автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Математическое моделирование электротехнического комплекса "установка электроцентробежного насоса" нефтегазодобывающих предприятий

ЧЕРТОВ Роман Александрович

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА «УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА» НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Специальность 05 0903 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск-2005

í À

ЧЕРТОВ Роман Александрович

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА «УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА» НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Специальность05 0903 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре «Электрическая техника» в Омском государственном техническом университете.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

В. 3. Ковалев

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор,

зав. кафедрой «Электрические машины и общая электротехника» ОмГУПС В. Д. Авилов

кандидат технических наук, доцент каф. «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ К. И. Никитин

Ведущая организация - Уральский государственный технический

университет — УПИ

Защита состоится «» 2 р 9 2005 г. в /У час. на заседании диссертационного совета Д 212.178Ш в Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, г. Омск, проспект Мира, 11, аудитория 6-340.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Омского государственного технического университета.

Автореферат разослан « В_ » ксяЪр<к 2005 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета университета.

Ученый секретарь диссертационного советак.т.н., доцент А.Н.Кириченко

Актуальность темы. Объектом исследования данной работы является электротехнический комплекс «Установка электроцентробежного насоса» (ЭТК УЭЦН), предназначенный для непосредственного извлечения пластовой жидкости из нефтяных скважин. УЭЦН широко используются в нефтегазодобывающей промышленности Российской Федерации, ими оснащено около 35% всех нефтяных скважин и добывается более 65% нефти.

ЭТК УЭЦН представляет собой сложную систему и состоит из взаимодействующих и взаимосвязанных подсистем различной физической природы. К основным направлениям исследования таких сложных динамических объектов относится математическое моделирование как отдельных элементов, так и комплекса в целом. Такое моделирование необходимо для:

- повышения качества функционирования ЭТК;

- решения задач энерго- и ресурсосбережения;

- согласования режимов работы подсистем;

- построения алгоритмов управления;

- решения задач мониторинга и диагностики;

- разработки новых технологических процессов.

В последнее время, в связи с интенсификацией добычи нефти, усложнением условий эксплуатации добывающего оборудования и необходимостью снижения себестоимости продукции, перечисленные задачи приобретают особую важность применительно к ЭТК УЭЦН. Данное обстоятельство приводит к необходимости построения адекватных математических моделей ЭТК УЭЦН и методов их расчета.

Исследованию сложных динамических систем и разработке методов их моделирования посвятили ряд работ зарубежные и отечественные учёные: Алпатов М. Е., Артемьев С. С., Беспалов В. Я., Бут Д. А., Бутырин П. А., Га-мазинС. И, Демирчян К. С., Иванов-Смоленский А. В., Ильинский Н. Ф., Ковалёв Ю. 3., Ковалев В. 3. Копылов И. П., Коровкин Н. В., МасловС.И., Рогозин Г. Г., Сарапулов Ф. Н., Сушков В. В., Черноруцкий Н. Г., Eykhoff Р., Gear С. W., MarquardtD. W. и др.

Непосредственно описанию оборудования и режимов эксплуатации УЭЦН посвящены работы таких авторов, как Адонин А.Н., Андреев В. В., Бочарников В. Ф., Ершов М. С., Ивановский В. Н., Меньшов Б. Г., Муравьев И. М, Пекин С. С., Персиянцев М. С., Сабиров А. А., Сушков В. В., Ураза-ков К. Р., Яризов А. Д. и др.

Целью диссертации является математическое моделирование электротехнического комплекса «Установка электроцентробежного насоса» нефтегазодобывающих предприятий.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие научные задачи:

- выявить структуру исследуемого ЭТК;

- обосновать критерий эффективности энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН;

3

- применить аппарат энергетических структурных моделей (ЭСМ) к объекту исследования с целью выявления основных структурных взаимосвязей и формулирования требований к математическим моделям ЭТК;

- построить математические модели элементов ЭТК УЭЦН для статических режимов работы;

- разработать методику исследования ЭТК УЭЦН в статических режимах, включающую математическую модель ЭТК и методы ее решения;

- построить математические модели элементов ЭТК УЭЦН,для динамических режимов работы;

- разработать методику исследования ЭТК УЭЦН в динамических режимах, включающую математическую модель ЭТК и численные методы ее решения.

Методы исследования. Использованы методы теории электрических машин, электромеханического преобразования энергии, теоретической электротехники, гидродинамики, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, вычислительной математики, линейной алгебры. Программная реализация разработанных алгоритмов осуществлена на алгоритмическом языке Object Pascal в среде De^h i. Оценка адекватности результатов математического моделирования основана на их сравнении с данными натурных экспериментов.

Научная новизна и основные результаты, выносимые на защиту, заключаются в следующем:

- обоснован критерий оценки энергетической эффективности передачи и преобразования энергии в силовом канале ЭТК УЭЦН;

- разработаны энергетические структурные модели основных компонентов ЭТК (преобразователя частоты, трансформатора, кабельной линии, погружного асинхронного электродвигателя, электроцентробежного насоса), определены их количественные характеристики;

- разработана энергетическая структурная модель ЭТК УЭЦН, учитывающая взаимосвязь и взаимовлияние входящих в ЭТК подсистем, определены ее количественные характеристики; ,'

- построены математические модели основных элементов ЭТК и математическая модель ЭТК УЭЦН в статических режимах работы;

- построены математические модели основных элементов ЭТК и мате- ■> матическая модель ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы.

Практическая ценность. На базе теоретических результатов:

- разработана методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН, представляющая собой совокупность статических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и методов их расчета;

- реализована в виде программного продукта «SEM-Static» методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН в статических режимах;

- разработана методика исследования процессов, протекающих в ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы, представляющая собой совокупность динамических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и численных методов их расчета;

- реализована в виде программного продукта «ЯЕМ-Оупашс» методика исследования динамических режимов ЭТК УЭЦН.

Достоверность результатов подтверждается корректным применением для теоретических выводов соответствующего математического аппарата; качественным совпадением и достаточной сходимостью результатов вычислительных и натурных экспериментов; широкой апробацией результатов диссертационной работы.

Апробация работы. Результаты работы по теме диссертации докладывались и обсуждались на научной молодёжной конференции «Молодые учёные на рубеже третьего тысячелетия», Омск, 2001; на городской научно-методической конференции «Совершенствование форм и методов управления качеством учебного процесса», Омск, 2002; на IV международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» Омск, 2002; на IX Международной школе-семинаре «Новые информационные технологии», Судак, 2003; на научно-практической конференции «Энергетика на рубеже веков», Омск, 2003; на V международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» Омск, 2004.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 12 научных работ, зарегистрировано 3 программных продукта в отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 131 наименования, приложения, содержит 166 страниц основного машинописного текста, 84 иллюстрации, 13 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и основные задачи работы, указаны методы исследования, изложены научная новизна и практическая ценность, приведены результаты апробации работы, приведено краткое содержание диссертации.

Первая глава посвящена обзору оборудования и технологий, применяемых для добычи нефти. Описывается объект исследования - электротехнический комплекс «Установка электроцентробежного насоса» (рис. 1), основными элементами которого являются погружной электродвигатель с гидрозащитой, центробежный насос, кабельная линия, комплектное трансформаторное устройство, колонна насосно-компрессорных труб и станция управления. Приводится описание этих элементов, их типы и основные характеристики. Рассматриваются перспективы дальнейшего развития оборудования УЭЦН и основные направления повышения его эффективности.

0-Ф

1 - электродвигатель, 2 - гндрозащига, 3 - насос, 4 - кабельная линия, 5 -комплектное трансформаторное устройство, 6 - клапан спускной, 7 - пояс, 8-труба насос но-компрессорная, 9 -оборудование устья скважины, 10 -станция управления, 11 - клапан обратный, 12 - газосеператор, Ц И) -длина и диаметральный габарит насосного агрегата

Рис. 1 Установка элекгроприводного центробежного насоса

Приведен перечень основных отечественных производителей отдельных видов оборудования УЭЦН и краткий обзор состояния рынка этого оборудования за последние годы.

На примере одного из нефтегазодобывающих предприятий приводятся статистические данные об использовании различных типов нефтедобывающего оборудования, статистика отказов отдельных агрегатов и узлов УЭЦН, основные показатели надежности их функционирования.

Исследуемый комплекс рассматривается, как часть электротехнологической системы более высокого уровня. Все используемые электротехнологические системы, вне зависимости от своего назначения имеют общую структуру (рис. 2).

ЭТК

ИЭ - • ПЭ —» ЭТУ —• ПУ —» РМ - то

* * * % % *

УУР

Рис. 2 Структура электротехнологических систем: ИЭ - источник электрической энергии; ПЭ - преобразователь электрической энергии; ЭТУ - электротехнологическое устройство; ПУ - преобразовательное устройство; РМ -рабочая машина; ТО -технологический объект; УУР-устройство управления и регулирования, ЭТК - электротехнический комплекс.

Применительно к ЭТК УЭЦН структура ЭТО приобретает вид, приведенный на рис. 3.

Таким образом, объект рассмотрения настоящей диссертационной работы - УЭЦН - представляет собой сложный ЭТК, состоящий из взаимодействующих и взаимовлияющих физически разнородных подсистем и являющийся частью системы более высокого уровня. • Далее в главе обосновывается применение обобщенного критерия эф-

фективности процесса передачи и преобразования энергии в силовом канале ЭТК УЭЦН. При совместном рассмотрении силовых каналов ЭТК УЭЦН и о взаимодействующих с ним систем (рис. 4) становится очевидным, что клас-

сическое понятие коэффициента полезного действия (ГОСТ Р 52002-2003) не дает однозначной оценки эффективности работы ЭТК.

Выражение для обобщенного критерия эффективности имеет вид;

ш'и'

-г—. а)

м

где - величина потока энергии между ;'-м и 0+1)-м элементами силового канала, Д Ш'}4' - величина потерь энергии в у-ом элементе силового канала.

ЭТК УЭЦН

эс +

КТУ КЛ ПЭД п ЭЦН

1 г 1 '

СУ УЭЦН

I I I I

ьн

I I I I I I I

пж

нкт

Рис. 3 Структура электротехнологической системы УЭЦН

ЭС - электрическая сеть, КТУ - комплектное трансформаторное устройство (с преобразователем частоты); КЛ - кабельная линия; ПЗД-погружной электродвигатель, ГЗ - гиарозаншга, ЭЦН - элекгроценгробежный насос; ПЖ - пластовая жидкость, НКТ-колонна насос но-ком прессорных труб, СУ - станция управления

ЭТК УЭЦН

тж

>

Тр КЛ ПЭД ЭЦН ВГЖ

ч/* "1» VV,>

\у„,

\У

ппд

пж -

Рис. 4 Структура силовых каналов ЭТК УЭЦН и взаимодействующих с ним комплексов и подсистем

(ТЖ - транспортируемая жидкость; ВГЖ - высокогазированная жидкость, ПЖ - пластовая жидкость, ППД - система поддержания пластового давления, - энергия, потребляемая ПЭД, - механическая энергия, потребляемая ЭЦН, - энергия жидкости на выходе ЭЦН, №дп - энергия добытой продукции, №а„ - энергия сепарированной газожидкостной смеси на выходе ЭЦН, IV,ш - энергия газа, швлекаемого из скважины, -энергия газа в затрубном пространстве, 2 - энергия, потребляемая системой ППД; И'ипл - энергия, сообщаемая пластовой жидкости системой ППД, - геологическая энергия пласта)

Оценка критерия относится к произвольному сечению силового канала справа от /-го элемента (первый нижний индекс), учитывает потери в любых элементах от к до I (второй - третий нижние индексы), характеризует энергетический процесс на заданном отрезке времени от ^ до • г. (верхние индексы).

В отличие от классического понятия к.п.д, критерий (1) позволяет оценить эффективность энергопреобразования ЭТК и любых его элементов при неоднонаправленных и разветвленных силовых каналах передачи энергии, в сложных режимах эксплуатации ЭТК УЭЦН и при изменении характеристик процессов передачи и преобразования энергии во времени.

На основании проведенного анализа показывается необходимость применения энергетического подхода при математическом моделировании ЭТК

Во второй главе, в качестве первого этапа применения энергетического подхода используется аппарат энергетических структурных моделей (ЭСМ), базирующийся на формулировке закона сохранения и превращения энергии, известный как баланс энергии (мощности): для любой замкнутой системы и любого момента времени сумма энергий (мощностей) источников энергии равна сумме энергий (мощностей) приемников энергии при любых превращениях энергии из одного вида в другой.

ЭСМ позволяют систематизировать информацию о движении потоков энергии, выделить «силовые» каналы исследуемого ЭТК, выявить основные виды энергии и формы их взаимодействия, что необходимо для построения адекватных математических моделей.

В общем виде, энергетическая структурная модель любой подсистемы ЭТК представляется схемой, изображенной на рис. 5.

Рис. 5 Энергетическая структурная модель подсистемы ЭТК в общем виде

Используя данную методику, построены ЭСМ отдельных элементов ЭТК (преобразователя частоты, трансформатора, кабельной линии, погружного электродвигателя, центробежного насоса УЭЦН).

В качестве примера на рис. 6 приведена ЭСМ погружного электродвигателя (ПЭД) УЭЦН. Данная ЭСМ учитывает такие особенности его конструкции, как составной ротор, состоящий из нескольких (от 5 до 19 и более) пакетов, и, фактически, составной статор, магнитная система которого разделена на участки, соответствующие размеру пакета ротора. Таким образом, двигатель можно представить совокупностью нескольких «элементарных асинхронных электрических машин». При этом, «элементарные асинхронные

УЭЦН.

IV,,

<1 Э2

ЧЬЁ

V/1

К',

I,

Л',.

Е

эз

К

М1

т.

т2

М„.

•I,

•К

Э1

№

ж.

э,„

м.

1„

К

wr

Г1

Рис. 6 Энергетическая структурная модель погружного электродвигатели как совокупности л «элементарных асинхронных электрических машин»

электрические машины» связаны общим механическим валом и общим током фазы обмотки статора. Вал двигателя обладает свойствами вязкости и упругости, что, в общем случае, обуславливает различные углы поворот;: пакетов ротора, а также различные запасы и потери энергии в них. В общем случае, соответствующие характеристики «элементарных асинхронных электрических машин» различаются между собой. Данный факт определяется технологическим разбросом таких параметров, как активное сопротивление обмотки

10

пакета ротора, магнитные свойства стали, геометрические размеры пакета ротора и др. Таким образом, характеристики двигателя в целом зависят от параметров отдельных «элементарных асинхронных электрических машин», неадцитивных по своей природе, и от их взаимного влияния. Кроме того, в построенной ЭСМ отражено наличие собственной гидравлической системы ПЭД, обеспечивающей эффективное охлаждение всех элементов двигателя, смазку движущихся частей и защиту от попадания в двигатель пластовой жидкости.

Входная величина модели — электрическая энергия на выходе кабельной линии, выходная - механическая энергия передаваемая центробежному насосу. Эффективность энергопреобразования погружного электродвигателя в соответствии с критерием (1) определяется следующим выражением:

___И'Г1

'П)Д 2(1+1

' М] т " М(ч* 1)

гт __'' А/(я+1)__«ч

ПП)Д - 2н+1 п •

У-2

Аналогично построены ЭСМ остальных элементов ЭТК УЭЦН, с заданным уровнем адекватности описывающие протекающие в них процессы, и затем, на их основе создана ЭСМ УЭЦН в целом, учитывающая процессы взаимодействия и взаимовлияния входящих в ЭТК компонентов. Приведены основные количественные характеристики полученных энергетических структурных моделей. Для всех элементов ЭТК получены выражения критерия энергетической эффективности, аналогичные выражению (2).

В третьей главе исследуются статические (установившиеся) режимы работы ЭТК УЭЦН. Для этого, в рамках следующего этапа применения энергетического подхода, построены математические модели элементов ЭТК, описывающие основные процессы энергопреобразования, энергопередачи и энергопотребления, выявленные в предыдущей главе и формализованные в виде энергетических структурных моделей элементов ЭТК. Определен уровень детализации этих процессов и сформулированы основные допущения.

Модели всех элементов построены в соответствии со следующими требованиями:

- модели отдельных элементов и подсистем должны рассматриваться как компоненты общей модели электротехнического комплекса УЭЦН и легко интегрироваться в модель этого ЭТК;

- модели должны адекватно отражать взаимосвязь и взаимовлияние между отдельными подсистемами ЭТК.

- модели должны адекватно описывать основные физические процессы, протекающие в моделируемых подсистемах с учетом специфических свойств используемого оборудования и условий его эксплуатации, отличающих его от общепромышленных аналогов.

На основании этих моделей получена общая модель ЭТК УЭЦН для статических режимов работы. В совокупности с методами решения, данная модель представляет собой методику исследования ЭТК УЭЦН в статических режимах работы.

Полученная методика реализована в программном продукте «SEM-Static», с помощью которого проведен расчет статических режимов работы ЭТК, состоящего из следующих элементов:

1. Пофужной электроцентробежный насос типа ЭЦНД5-30-1800 производства ОАО «Борец».

2. Погружной асинхронный электродвигатель типа ЭДБ22-117Б5 прои> водства ОАО «Борец».

3. Кабельная линия типа К43 длиной 1650 метров.

4. Трансформатор типа ТМПН-63Я56-73ХЛ1.

5. Станция управления ШГС 5805 НЭК 4-200 с преобразователем частоты производства завода «Электрон».

Примеры полученных характеристик приведены на рис. 8,9.

Приведенные характеристики соответствуют паспортным данным оборудования УЭЦН и результатам экспериментальных исследований, что позволяет сделать вывод об адекватности построенной методики.

Рис. 8 Зависимость величины активной мощности на входе элементов ЭТК от скольжения ПЭД УЭЦН

Рис. 9 Зависимость к.п.д. элементов ЭТК от скольжения ПЭД УЭЦН на рабочем участие характеристики

В четвертой главе исследуются динамические режимы работы ЭТК УЭЦН. Для этого, в качестве последовательного этапа использования энергетического подхода, построены динамические математические модели элементов ЭТК, описывающие основные процессы энергопреобразования, энергопередачи и энергопотребления, выявленные во второй главе и формализованные в виде энергетических структурных моделей элементов ЭТК.

На рис. 10 приведена принципиальная схема силовой части преобразователя частоты УЭЦН.

Рис. 10 Принципиальная схема силовой части ПЧ УЭЦН

Математическая модель, составленная для схемы замещения ПЧ по методу переменных состояния, после ряда преобразований представляет собой смешанную систему дифференциальных и алгебраических уравнений в канонической форме:

— *ПА1 + '|>РI 'л! *Г1»

¿и

Ж

~ еАВ 'А ^ФА 'йМ^ОА] иСФ !0В2 ^ОВ2 + 'в ^ФВ'

^■с-, я -г я Й + ,- я • Р)

. - еВС 'ВПФВ ОВ2 082 '0С2"Х2 т 'С"ФС'

т

6СФ ~ С<ъисФ > Слв = ^ФА 'А ~~ ^ФВ 'в ' .УвС = (¿ФВ + ¿ФС )'в + ¿ФС »А •

Здесь все величины выражаются через переменные состояния: токи /в и заряд конденсатора фильтра <2сф-

Для математического описания ПЭД используется модель двигателя в фазных (естественных) координатах. Применяя данный подход к ЭСМ погружного электродвигателя УЭЦН с учетом секционирования ротора, построенной в главе 2 (рис. 6), была получена пространственная модель, изображенная на рис. 11.

Применительно к такой модели введены в рассмотрение следующие величины:

у-- вектор-столбец

мгновенных значений токов, протекающих по соответствующим фазам обмоток статоров и роторов «элементарных асинхронных машин»; ш _ Гш шц/ ш ш шц/ ш ш шш ш У

I — ь " »-■-» АЫ "> '«!>—> ТЙЛ" ТС 1>—> ТСЛ" Т01>—> то№> А1'"*» ^ЬN' тс1>"-> тс(У 1

вектор-столбец полных потокосцеплений соответствующих фаз обмоток статоров и роторов «элементарных асинхронных машин»;

ж \ дул ау^ ^ оуд, ОУь с№А ОУ*

с// [ л ' л ' л л ' л л л ' л л

вектор-столбец производных по времени от полных потокосцеплений фаз статоров и роторов «элементарных асинхронных машин»;

У = ида,иС1,..и,,,,...,«^,«»,,...,»^,»,,.....»С„Г - вектор-

столбец фазных напряжений, приложенных к обмоткам статоров и роторов «элементарных асинхронных машин»; М- матрица собственных и взаимных индуктивностей обмоток ПЭД; Я - диагональная матрица активных сопротивлений обмоток ПЭД.

Рис. 11 Пространственная модель погружного электродвигателя УЭЦН

На основании введенных матричных величин (/, Ц ЧЛ ¿ЛРДй, М, /?) и принятых допущений математическая модель погружного электродвигателя с п пакетами ротора в естественной системе координат имеет следующую каноническую форму:

Л

У = А//:

ЛЗ <4>

— = со: Л

Мь =

<в

2. /»1

Данная модель ПЭД состоит из (бп • 3) дифференциальных и (бп+1) алгебраических уравнений. Модель позволяет получить динамические характеристики ПЭД в основных режимах работы в составе УЭЦН и при любых видах несимметрии, как со стороны источника питания, так и со стороны элементов ПЭД.

Аналогичные по уровню допущений и структуре модели построены для остальных элементов ЭТК УЭЦН, включая гидравлическую подсистему. Совокупность указанных моделей отдельных элементов с учетом их взаимного влияния представляет собой динамическую модель ЭТК УЭЦН.

В качестве инструмента извлечения информации из такой модели применены канонические численные методы, что в совокупности составляет методику анализа динамических режимов работы ЭТК УЭЦН.

Полученная методика реализована в виде программного продукта «БЕМ-Оупатк:», с помощью которого было проведено математическое моделирование двух характерных режимов эксплуатации ЭТК УЭЦН: пуска и расклинивания вала ЭЦН. Примеры соответствующих характеристик приведены на рис. 12 и 13.

Полученные характеристики соответствуют паспортным данным элементов ЭТК и результатам непосредственных измерений, что свидетельствует об адекватности предложенной методики.

Рис. 12 Завис им ость электромагнитного момента и скорости вращения от времени для ПЭД ЭДБ-22-117Б5 при пуске УЭЦН

Время с

Рис. 13 Кривая электромагнитного момента двигателя ПЭД ЭДБ-22-117Б5 при многократном реверсировании в процессе расклинивания вала насоса

Результаты моделирования могут использоваться для более точного подбора оборудования УЭЦН, для определения величин рабочих параметров и уставок защит в различных режимах эксплуатации, для настройки интеллектуальных станций управления, систем автоматизации и телеметрии и т.д.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Обоснован критерий оценки энергетической эффективности передачи и преобразования энергии в силовом канале ЭТК УЭЦН.

2. Разработаны энергетические структурные модели основных компонентов ЭТК (преобразователя частоты, трансформатора, кабельной линии, погружного асинхронного электродвигателя, электроцентробежного насоса), определены их количественные характеристики.

3. Разработана энергетическая структурная модель ЭТК УЭЦН, учитывающая взаимосвязь и взаимовлияние входящих в ЭТК подсистем, определены ее количественные характеристики.

4. Построены математические модели основных элементов ЭТК и мате- ? матическая модель ЭТК УЭЦН в статических режимах работы.

5. Разработана методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН, представляющая • собой совокупность статических математических моделей элементов ЭТК

УЭЦН и методов их расчета.

6. Реализована в виде программного продукта «8ЕМ-81аНс» методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН в статических режимах.

7. Построены математические модели основных элементов ЭТК и математическая модель ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы.

8. Разработана методика исследования процессов, протекающих в ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы, представляющая собой совокупность динамических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и численных методов их расчета.

9. Реализована в виде программного продукта «8ЕМ-Е>упатю» методика исследования динамических режимов ЭТК УЭЦН. "

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Щербаков А. Г., Чертов Р. А. Методика идентификации параметров моделей электротехнических комплексов // Молодые учёные на рубеже третьего тысячелетия: Материалы науч. молодёжной конф. посвящённой 70-летию со дня рождения академика В.А. Коптюга - Омск,2001.- С. 26-28.

2. Ковалёв В. 3., Беспалов А. В., Яковлев С. Б., Чертов Р. А. Оптимизация параметров явных канонических методов расчета динамики электротехнических комплексов// Динамика систем, механизмов и машин: Мат. IV Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 60-летию ОмГТУ. Омск, 2002с. 160-162.

3. Кириченко А. Н., Яковлеве. Б., Чертов Р. А. Определение оптимальных параметров резонансных фильтров высших гармоник по данным экспериментальных исследований // Динамика систем, механизмов и машин: Мат. IV Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 60-летию ОмГТУ. Омск, 2002 .-с. 153-156.

4. Ковалёв В. 3., Щербаков А. Г., Чертов Р. А. Идентификация параметров математических моделей электротехнических комплексов// Динамика систем, механизмов и машин: Мат. IV Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 60-летию ОмГТУ. Омск, 2002.- с. 169-171.

5. Ковалёв В. 3., Беспалов А. В., Яковлев С. Б., Чертов Р. А. Явные канонические методы расчета динамики электротехнических комплексов и систем // Задачи динамики электромеханических систем: Межвуз. темат. сб. науч. тр./ Под ред. Ю. 3. Ковалева. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003.- с. 33-36.

6. Кириченко А. Н., Яковлев С. Б., Чертов Р. А. Оптимальный параметрический синтез фильтров высших гармоник по результатам измерений частотных характеристик системы электроснабжения И Задачи динамики электромеханических систем: Межвуз. темат. сб. науч. тр./ Под ред. Ю. 3. Ковалева. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. - с. 43-44.

7. Кузнецов Е. М., Чертов Р. А. Обзор преобразователей частоты семейства VARISPEED производства YASKAWA ELECTRIC CORPORATION // Задачи динамики электромеханических систем: Межвуз. темат. сб. науч. тр./ Под ред. Ю. 3. Ковалева. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. - с. 70-76.

8. Ковалёв Ю. 3., Яковлев С. Б., Сосницкий К. Е., Чертов Р. А. Энергетическая структурная модель электротехнического комплекса «преобразователь частоты - асинхронный двигатель - центробежный насос» // Задачи динамики электромеханических систем: Межвуз. темат. сб. науч. тр./ Под ред. Ю. 3. Ковалева. Омск: Изд-во ОмГТУ,2003.-с. 128-132.

9. Ковалев В. 3., Чертов Р. А. Математическая модель электротехнического комплекса «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель»// Энергетика на рубеже веков: Сб. матер, науч.-практ. конф./ Под ред. В.Н. Го-рюнова. Омск: Изд-во ОмГТУ,2003.-с. 195-200.

10. Завьялов В. Е., Чертов Р. А. Моделирование электротехнического комплекса «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель - центробежный насос» // Новые информационные технологии / XI междунар. студ. школа- семинар.: тез. докл. - Судак, 2003, с. 149-151.

11. Ковалев В. 3., Ковалев А. Ю., Чертов Р. А. Математическое моделирование электропогружных установок как электротехнических комплексов // Динамика систем, механизмов и машин: Мат. V Междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ,2004. Кн. 1. с. 251 -253.

12. Ковалев В, 3., Ковалев А. Ю., Чертов Р. А. Стенд для испытания электропогружных установок нефтегазодобывающих предприятий // Дина-

мика систем, механизмов и машин: Мат. V Междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ,2004.Кн. 1 .с.253-254.

13. Ковалёв Ю. 3., Ковалёв В. 3., Щербаков А. Г., Чертов Р. А. Идентификация параметров математических моделей электротехнических комплексов. М.: ВНТИЦ,2001 .-№50200100259.

14. КовалевВ. 3., Щербаков А. Г., Кротов К. В., Чертов Р. А. Мониторинг дефектов силовых трансформаторов под нагрузкой. М.: ВНТИЦ, 2004.-№50200400433.

15. Ковалев В. 3., Щербаков А. Г., Кротов К. В., Чертов Р. А. Определение вклада потребителей в ухудшение показателей качества электрической энергии. М.: ВНТИЦ,2004.-№50200400443.

Личный вклад. Автору принадлежит: в работах [1,5,13-15]- разработка и реализация программно-аппаратного комплекса, методика обработки результатов измерений; в работах [2,4, 5] - программная реализация численных методов; в работах [3,6] - математическая модель, программная реализация; в работе [8] - анализ структуры объекта исследования, в работах {9, 10,11]- методика исследования ЭТК, программная реализация; [12] - алгоритмы управления стендом, программная и аппаратная реализация.

Отпечатано с оригинала-макета, предоставленного автором

ИД № 06039 от 12.10.2001

Подписано к печати 01 112005 Бумага офсетная Формат 60x84 1/16 Отпечатано на дупликаторе. Уел печ. л. 1Д5. Уч.-изд. л. 1,25 Тираж 100 экз Заказ 699

Издательство Ом 1 ТУ 644050, г Омск, пр. Мира. 11 Типография ОмГТУ

Р217 42

РНБ Русский фонд

2006-4 18034

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

Г. 1. Структура ЭТК применяемых для извлечения нефти.

1.1.1. Погружные центробежные насосы.

1.2.2. Погружные электродвигатели.

1.1.3. Гидрозащита погружных электродвигателей.

1.1.4. Трансформаторы УЭЦН.

1.1.5. Устройства управления и защиты УЭЦН

1.1.6. Кабельные линии УЭЦН.

1.1.7. Перспективы развития оборудования УЭЦН.

1.1.8. Структура электротехнического комплекса УЭЦН. 1.2. Анализ эффективности ЭТК УЭЦН.

1.3 Критерии оценки качества функционирования ЭТК УЭЦН.

1.4 Выводы.

2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ЭТК УЭЦН.

2.1. Методика построения энергетических структурных моделей.

2.2. Энергетические структурные модели элементов ЭТК УЭЦН.

2.2.1. ЭСМ энергосистемы.

2.2.2. ЭСМ преобразователя частоты УЭЦН.

2.2.3; ЭСМ трансформатора УЭЦН.

2.2.4. ЭСМ кабельной линии УЭЦН.

2.2.5. ЭСМ погружного электродвигателя УЭЦН.

2.2.6 ЭСМ центробежного насоса УЭЦН.

2.3. Энергетическая структурная модель УЭЦН.

2.4 Выводы.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭТК УЭЦН В СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ.

3.1. Математические модели элементов ЭТК УЭЦН.

3.1.1. Математическая модель трансформатора УЭЦН.

3.1.2. Математическая модель кабельной линии УЭЦН.

3.1.3. Математическая модель ПЭД УЭЦН.

3.1.4. Математическая модель центробежного насоса УЭЦН.

3.2. Математическая модель ЭТК УЭЦН.

3.3. Оценка энергетической эффективности ЭТК УЭЦН в статических режимах работы.

3.4. Оценка энергетической эффективности ЭТК УЭЦН в статических режимах работы с учетом структуры ПЭД.

3.5. Выводы.

4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭТК УЭЦН В

ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ.

4.1. Построение математической модели ЭТК УЭЦН.

4.1.1. Математическая модель преобразователя частоты УЭЦН.

4.1.2. Математическая модель ПЭД УЭЦН.

4.1:3. Математическая модель гидросистемы УЭЦН.

4.2. Динамические характеристики ЭТК УЭЦШ.

4.2.1. Динамические характеристики ЭТК УЭЦН в режиме пуска.

4.2.2. Динамические характеристики ЭТК УЭЦН в режиме «расклинивания» вала насоса.

4.3. Выводы.

Актуальность темы. Объектом исследования данной работы является электротехнический комплекс «Установка электроцентробежного насоса» (ЭТК УЭЦН), предназначенный для непосредственного извлечения пластовой жидкости из нефтяных скважин. УЭЦН широко используются в нефтегазодобывающей промышленности Российской Федерации, ими оснащено около 35% всех нефтяных скважин и добывается более 65% нефти.

ЭТК УЭЦН представляет собой сложную систему и состоит из взаимодействующих и взаимосвязанных подсистем различной физической природы. К основным направлениям исследования таких сложных динамических объектов относится математическое моделирование как отдельных элементов, так и комплекса в целом. Такое моделирование необходимо для:

- повышения качества функционирования ЭТК;

- решения задач энерго- и ресурсосбережения;

- согласования режимов работы подсистем;

- построения алгоритмов управления;

- решения задач мониторинга и диагностики;

- разработки новых технологических процессов.

В последнее время, в связи с интенсификацией добычи нефти, усложнением условий эксплуатации добывающего оборудования и необходимостью снижения себестоимости продукции, перечисленные задачи приобретают особую важность применительно к ЭТК УЭЦН. Данное обстоятельство приводит к необходимости построения адекватных математических моделей ЭТК УЭЦН и методов их расчета.

Исследованию сложных динамических систем и разработке методов их моделирования посвятили ряд работ зарубежные и отечественные учёные: Алпатов М. Е., Артемьев С. С., Беспалов В. Я., Бут Д. А., Бутырин П. А., Га-мазин С. И, Демирчян К. С., Иванов-Смоленский А. В., Ильинский Н. Ф., Ковалёв Ю. 3., Ковалев В. 3., Копылов И. П., Коровкин Н. В., Маслов С. И.,

Рогозин Г. Г., Сарапулов Ф. Н., Сушков В. В., ЧерноруцкииН. Г., EykhoffP., Gear С. W., Marquardt D. W. и др.

Непосредственно описанию оборудования и режимов эксплуатации УЭЦН посвящены работы таких авторов, как Адонин А.Н., Андреев В. В., Бочарников В. Ф., Ершов М. С., Ивановский В. Н., Меньшов Б. Г., Муравьев И. М, Пекин С. С., Персиянцев М. С., Сабиров А. А., Сушков В. В., Ураза-ков K.P., Яризов А. Д. и др.

Целью диссертации является математическое моделирование электротехнического комплекса «Установка электроцентробежного насоса» нефтегазодобывающих предприятий.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие научные задачи:

- выявить структуру исследуемого ЭТК;

- обосновать применение критерия эффективности энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН;

- применить аппарат энергетических структурных моделей (ЭСМ) к объекту исследования с целью выявления основных структурных взаимосвязей и формулирования требований к математическим моделям ЭТК;

- построить математические модели элементов ЭТК УЭЦН для статических режимов работы;

- разработать методику исследования ЭТК УЭЦН в статических режимах, включающую математическую модель ЭТК и методы ее решения;

- построить математические модели элементов ЭТК УЭЦН для динамических режимов работы;

- разработать методику исследования ЭТК УЭЦН в динамических режимах, включающую математическую модель ЭТК и численные методы ее решения.

Методы исследования. Использованы методы теории электрических машин, электромеханического преобразования энергии, теоретической электротехники, гидродинамики, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, вычислительной математики, линейной алгебры. Программная реализация разработанных алгоритмов осуществлена на алгоритмическом языке Object Pascal в среде Delphi. Оценка адекватности результатов математического моделирования основана на их сравнении с данными натурных экспериментов.

Научная новизна и основные результаты, выносимые на защиту, заключаются в следующем:

- обосновано применение критерия оценки энергетической эффективности передачи и преобразования энергии в силовом канале ЭТК УЭЦН;

- разработаны энергетические структурные модели основных компонентов ЭТК (преобразователя частоты, трансформатора, кабельной линии, погружного асинхронного электродвигателя, электроцентробежного * насоса), определены их количественные характеристики;

- разработана энергетическая структурная модель ЭТК УЭЦН, учитывающая взаимосвязь и взаимовлияние входящих в ЭТК подсистем, определены ее количественные характеристики;

- построены математические модели основных элементов ЭТК и математическая модель ЭТК УЭЦН в статических режимах работы;

- построены математические модели основных элементов ЭТК и математическая модель ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы.

Практическая ценность. На базе теоретических результатов:

- разработана методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН, представляющая собой совокупность статических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и методов их расчета;

- реализована в виде программного продукта «БЕМ^айс» методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН в статических режимах;

- разработана методика исследования процессов, протекающих в ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы, представляющая собой совокупность динамических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и численных методов их расчета;

- реализована в виде программного продукта «ЗЕМ-Бупагтс» методика исследования динамических режимов ЭТК УЭЦН.

Достоверность результатов подтверждается корректным применением для теоретических выводов соответствующего математического аппарата; качественным совпадением и достаточной сходимостью результатов вычислительных и натурных экспериментов; широкой апробацией результатов диссертационной работы.

Апробация работы. Результаты работы по теме диссертации докладывались и обсуждались на научной молодёжной конференции «Молодые учёные на рубеже третьего тысячелетия», Омск, 2001; на городской научно-методической конференции «Совершенствование форм и методов управления качеством учебного процесса», Омск, 2002; на IV международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» Омск, 2002; на IX международной школе-семинаре «Новые информационные технологии», Судак, 2003; на научно-практической конференции «Энергетика на рубеже веков», Омск, 2003; на V международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» Омск, 2004.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 12 научных работ [47, 65, 66, 70-73, 76, 79, 86, 93, 126], зарегистрировано 3 программных продукта в отраслевом фонде алгоритмов и программ [77, 78, 84].

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 131 наименования, приложения, содержит 166 страниц основного машинописного текста, 84 иллюстрации, 13 таблиц.

Основные результаты данной главы сводятся к следующему:

1. Построены динамические математические модели следующих элементов ЭТК:

- преобразователя частоты У ЭЦН;

- погружного электродвигателя УЭЦН;

- гидравлической системы УЭЦН;

2. Построена методика исследования ЭТК УЭЦН в динамических режимах, представляющая собой совокупность динамических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и численных методов расчета.

3. Полученная методика реализована в виде программного продукта «БЕМ-Буланис».

4. Исследованы такие динамические режимы работы ЭТК УЭЦН, как пуск установки и расклинивание вала ЭЦН. Определена зависимость полученных характеристик от параметров моделей ЭТК.

5. На основании результатов моделирования сделан вывод об адекватности построенных математических моделей объекту исследования и возможности практического использования предложенного метода моделирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обосновано применение критерия оценки энергетической эффективности передачи и преобразования энергии в силовом канале ЭТК УЭЦН.

2. Разработаны энергетические структурные модели основных компонентов ЭТК (преобразователя частоты, трансформатора, кабельной линии, погружного асинхронного электродвигателя, электроцентробежного насоса), определены их количественные характеристики.

3. Разработана энергетическая структурная модель ЭТК УЭЦН, учитывающая взаимосвязь и взаимовлияние входящих в ЭТК подсистем, определены ее количественные характеристики.

4. Построены математические модели основных элементов ЭТК и математическая модель ЭТК УЭЦН в статических режимах работы.

5. Разработана методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН, представляющая собой совокупность статических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и методов их расчета.

6. Реализована в виде программного продукта «БЕМ^айс» методика оценки эффективности процессов энергопреобразования и энергопередачи в силовом канале ЭТК УЭЦН в статических режимах.

7. Построены математические модели основных элементов ЭТК и математическая модель ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы.

8. Разработана методика исследования процессов, протекающих в ЭТК УЭЦН в динамических режимах работы, представляющая собой совокупность динамических математических моделей элементов ЭТК УЭЦН и численных методов их расчета.

9. Реализована в виде программного продукта «БЕМ-Буланис» методика исследования динамических режимов ЭТК УЭЦН.

1. Авилов В. Д., Зажирко В. Н., Кузнецов А. А., Серкова J1. Е. Повышение энергоэффективности электропривода перекачивающей станции. Электромагнитные процессы в электрических машинах. /Межвузовский тематический сборник научных трудов Омск, 1999. - с. 33-36

2. Адонин А. Н. Выбор способа добычи нефти. М.: Недра, 1971. - 184 с.

3. Адонин А. Н. Добыча нефти штанговыми насосами. М.: Недра, 1979. -218 с.

4. Адонин А. Н. Процессы глубинно-насосной нефтедобычи. М.: Недра, 1964. -264 с.

5. Андреев В. В. Энергетический анализ добычи нефти штанговыми установками / Сб. науч. тр. ин-та БашНИПИнефть. 1994. - Вып. 88.- с. 4246.

6. Андреева Е. Г., Ковалев В. 3. Математическое моделирование электротехнических комплексов: Монография/ Под общ. ред. Ю. 3. Ковалева. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999. 172 с.

7. Артемьев С. С., Численные методы решения задачи Коши для систем обыкновенных и стохастических дифференциальных уравнений. Под ред. Г. А. Михайлова, изд-во ВЦ СО РАН Новосибирск 1993. 149 с.

8. Арушанян О. Б., Залеткин С. Ф. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений на Фортране. М: МГУ, 1990. - 336 с.

9. Асанбаев В. Н. Параметры двухконтурных схем замещения стержня ротора асинхронной машины. Электричество, 2004, №6, с. 27-32.

10. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. М.: Энергоиздат, 1982. -504 с.

11. И. Асинхронный вентильный каскад для привода буровых насосов / И. И. Саляк, Е. В. Мартын, И. В. Чупыло, А. И. Коган. Промышленная энергетика, 1983, № 7. с. 38-39.

12. Басниев К. С., Кочина И. Н., Максимов В. М. Подземная гидромеханика: Учеб. дня вузов. М.: Недра, 1993. - 416 с.

13. Беспалов В. Я. Асинхронные машины для динамических режимов работы: вопросы теории, математического моделирования и разработки: Дис. д-ра техн. наук. М., 1992.- 350 с.

14. Беспалов В. Я:, Мощинский Ю. А., Анфиногентов О. Н. Расчет переходных процессов в глубокопазных асинхронных двигателях. М.: МЭИ, 1990.-72 с.

15. Беспалов В. Я., Мощинский Ю. А., Кузнецова Н. В. Алгоритм и программа расчета рабочих и механических характеристик частотно-регулируемых асинхронных двигателей// Вестник МЭИ. Электроэнергетика. Электромеханика. Сводный том. М: МЭИ, 1997.- с. 149—152.

16. Бессонов Л. А. Нелинейные электрические цепи. М.: Высш. школа, 1977.-343 с.

17. Бланжер С. Г., Суд И. И. Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1980.

18. Бородацкий Е. Г. Управление электроприводом насосной установки в переходных режимах при устранении гидравлических колебаний и максимальном быстродействии.// Депонированные научные работы Алматы, 1998. Выпуск 5.

19. Бочарников В. Ф. Погружные скважинные центробежные насосы с электроприводом: Учебное пособие. Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2003.-336 с.

20. Букаленко Е. И, Абдуллаев Ю. Г. Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования. М.: Недра, 1985.

21. Васильев Ю. К. Теория и инженерные методы расчетов тепловых процессов в электрических двигателях: Автореферат докт. дисс. Киев. 1969. -40 с.

22. Воронин П. А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики применение. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2001. - 384 с.

23. ГалеевВ. Б., Каркачев М. 3., Харламенко ВШ. Магистральные нефтепродуктопроводы. М.: Недра, 1988.

24. Гамазин С. И. Определение расчетных параметров, характеристик и условий пуска или самозапуска высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором // Тр. Моск. энерг. ин-та. 1984. Вып. 621. с. 116-122.

25. Гамазин С. И., Ставцев В. А., Цырук С. А., Переходные процессы в системах промышленного электроснабжения, обусловленные электродвигательной нагрузкой. М.: МЭИ, 1997. - 420 с.

26. Геологическое строение и нефтегазоносность Оренбургской области / А.С.Пантелеев, Н.Ф.Козлов, П. И. Постоенко и др.; Под ред. А. С. Пантелеева и Н. Ф. Козлова. Оренбург: Оренбургское кн. изд-во, 1997.-272 с.

27. Гинзбург Я. Н., Чебанов В. Б. Система оптимального управления насосными станциями подкачки // Автоматизация и управление процессами очистки и транспорта воды. М., 1988- (Тр. ВНИИВОДГЕО).

28. Глазенко Т. А., ХрисановВ.И. Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности. Л.: Энергоатом-издат, Ленингр. отд-ние, 1983. - 176 с.

29. Глубинные штанговые насосы (Руководство по эксплуатации). Ижевск: АО ИЖНЕФТЕМАШ, 1995. - 59 с.

30. Голышкин В. Г., Юсупов И. Г. и др. Применение пластмассовых трубопроводов на нефтяных промыслах // Тематические и науч.-техн. обзоры. Сер. Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. 1977.

31. Гончаренко Р. Б., Гончаренко М. Р., Рудомазина И. А. Пути повышения эффективности электромашинных систем преобразования энергии возобновляемых источников.// Изв. АН. Энергетика. 1998. - №2, стр. 3645.

32. Горутько Н. М. Анализ режимов работы электрооборудования скважин с УШГН // Отчет ЦНИЛа ОАО "Оренбургнефть". 1993.

33. ГОСТ 18058-80 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые погружные серии ПЭД. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1987.-37 с.

34. ГОСТ 27223-87 Машины электрические вращающиеся. Двигатели синхронные и асинхронные. Определение зависимого от времени превышения температуры при заторможенном роторе. Методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 6 с.

35. ГОСТ 28996-91 Оборудование нефтепромысловое устьевое. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 30 с.

36. ГОСТ Р 51777-2001 Кабели для установок погружных электронасосов. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 18 с.

37. ГОСТ Р 52002-2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий. М.: Изд-во стандартов, 2003. - 32 с.

38. Гуревич Э. И. Тепловые исследования и температурная диагностика эл. машин: Док. дисс., СПб, 1997, АО "Электросила" НИИ. 264 с.

39. Гуревич Э. И., Рыбин Ю. Л. Переходные тепловые процессы в электрических машинах. Л.: Энергоатомиздат. - 1983.43: Демирчян К. С., БутыринП.А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. М1: Высшая школа, 1988. - 355 с.

40. Демирчян К. С., БутыринП.А., Ракитский Ю. В., Карташев Е. П., Ко-ровкин Н. В. Проблемы численного моделирования процессов в электрических цепях// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1982. - № 2. -с. 94-114.

41. Домбровский В. В., Зайчик В. М. Асинхронные машины: теория, расчет, элементы проектирования. Л.: Энергоатомиздат, 1990. -368 с.

42. Завьялов В. Е., Чертов Р. А. Моделирование электротехнического комплекса «Преобразователь частоты асинхронный двигатель - центробежный насос»// Новые информационные технологии / XI междунар. студ. школа-семинар.* тез. докл. - Судак, 2003, с. 149-151.

43. Зайцев Ю. В., Максутов Р. А., Чубанов О. В. Теория и практика газлифта.- М.: Недра, 1987.

44. Ивановский В. Н., Пекин С. С., Сабиров А. А. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти. М.: ГУЛ Изд-во «Нефть и газ» ГУП нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002. - 256 с.

45. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины / А.В.Иванов-Смоленский. М.: Энергия, 1980. - 927 с.

46. Иванов-Смоленский А. В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. М.: Высш. шк., 1989. 314 с.

47. Иванов-Смоленский А. В., Абрамкин Ю. В., Власов А. И., Кузнецов В. А. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 216 с.

48. Ильинский Н. Ф. Энергосбережение в центробежных машинах средствами электропривода. Вестник МЭИ, 1995, №1, с. 53-62.

49. Ильинский Н. Ф., Горнов А. О. Критерий эффективности процесса электромеханического преобразования энергии. Электричество, 1987, №10.

50. Ильинский Н. Ф., Казаченко В. Ф. Общий курс электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1992. 118 с.

51. КабировМ.М., Ражетдинов У. 3. Интенсификация добычи нефти и ремонт скважин. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1994. - 127 с.

52. Кабиров М. М., Ражетдинов У. 3. Основы скважинной добычи нефти. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 1994. 96с.

53. Кабиров М. М., Ражетдинов У. 3. Способы добычи нефти — Уфа: Изд-во УГНТУ, 1994.-131 с.

54. Казовский Е. Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1962. - 624 с.

55. Кароль JI. А. Гидравлическое аккумулирование энергии. М., 1987. -37с.

56. Каталог завода «Электрон». Тюмень: ОАО «Электрон», 2001.

57. Каталог ЗАО «Электон». Владимир: ЗАО «Электон», 2001.

58. Каталог Нефтяной электронной компании. Пермь: ЗАО «НЭК», 2001.

59. Каталог ОАО «Борец». М.: ОАО «Борец», 2001.

60. Ковалев В. 3. Расчет переходных процессов в нелинейных электрических цепях численными многошаговыми методами интегрирования смешанных систем дифференциальных и алгебраических уравнений: Дис. к.т.н / В. 3. Ковалев. Омск, 1988. - 155 с.

61. Ковалев В. 3. Математическое моделирование электротехнических комплексов/В. 3. Ковалев, Е. Г. Андреева; Под общ. ред. Ю. 3. Ковалева. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999. 172 с.

62. Ковалев В. 3. Моделирование электротехнических комплексов и систем как совокупности взаимодействующих подсистем различной физической природы: Дис. докт. техн. наук / В. 3. Ковалев. Омск, 2000. - 312 с.

63. Ковалев В. 3., Ковалев А. Ю., Чертов Р. А. Математическое моделирование электропогружных установок как электротехнических комплексов// Динамика систем, механизмов и машин: Мат. V Междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. Кн. 1. с. 251-253.

64. Ковалев В. 3., Ковалев А. Ю., Чертов Р. А. Стенд для испытания электропогружных установок нефтегазодобывающих предприятий // Динамика систем, механизмов и машин: Мат. V Междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. Кн. 1. с. 253-254.

65. Ковалев В. 3., Мельников В. Ю., Бородацкий Е. Г. Энергосберегающие алгоритмы управления взаимосвязанным электроприводом центробежных турбомеханизмов: Монография / Под общ. ред. Ю. 3. Ковалева. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000. 120 с.

66. Ковалев В: 3., Мельников В. Ю., Бородацкий Е. Г. Энергосберегающие алгоритмы управления взаимосвязанным электроприводом центробежных турбомеханизмов: Монография / Под общ. ред. Ю. 3. Ковалева. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000г. 130с.

67. Ковалев В. 3., Чертов Р. А. Математическая модель электротехнического комплекса «Преобразователь частоты асинхронный двигатель» // Энергетика на рубеже веков: Сб. матер, науч.-практ. конф./ Под ред. В.Н. Горюнова. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. -е. 195-200.

68. Ковалев В. 3., Щербаков А. Г., Кротов К. В., Чертов Р. А. Мониторинг дефектов силовых трансформаторов под нагрузкой. М.: ВНТИЦ, 2004. -№50200400433.

69. Ковалев В. 3., Щербаков А. Г., Кротов К. В., Чертов Р: А. Определение вклада потребителей в ухудшение показателей качества электрической энергии. М.: ВНТИЦ, 2004. №50200400443.

70. Ковалев В. 3., Щербаков А. Г., Чертов Р. А. Идентификация параметров математических* моделей электротехнических комплексов// Динамика систем, механизмов и машин: Мат. IV Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 60-летию ОмГТУ. Омск, 2002,- с. 169-171.

71. Ковалев Ю. 3. Построение иерархического набора математических моделей электромеханических преобразователей / Ю.З.Ковалев, В. 3. Ковалев, В. В. Марголенко // Динамическое моделирование сложных систем: Тез. докл. М., 1987. - с. 163-164

72. Ковалев Ю. 3., Ковалев В. 3., Марголенко В. В. Расчет переходных процессов в нелинейных цепях каноническими вложенными методами //Алгоритмы и программы. М.: ГКНТ СССР, ВНТЩ. - 1987. - № 5.

73. Ковалев Ю. 3. Методы решения динамических задач электромеханики на ЭЦВМ: Учебное пособие / Ю. 3. Ковалев. Омск: ОмПИг 1984. - 64 с.

74. Ковалев Ю. 3., Ковалев В. 3., Щербаков А. Г., Чертов Р. А. Идентификация параметров математических моделей электротехнических комплексов. М.: ВНТИЦ, 2001.-№ 50200100259.

75. Ковалев Ю. 3., Татевосян А. С., Мягков А. Д. Оптимизация параметров электромагнитных двигателей по максимуму КПД // Изв. ВУЗов. Электромеханика. 1987. - № 7. - с. 25 - 31.

76. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов /И. П. Копылов, М.: Высш. шк., 1994. - 318 е. .

77. Копылов И. П., Ковалев Ю. 3. Расчет переходных процессов электрических машин при автоматизированном проектировании// Изв. АН СССР; Энергетика и транспорт. 1980, №3. - с. 7-12.

78. Копылов И. П., МамедовФ. А., Беспалов В. Я. Математическое моделирование асинхронных машин. М.: Энергия, 1969. - 97 с.

79. Коровкин Н. В. О выборе метода численного интегрирования уравнений электрических схем с переменной структурой. //В кн. Исследование области теоретических основ электротехники и инженерной электрофизики.-Иваново: 1982.-е. 61-63.

80. Костышин В. С. Моделирование режимов работы центробежных насосов на основе электрогидравлической аналогии, дисс. д.т.н. Ивано-Франковск 2003.

81. Кузнецов В. А. Моделирование магнитных полей и процессов в электромеханических преобразователях. // Тр. Моск. энерг. ин-та. 1993.-вып. 665. - с. 5-17.

82. Лезнов Б. С. Экономия электроэнергии в насосных установках. М.: Энергоатомиздат, 1991.

83. Лезнов Б. С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных установках / Б. С. Лезнов. М.: ИК «Ягорба»-«Биоинформсервис», 1998. -180 с.

84. Ли Г. С. Экономическая эффективность газлифтного способа добычи нефти // РНТС ВНИИОНГ. Сер. Нефтепромысловое дело. 1976. - № 4. -с. 33-35.

85. Мальгин Г. В. и др. Математическая модель асинхронной машины в «и-v» координатах / Г. В. Мальгин, M. Н. Мамотькин, А. Г. Щербаков. М.: ВНТИЦ, 2001. - № 50200100255

86. Мальгин Г. В., Щербаков А. Г. Математическая модель асинхронной машины в фазной системе координат. М.: ВНТИЦ, 2001. - Инв. № 50200100256

87. Мамедов Ф. А. Исследование электрических машин переменного тока с помощью ЭВМ. Учебное пособие. Часть 1. Электромагнитные переходные процессы асинхронных машин. М.: МЭИ, 1976.

88. ЮО.Маслов С. И., Тыричев П. А. Электромеханические системы. Введение в теорию и практику электромеханических систем. М.: МЭИ, 1999. - 98 с.

89. Меньшов Б. Г., Суд И. И., Яризов А. Д. Электрооборудование нефтяной промышленности. М.: Недра, 1990.

90. Меньшов Б. Г., Ершов М. С., Яризов А. Д. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности. ОАО «Издательство «Недра», 2000.-487 с.

91. Михайлов Б. Б., Жуков Ю. С., Суд И. И. Энергетика нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1982.

92. Мищенко И. Т. Расчеты в добыче нефти. М.: Недра, 1989. - 240 с.

93. Муравьев И. М., Репин H. Н. Исследование движения многокомпонентных смесей в скважинах. М.: Недра, 1972. - 208 с.

94. Юб.Мэтьюз, Джон, Г., Финк, Куртис, Д. Численные методы. Использование MATLAB, 3-е издание.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001.-720 с.

95. Нейман JI. Р. Теоретические основы электротехники: В 2 т. / JI.P. Нейман, К.С. Демирчян. Л.: Энергоатомиздат, 1981.-т. 1-2

96. Определение электромагнитных параметров, рабочих и пусковых характеристик асинхронных двигателей собственных нужд ТЭС частотным методом / Г. Г. Рогозин^ Н. Г. Пятлина, В. А. Павлюков, Н. С. Лапшина // Электрические станции. 1974. - с. 44-49.

97. Оценка эффективности электромеханических систем / Васильев М. Ю., Маслов С. И., Мелихов H. Н., Орлов И. Н., Тыричев П. А. М.: Моск. энерг. ин-т, 1987. - 68 с.

98. ПО.Ощепков В. А. Разработка канонических методов исследования динамики асинхронных машин: Дис. канд. техн. наук / В.А. Ощепков. Москва, 1982. - 130 с.

99. Персиянцев М. С. Добыча нефти в осложненных условиях. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 653 с.

100. Подземная гидравлика: Учеб. для вузов / К. С. Басниев, А. М. Власов, И. Н. Кочина, В. М. Максимов. М.: Недра, 1986. - 303 с.

101. ИЗ. Политехнический словарь. Гл. ред. А. Ю. Ишлинский М.: Советская энциклопедия, 1989.

102. Понов В. И., Ахунов Т. А., Макаров JI. Н. Современные асинхронные электрические машины: Новая Российская серия RA. М.: Изд-во «Знак», 1995.-256 с.

103. Привод штанговых глубинных насосов // Техническое описание и инструкция по эксплуатации ПТТТГН. ОО.ООО.ТО-1. Екатеринбург. Гос. об-ние УРАЛТРАНСМАШ. 1994. - 97 с.

104. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений Западной Сибири / Ф. Г. Аржанов, Г. Г. Вахитов, В. С. Евченко и др. М.: Недра, 1979. -335 с.

105. Рогозин Г. Г. Определение электромагнитных параметров машин переменного тока: новые экспериментальные методы / Г. Г. Рогозин. Киев: Техника, 1992.- 170 с.

106. Семенов Б. Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон-Р, 2001.

107. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений / Под ред. Д. Холла, Дж. Уатта. М.: Мир, 1979. -312 с.

108. Соколов М. М., Копырин В. С., Шрейдер Я. И., Патрик А. А. Двухдвига-тельный электропривод насосов, вентиляторов, компрессоров. Электротехника, 1986, № 5. - с. 32-34.

109. Справочник по добыче нефти/ В.В.Андреев, К. Р. Уразаков, В. У. Далимов и др.; Под. ред. К. Р. Уразакова. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 374 с.

110. Счастливый Г. Г. и др. Погружные асинхронные электродвигатели/ Г. Г. Счастливый, В. Г. Семак, Г. М. Федоренко. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 168 с.

111. Фаттахов К. М. Преобразования решений уравнений асинхронной машины и ее уточненной Г-образной схемы замещения. Электричество, 2004, №6, с. 56-61.

112. Хайрер Э., Нерсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи. М.: Мир, 1990. - 511 с.

113. Шрейнер Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.

114. Enright W. Н., Hull Т. Е., LinbergB. Comparing numerical methods for stiff systems of ordinary differential equations. BIT, 1975, 15, N 1, p. 185-190.

115. Illango В., Ramamoorty M. Steady state analysis of thyristor controlled three phase induction motors using space techniques. IEEE Industry Applications Society, Annual Meeting, 1974, p. 143-151.

116. Lambert J. Computational methods in ordinary differential equations. London - New-York - Sydney - Toronto, J. Wiley&Sons, 1973.

117. MacFarlane A. G. J., Dynamical System Models, Harrap, London, 1970.

118. Takeuchi T. J. Matrix theory of electrical machinery. Tokyo: Ohm-Sha, 1962. -304 p.