International Conference on Industry Applications (Juiz de Fora, Brazil, 7 - 10 December 2014). Article number: 14985633. DOI: 10.1109/INDUSCON.2014. 7059440.

Kuznetsov, Ye. M. Determination of control stations total power losses and efficiency for electric centrifugal pumps / Ye. M. Kuznetsov, A. Yu. Kovalev, V. V. Anikin, V. A. Kandaev // IEEE Conference 2017 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Omsk, Russia, 14 - 16 November 2017). Article number: 17467659. DOI: 10.1109/Dynamics. 2017.8239475.

Liu, T. Study on multi-objective optimization of oil production process / T. Liu, X. Gao, L. Wang // Proceeding of the 11th World Congress on Intelligent Control and Automation (Shenyang, China, 29 June - 4 July 2014). Article number: 14967459. DOI: 10.1109/WCICA.2014.7052997.

Глазырин, А. С. Разработка наблюдателя полного порядка с оперативным мониторингом момента сопротивления для погружных асинхронных электродвигателей / А. С. Глазырин, С. Н. Кладиев, К. С. Афанасьев и др. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2018. - Т. 329. - № 2. - С. 118 - 126.

Копырин, В. А. Имитационное моделирование режимов работы погружного асинхронного электродвигателя / В. А. Копырин, О. В. Смирнов // Омский научный вестник. - 2018. - № 1 (157). - С. 58 - 62. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-157-58-62.

Ершов, М. С. Устойчивость промышленных электротехнических систем / М. С. Ершов, А. В. Егоров, А. А. Трифонов. - М.: Издательский дом "Недра", 2010. - 319 с.

Сипайлов, В. А. Математическое моделирование электротехнического комплекса механизированной добычи нефти / В. А. Сипайлов // Наука, технологии, инновации: Труды Всеросс. науч. конф. Новосибирск. - 2008. - С. 46 - 47.

ГОСТ IEC 61921-2013. Конденсаторы силовые. Конденсаторные батареи для коррекции коэффициента мощности при низком напряжении. - М.: Стандартинформ, 2014. - 16 с.