Повышение энергоэффективности электроприводов штанговых насосных установок малодебитных скважин

С. А. Фролов; Д. И. Шишлянников

Повышение энергоэффективности электроприводов штанговых насосных установок малодебитных скважин

С. А. Фролов, Д. И. Шишлянников

Аннотация

Приведены сведения об эксплуатации установок штанговых скважинных насосов (УШСН), оснащенных электромеханическими приводами — балансирными станками-качалками (СК). При эксплуатации малодебитных осложненных скважин УШСН с балансирными СК характеризуются низкой энергоэффективностью функционирования, что обусловлено неудовлетворительным уравновешиванием приводов и нерациональными параметрами работы насосных установок. Обоснована необходимость разработки и совершенствования систем мониторинга УШСН. Описан программно-регистрирующий комплекс «АКД-СК», разработанный специалистами ООО «НПП «РОС». Изложены основные аспекты методики и приведены примеры оценки технического состояния УШСН посредством анализа ваттметрограмм приводных электродвигателей. Приведены результаты опытно-промышленных сравнительных испытаний УШСН, оснащенной балансирным СК с классическим асинхронным и перспективным вентильным приводными двигателями и интеллектуальной станцией управления VLT-SALT. Доказана высокая энергоэффективность УШСН с вентильным приводным электродвигателем (ВД) и четырехпериодным управлением. Проведен анализ ваттметрограмм ВД, по результатам которых определено наличие переходных процессов при реализации четырехпериодного управления. Возникновение знакопеременных динамических нагрузок на валах и в подшипниковых опорах редуктора обусловливает повышение вероятности отказа СК и снижение наработки УШСН.

Ключевые слова

установка штанговых скважинных насосов, электромеханический привод, электротехнические системы непрерывного мониторинга, программно-регистрирующий комплекс, уравновешивание, энергоэффективность, вентильный двигатель, увеличение наработки

Полный текст:

PDF

Литература

Молчанов, А. Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа / А. Г. Молчанов. — М.: Издательский дом Альянс, 2010. — 588 с.

Мазеин, И. И. Результаты опытно-промышленных испытаний перспективных приводов штанговых скважинных насосных установок / И. И. Мазеин, А. Н. Устинов, М. В. Тяктев, А. А. Рыбин, Д. И. Шишлянников, М. М. Тяктев // Горное оборудование и электромеханика. — 2016. — № 9. — С. 8 – 14.

Shishlyannikov, D. I. Substantiation of the rational method to control the operating and technical-condition parameters of a heading-and-winning machine for potash mines / D. I. Shishlyannikov, N. V. Chekmasov, M. G. Trifanov, S. L. Ivanov, I. E. Zvonarev // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. — 2015. — Vol. 3. — рр. 283 – 287. DOI: 10.3103/S105261881503019X.

Burkov, P. V. Justifying a method of balancing crank-and-rod mechanism of mining roadheader / P. V. Burkov, S. P. Burkova, V. Y. Timofeev // Applied Mechanics and Materials. — 2014. — Vol. 682. — рp. 270 – 275. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ AMM.682.270.

Барков, А. В. Методика диагностирования механизмов с электроприводом по потребляемому току / А. В. Барков, Н. А. Баркова, А. А. Борисов, В. В. Федорищев, Д. В. Грищенко. — М.: НОУ «Севзапучцентр», 2012. — 67 с.

Софьина, Н. Н. Способ контроля параметров работы и технического состояния штанговых скважных насосных установок / Н. Н. Софьина, Д. И. Шишлянников, К. А. Корнилов, Е. О. Вагин // Master’s Journal. — 2016. — № 1. — С. 247 – 257.

Gaivoronskiy, I. N. Ways of improvement of reservoir completion efficiency / I. N. Gaivoronskiy, V. I. Kostitsyn, A. D. Savich, I. A. Chernykh, A. V. Shumilov // Neftyanoe Khozyaystvo. — Oil Industry. — 2016. — Iss. 10. — рp. 62 – 65.

Kostyukov, V. N. Real-time condition monitoring of equipment / V. N. Kostyukov // 7th International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies 2010. — 2010. — Vol. 1. — pp. 239 – 246.

Shishlyannikov, D. I. Operational control and diagnostics of the equipment by the parameters of the electric drive power supply by the example of deep well pump units / D. I. Shishlyannikov, M. A. Vasilyeva // MEACS 2016, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2017. — Vol. 177. — рр.12 – 16. DOI: 10.1088/ 1757-899X/177/1/012013.

Kostyukov, V. N. Real-Time monitoring of machinery operation hazards / V. N. Kostyukov, A. V. Kostyukov // Neftyanoekhozyaystvo — Oil Industry. — 2014. — Iss. 9. — рр. 46 – 49.

Kostyukov, V. N. Real-time condition monitoring of thermal power plants feed-pumps by rolling bearings supports vibration / V. N. Kostyukov, E. V. Tarasov // Journal of Physics: Conference Series. — 2012. — Vol. 364. — Iss. 1. Article number 012131. DOI: 10.1088/1742-6596/364/ 1/012131.

Kowalczyk, A. Groundwater recharge of carbonate aquifers of the Silesian-Cracow Triassic (southern Poland) under human impact / A. Kowalczyk, A. J. Witkowski // Environmental Geology. — 2008. — Vol. 55. — Iss.2. — рр. 235 – 246. DOI: 10.1007/s00254-007-0999-9.

Паспорт «Стационарный программно-аппаратный комплекс АКД-СК». — Пермь: НПП «РОС», 2015. — 13 c.

Усачев, О. И. Бестрансмиссионный энергоэффективный привод редуктора станка-качалки / О. И. Усачев, М. Я. Гинзбург, А. Е. Егнус, В. И. Павленко // Нефтегазовая вертикаль. — 2014. — № 17 – 18. — С. 100 – 103.

Иванов, С. Л. Повышение ресурса трансмиссий горных машин на основе оценки энергонагруженности их элементов / С. Л. Иванов. — СПб.: Санкт-Петербургский горный ин-т, 1999. — 92 с.