Горный журнал УГГУ - Результаты поиска для: Лысова О. А.

Для повышения уровня добычи нефти и газа в Западно-Сибирском регионе необходимо разбуривание новых скважин. Основным путем уменьшения времени строительства скважин является увеличение скорости бурения за счет повышения технического уровня применяемого бурового оборудования. Операции по спуску и подъему колонны бурильных труб – наиболее длительные и трудоемкие операции при бурении скважины. Как правило, расчет параметров механического и электрического оборудования буровой лебедки и параметров их работы производится без учета влияния упругих сил, действующих на колонну бурильных труб. Однако колонна бурильных труб и талевый канат не являются абсолютно жесткими телами. Помимо сил, направленных непосредственно на перемещения колонны, на нее воздействуют разнонаправленные силы упругости как самой колонны, так и талевого каната, приводящие к возникновению упругих колебаний их элементов. Рассмотрен процесс подъема колонны бурильных труб с учетом ее упругости. Все расчеты произведены для буровых лебедок с наиболее перспективной системой электропривода «преобразователь частоты–асинхронный электродвигатель». Разработана кинематическая схема многомассовой системы, произведено ее математическое описание. Исследования проводились в среде MATLAB Simulink. Имеющиеся в буровой колонне и талевом канате упругие колебания негативно отражаются на динамических процессах как системы электропривода, так и механического оборудования. Для снижения влияния упругих колебаний на системы механического и электрического оборудования буровой лебедки необходимо регламентировать ускорение электропривода, которое должно изменяться по определенному закону.

Суммарная электрическая нагрузка магистральных нефтеперекачивающих насосных станций составляет основную часть нагрузки при транспортировке нефти. Повышение энергоэффективности насосных агрегатов является одной из важнейших задач. Очевидно, что основные способы изменения подачи нефти – включение (отключение) одного или нескольких насосов, дросселирование, байпасирование – являются значительно более энергозатратными, чем регулирование угловой скорости приводного электродвигателя путем изменения частоты напряжения его питания. Однако остается открытым вопрос о количестве регулируемых насосов. В работе рассмотрены энергетические показатели (удельный расход электроэнергии) группы параллельно включенных центробежных насосов при использовании одного и двух насосов из группы с регулируемыми угловыми частотами вращения для поддержания требуемого напора в гидравлической системе. Произведен сравнительный анализ двух указанных вариантов, по результатам которого сделан вывод о том, что в реальном диапазоне подач при применении одного регулируемого насоса в совокупности с нерегулируемыми в любом случае удельный расход электроэнергии меньше, чем при применении двух регулируемых насосов.

Рассмотрены вопросы целесообразности применения для привода насосов кустовых насосных станций (КНС) системы поддержания пластового давления (ППД) асинхронных электродвигателей (АД), получающих питание от преобразователей частоты, и мотивирован выбор оптимального количества регулируемых электродвигателей. Проведено исследование влияния изменения частоты питающего напряжения на величину потерь мощности АД и сделан вывод о необходимости выравнивания скоростей регулируемых АД для их минимизации. Разработаны алгоритм системы выравнивания скоростей и ее принципиальная схема.

Развитие нефтяной и газовой промышленности в современных условиях базируется на автоматизации производственных процессов, что способствует оптимизации работы основных технологических комплексов для бурения скважин, добычи, транспорта, хранения нефти и газа, за счет чего повышается эффективность производства. Важным элементом, в большой степени определяющим качество работы предприятия, являются системы электропривода промышленных установок. Вследствие того что момент нагрузки станка-качалки является переменной периодической величиной, в системе, даже в установившемся режиме, имеют место колебания скорости электродвигателя, т. е. статический режим является квазиустановившимся. В настоящее время в электроприводе станков-качалок используются преимущественно разомкнутые системы управления, которые не позволяют устранить колебания скорости электродвигателя. Произведен сравнительный анализ динамических режимов работы разомкнутой и замкнутой систем электропривода станка-качалки, который показал, что при использовании замкнутой оптимизированной системы электропривода колебания скорости электродвигателя практически отсутствуют.

Из всех объектов нефтедобывающей промышленности системы  поддержания пластового давления (ППД) и транспорта нефти от нефтеперекачивающих станций (НПС) до потребителей являются наиболее энергоемкими. В связи с этим рассмотрены энергетические показатели (КПД) группы параллельно включенных центробежных насосов при использовании одного и двух насосов с регулируемыми угловыми частотами вращения для поддержания требуемого напора в гидравлической системе. Произведен сравнительный анализ  двух указанных вариантов, в результате которого сделан вывод о том, что один регулируемый насос в совокупности с n нерегулируемыми может обеспечить весь диапазон бесступенчатого регулирования напора насосной станции. Если в качестве критерия принимается условие получения максимально энергоэффективного режима работы насосной станции, то существуют области подач, определенные в работе, где наиболее целесообразно применение того или иного варианта.