автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Модели и алгоритмы частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса при добыче нефти в осложненных условиях

На правах рукописи

0050015ол

Лопатин Руслан Равилевич

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРОЦЕССА РАСКЛИНИВАНИЯ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)

1 о НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск 2011

005001552

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» и в ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук Сергеев Виктор Леонидович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Гарганеев Александр Георгиевич (ТУСУР)

Кандидат технических наук Глазков Олег Васильевич (ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК»)

Ведущая организация:

Тюменское отделение Сургутского научно-исследовательского и проектного института нефти (ТО «СургутНИПИнефть»)

Защита состоится «24» ноября 2011 г. в 15 час. 15 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.268.02 в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, ауд. 203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники по адресу: 634034, г. Томск, ул. Вершинина, 74.

Автореферат разослан «20» октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук К^Л ^^У Мещеряков Р.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На современном этапе развития Российской Федерации (РФ) значительная часть бюджетных поступлений определяется экспортом товарной нефти в страны потребители. Поэтому экономическая стабильность и развитие страны зависит от нефтяной отрасли топливно-энергетического комплекса. Следовательно, приоритетными становятся задачи наращивания объемов добычи нефти за счет сокращения простаивающего фонда скважин, использования современных разработок и технологий для увеличения нефтеотдачи и уменьшения затрат на единицу добытой нефти.

При решении этих задач важную роль играет интенсификация и оптимизация использования нефтепромыслового оборудования на всех этапах добычи и подготовки нефти к транспортировке. Причем, именно этап добычи нефти в значительной мере определяет эффективность функционирования нефтедобывающего комплекса в целом. Поэтому в сложившейся ситуации оптимальность использования скважинного оборудования, рациональность расходования его ресурса и продление срока службы приобретают особую актуальность.

На территории РФ на нефтяных промыслах наибольшее распространение имеют скважины, оборудованные установками электроцентробежных насосов (УЭЦН), часть из которых оснащается регулируемыми электроприводами с преобразователями частоты (ПЧ).

Известно, что одними из основных причин отказов (67%) УЭЦН на месторождениях Западной Сибири являются солеотложение и засорение рабочих органов механическими примесями. Проявление этих негативных факторов индивидуально для каждой скважины и сложно для прогнозирования. При этом происходит увеличение момента нагрузки на валу погружного насоса вплоть до его полного заклинивания.

В технологических регламентах нефтяных компаний предусматривается не более трех расклинивающих пусков УЭЦН. В случае неразворота вала УЭЦН, проводятся технологические операции по соляно-кислотной обработке или промывке погружного насоса и после повторного неудачного пуска УЭЦН выполняются дорогостоящие спуско-подъемные операции по замене погружного оборудования. В настоящее время процесс расклинивания УЭЦН производится вручную оператором, часто не имеющим

необходимой квалификации, что приводит к выходу из строя погружного оборудования.

Таким образом, вопросы исследования процесса расклинивания погружного центробежного насоса (ЦН), при использовании ПЧ в составе УЭЦН, а также разработка системы автоматизации этого процесса являются актуальными.

Цель и задачи исследования. Разработка моделей и алгоритмов частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса при добыче нефти в осложненных условиях солеотложения для повышения успешности расклинивания, снижение энергетических потерь.

Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи:

- разработка математической модели процесса солеотложения и выноса механических примесей в рабочие органы погружного центробежного насоса для определения максимальных моментов сопротивления на валу погружного электродвигателя;

- разработка алгоритмов частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса;

- исследование методом имитационного моделирования алгоритмов частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является процесс расклинивания электроцентробежного насоса при добыче нефти в осложненных условиях.

Предметом исследования являются алгоритмы расклинивающих пусков погружных электроцентробежных насосов, с учетом энергетических потерь в погружном электродвигателе.

Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования, теории электрических машин, теории автоматического управления, а также результаты исследований на нефтепромыслах.

Степень изученности проблемы. Проблемами солеотложения и выноса механических примесей в рабочие органы ЦН занимались многие специалисты нефтяной промышленности. Вопросами эксплуатации УЭЦН в осложненных режимах с помощью частотно-регулируемого привода занимались П.Т. Семченко, Н.К. Котов, В.А. Ведерников, P.A. Чертов,

В.Г. Ханжин, С.А. Михайлов, В.Н. Ивановский, однако в настоящее время не существует методик, позволяющих производить расклинивание ЦН в автоматическом режиме.

Основные научные результаты, полученные автором и выносимые на защиту:

1. Модель суммарного момента нагрузки, учитывающая трение на поверхностях рабочих органов и гидродинамическом упорном подшипнике скольжения, определяющая динамику возможного заклинивания погружной системы пред повторными пусками.

2. Элекромеханическая модель динамики системы «ПЧ-кабель-ЭЦН», включающая преобразователь частоты, длинный кабель и электроцентробежный насос, ее цифровая реализация в среде МаИ,аЬ\8шшИпк.

3. Алгоритм осложненного пуска для автоматизации технологического процесса расклинивания электроцентробежного насоса, с контролем допустимых уставок и снижением энергетических потерь.

Научная новизна результатов:

1. Разработана модель момента нагрузки погружного насоса, устанавливающая связь между объемами выносов механических примесей, отложениями солей на поверхностях рабочих органов и моментом сопротивления вала насоса, что позволяет прогнозировать выход УЭЦН в предаварийное состояние заклинивания.

2. Разработана электромеханическая модель системы «ПЧ-кабель-ЭЦН», включающая преобразователь частоты, длинный кабель и электроцентробежный насос, позволяющая идентифицировать параметры процесса расклинивания.

3. Разработан алгоритм частотно-регулируемого процесса расклинивания, позволяющий повысить успешность процесса расклинивания электроцентробежного насоса со снижением энергетических потерь при добыче нефти в осложненных условиях.

Достоверность результатов диссертации. Достоверность полученных результатов базируется на использовании основных положений и законов механики погружных центробежных насосов, электродинамики погружных электродвигателей, полноте математических выкладок, использовании профессиональных программных приложений (Электон-иУ, МаИаЬ\8тш1шк) для интерпретации данных со станций управления фирмы

«Электон» и моделирования динамики электромеханических систем, сходимостью результатов вычислительного анализа с экспериментальными данными моментных испытаний ступеней центробежного насоса на стенде и графиками нагрузок реально работающих ЭЦН.

Практическая ценность работы и реализация полученных результатов. Разработанные модели и алгоритмы частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса с преобразователем частоты, с контролем тепловых энергетических потерь в погружном электродвигателе, расширяют арсенал методов, применяемых в практике эксплуатации погружных систем, снижают энергетические потери в электродвигателе, увеличивают успешность расклинивания, что позволяет снизить межремонтный период УЭЦН и увеличить добычу нефти.

Разработанные алгоритмы частотно-регулируемого процесса расклинивания могут быть положены в основу системы автоматического управления УЭЦН.

Результаты исследований использованы и рекомендованы к внедрению в нефтяных компаниях ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Томскнефть ВНК» и ЗАО «Компания СИАМ». Документы, подтверждающие использование и внедрение, приложены к диссертации.

Апробация работы. Основные результаты работы изложены и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: «Современные техника и технологии» (Томск 2008-2010); «Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании» (Тюмень 2008); «Новые технологии для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень 2010); «Современные технологии для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень 2010); на конкурсе молодых работников и специалистов ООО «Лукойл-Западная Сибирь» (Когалым 2010); на Российской технической нефтегазовой конференции и выставке SPE по разведке и добыче (Москва 2010). А также на технических совещаниях в подразделениях нефтедобывающих компаний ОАО «Сургутнефтегаз» «СЦ ЭПУ» в г. Сургут (2009), ЗАО «Лукойл ЭПУ Сервис» в г. Лангепас и ООО Шлюмберже «СЦ ЭПУ REDA» в г. Нефтеюганск (2010).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 16 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад автора. Результаты, составляющие основное содержание диссертации, получены автором самостоятельно. В опубликованных работах автором лично разработаны:

- условия возникновения заклинивания погружного центробежного насоса [6,9].

- математическое описание суммарного момента трения [7,8] погружного центробежного насоса при солеотложении и выносе механических примесей в рабочие органы.

- электромеханическая модель системы «ПЧ-кабель-ЭЦН», включающая преобразователь частоты, длинный кабель и электроцентробежный насос, в МаИаЫБишПшк [3,11,12,13,14].

- алгоритм частотно-регулируемого процесса расклинивания установкой электроцентробежного насоса [12,15].

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста и содержит введение, четыре раздела, выводы, список литературы из 102 наименований, 46 рисунков, 7 таблиц и 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследования, излагается структура работы и перечень использованных методов, а также научное и практическое значение полученных результатов.

В первой главе приведен анализ современного состояния нефтедобывающей отрасли, и, в частности, состояния механизированного фонда УЭЦН. Дано описание конструктивных особенностей погружного оборудования, а также представлен анализ осложнений, возникающих при добыче нефти с использованием УЭЦН. Выявлено, что для месторождений Западной Сибири, вследствие отложения солей и выноса механических примесей в рабочие органы ЦН, характерно проявление подклинивания рабочих колес погружного насоса. Проведен анализ основных факторов, обусловливающих выпадение неорганических солей на насосе, а также выявлены основные зоны отложения солей на рабочих органах насоса. Показано, что солеотложение и вынос механических примесей вызывает рост момента сопротивления на валу ЭЦН, постепенное снижение его

производительности, увеличение износа погружного оборудования, и в результате - заклинивание вала ЦН.

В заключительной части главы представлен краткий анализ существующих способов расклинивания ЦН. Обоснована важность исследования расклинивания рабочих колес ЦН, с помощью использования частотно-регулируемого привода, и разработки соответствующего алгоритма, обеспечивающего расклинивание рабочих колес ЦН с минимальным расходованием ресурса погружного оборудования. При этом величина пускового момента расклинивания может определяться законом изменения частоты и величины напряжения на выходе ПЧ.

Во второй главе проводится разработка модели процесса отложения солей на рабочих органах ЦН. Разработанная авторами модель расчета момента трения погружного центробежного насоса для нормального режима эксплуатации была дополнена факторами учета солеотложений и выноса механических примесей, что характерно для современных режимов эксплуатации.

В результате разработки математического описания было установлено, что суммарный момент трения погружного насоса при отложении солей и выносе механических примесей имеет вид:

М„ = Мп + £Мт + М„ят+Мр,0, (2.1)

где М„ - полезный момент, необходимый для подъема жидкости на поверхность, Нм; £ Мт - суммарный момент трения насоса при нормальной эксплуатации, Н-м; М„ят - момент трения, возникающий в гидродинамическом упорном подшипнике насоса, при заклинивании рабочих колес, Н-м; Мро - момент трения, возникающий при отложении солей в рабочих органах насоса, Н-м, вычисляемые по выражениям:

до _ ОждРжН . " о-864-Ю5?;^'

Т.Мт= к • Мтст + т • М„одш;

=±(„«1 + К + т,„)а @)2))' (2

Мр.0. = 2-(^-(г?-г1 + г3-г43)+т-г-(2-п-г-с-е-Ь'а)).

Приняты следующие обозначения: к,т- число рабочих колес и радиальных подшипников в ЦН; Мтст, Мподш -момент трения в ступицах рабочих колес и радиальных подшипниках, Н-м; ктр - коэффициент трения, р - плотность жидкости, кг/м3; ё - ускорение свободного падения, м/с2; Н - напор ЦН, м; - площадь поперечного сечения вала, м2; пгв,гпр к. - масса вала и рабочих колес, кг; г - количество заклиненных рабочих колес; со - угловая скорость вращения двигателя, рад/с; Д> - наружный диаметр рабочего колеса, м; <2 - подача ступени, л/с; щ -коэффициент быстроходности; г„,, гп2 - внутренний и внешний радиусы упорной шайбы, м; 5 - число секторов в упорной шайбе; /? - угол сектора наклонной поверхности в упорной шайбе, рад; х - касательное напряжение, Н/м2; г¡, г2, г3, г4 - размеры опорных шайб рабочего колеса, м; г, с, Ъ, а -размеры рабочего колеса, м; е- число лопаток рабочего колеса.

В лабораторных условиях на физической модели был проведен эксперимент по определению коэффициентов трения и касательных напряжений, возникающих при отложении солей в рабочих органах ЦН. С помощью полученных результатов, по разработанной модели построены механические характеристики для односекционного насоса ЭЦН5-125 (рис. 1).

Явление подклинивания рабочих колес проявляется после длительных простоев погружного оборудования: после аварийных остановок, срабатывании защит УЭЦН, отключении линии электропитания и т.д. Кристаллы солей связывают между собой рабочее колесо и направляющий аппарат, образуя плотные соединения. Разрушить такие соединения достаточно сложно, так как приходится разрушать структуру солевых отложений, то есть их межмолекулярную связь. Таким образом, на этапе пуска (рис. 1а) наблюдается дополнительное повышение момента сопротивления насоса. Залипание 20% рабочих колес приводит к увеличению нагрузки при пуске на дополнительные 16,8% (100 Н-м).

Засорение и забивание песком рабочих органов (рис. 16) также вызывает рост момента сопротивления на валу ПЭД при оседании механических примесей во время простоев насосного оборудования. Однако с увеличением скорости вращения насоса механические примеси вымываются потоком жидкости в колонну насосно-компрессорных труб. В зависимости от абразивных свойств механических примесей, возможно истирание рабочих органов насоса и ухудшения его напорно-расходных характеристик.

механических примесей (б) в его рабочие органы (1 - исходная характеристика ЦН; 2 - подюшнивание 20% рабочих колес; 3 - 40%; 4 - 60%; 5 - 80%; 6 - 100%)

При 20% засорении песком рабочих колес момент сопротивления ЦН при пуске повышается на 8,4% (50 Нм). Однако, в конечном счете, нагрузочная характеристика погружного ЦН приобретает значение как на характеристике, на которой выброс песка отсутствует.

Актуальной задачей исследования является прогнозирование заклинивания погружного насоса. Заклинивание насоса происходит при достижении моментом сопротивления ЦН максимального момента ПЭД, при котором срабатывает уставка защиты по перегрузу. Данный процесс проиллюстрирован на рисунке 2.

Согласно рисунку 2, увеличение момента сопротивления погружного насоса происходит в процессе эксплуатации из-за солеотложений и выноса механических примесей в его рабочие органы, вплоть до полного заклинивания вала насоса. Установка ЭЦН продолжает работу до тех пор, пока нагрузка на валу ПЭД не достигнет значения, при котором сработает уставка защиты по перегрузу (Мт=0,8Мф). Дальнейший пуск установки невозможен, так как пусковой момент ПЭД Мю меньше момента нагрузки насоса Мсз. Заклинивание также может произойти вследствие простоя скважины, после аварийного отключения напряжения питания или срабатывания какой-либо из защит СУ. При простое УЭЦН также происходит солеобразование на рабочих органах насоса, либо оседание

и

механических примесей с колонны НКТ. Поэтому после длительного простоя наблюдаются повышенные токи обмотки статора ПЭД и невозможность запуска ЭЦН.

Рис. 2. Графическая модель ПЭД-ЦН. Номинальные механические характеристики ПЭД (1) и погружного ЦН (2); механические характеристики ЦН, с повышенным моментом сопротивления (3)

Очевидно, что солеобразование в полости погружного насоса изменяет его продуктивность в сторону уменьшения. Принимая, что объем солеотложений пропорционален объему прокаченной через насос жидкости, производительность УЭЦН в упрощенном виде, в зависимости от объема солеотложений, может быть представлена в виде:

где Тс - настроечное значение постоянной времени системы, определяемой расчетно-экспериментальным путем; д - производительность УЭЦН (при постоянной скорости вращения ПЭД со), м3/сут.

Оценку постоянной времени % можно определить экспериментально, осуществляя измерение дебита скважины qi через равные промежутки времени Ы=Ц+ги, при постоянной скорости вращения ЭЦН ш=сопз(.

■р _ Е1=1 ~И с '

(2.3)

где I-число измерений; Ад,= (¿7,+;-

Таким образом, определяя критическое значение производительности дкр, а также экспериментальную кривую (рис.3), можно осуществлять

прогнозирование критического заклинивание ЭЦН. д, м'/сут

времени Ткр, при котором произойдет

I, суш

Рис. 3. Изменение производительности УЭЦН из-за солеотложения на рабочих органах насоса

Разработанная модель учета солеотложений в упрощенном виде может быть использована на нефтепромысле для прогнозирования превентивных очистных мероприятий, не допуская полного заклинивания ЭЦН. Также она может быть внесена в регламенты эксплуатации УЭЦН для отслеживания аварийных ситуаций.

В третьей главе выполнено исследование и углубленный анализ существующих методов расклинивания, указаны их основные недостатки. Если УЭЦН не оборудована ПЧ, то при пуске установки в заклиненном состоянии, наблюдаются большие пусковые токи, которые в результате могут привести к перегреву и интенсивному старению изоляции ПЭД и погружного кабеля. А в УЭЦН, оборудованных ПЧ, существующие методики расклинивания являются несовершенными, так как не используют всех его возможностей.

Для разработки рекомендаций по управлению процессом расклинивания УЭЦН проведены исследования влияния величины и частоты напряжения питания на величины моментов и токов ПЭД. Для этой цели разработана математическая модель «ПЧ-кабель-ЭЦН», включающая преобразователь частоты, длинный кабель и электроцентробежный насос, в среде МаИаЬ/БтшНпк, которая проиллюстрирована на рис. 4.

IS——1

Fie Edit View Smjalk-

DISBI

I Tools Help

ПЯ Ф

Ready

Рис. 4. Структурная схема модели «ПЧ-кабель-ЭЦН» в среде Ма11аЬ\8ти1тк

На рисунке 4 показано: 1 - блок управляющих сигналов от ПЧ, 2 -погружной электродвигатель, 3 - погружной центробежный насос.

На разработанной модели проведены исследования электрических параметров ПЭД в режиме расклинивающего пуска для трех случаев: прямой пуск (рис. 5), пуск с толчками напряжения (рис. 6) и пуск с толчками частотой (рис. 7). Нагрузка на вал ПЭД для всех трех случаев составляла 2,5М„ОЛ1.

В первом случае (рис. 5) пуск осуществлялся до номинальных значений ПЭД ином и /„„„, что не привело к развороту вала ЦН, так как величина тока обмотки статора превышает номинальное значение в пять раз, а кривая момента стремится к нулю.

1,Л

М. Нм

I, сек

Рис. 5. Кривые переходных процессов электромагнитного момента М и тока статора IПЭД при прямом пуске

Во время следующего расклинивающего пуска (рис. 6), сначала ПЭД разгоняется до значений 0,5 ¿У„0„ и 0,5/наи, а затем реализуется толчок напряжения до значения 11ном, при этом частота остается на прежнем уровне.

Как видно из рисунка 6, расклинивания при данном способе также не произошло, причем значение тока при толчке превышает номинальное значение шестикратно.

При расклинивающем пуске, реализуемом снижением частоты питающего напряжения, сначала происходит пуск ПЭД до номинальных значений ином и/ном, затем частота снижается до значения 0,5/ном.

В данном случае ПЭД справляется с нагрузкой и кривая момента выходит на установившееся значение 500 Нм.

1А

М. Нм

I. сек

эя

9М

290

Рис. 6. Кривые переходных процессов электромагнитного момента Ми тока

статора /ПЭД при расклинивающем пуске толчками напряжения

На основании проведенных исследований были разработаны следующие рекомендации по осуществлению процесса расклинивания УЭЦН:

- перед расклиниванием рабочих колес ЦН необходимо произвести вычисление момента статического сопротивления, при котором произошло заклинивание, по механической характеристике, на которой работал ПЭД перед заклиниванием;

- расклинивание необходимо проводить путем создания динамического момента на валу ПЭД путем снижения частоты при постоянной величине питающего напряжения;

- частота и величина напряжения питания выбираются из условия получения динамического момента необходимого для расклинивания, но не превышающего допустимого значения, при минимально возможном токе статора;

,А /

ш — -у

190 100 50 М, 1

1 1

1 щ Ш лл/ ЛЛЛАА.

V %

05 1 «з 2 25 /, сек Чм ----

(дм 1

1(Ш аоо /

Л [ЛГ Л л л

400 1 / 1 м ДАЛДЛ \АДЛА/

яЮрм»......т ЯГ 1 К 1И1

0 Г

Рис. 7. Кривые переходных процессов электромагнитного момента Ми тока статора IПЭД при расклинивающем пуске толчками частотой

- время расклинивающего воздействия регламентируется тепловыми энергетическими потерями в ПЭД, а время паузы обусловливается необходимостью охлаждения ПЭД после расклинивающего воздействия;

- во время паузы необходимо отключать ПЧ, чтобы исключить перегрев ПЭД и погружного кабеля.

Процесс запуска заклиненного насоса может состоять из нескольких циклов расклинивания, содержащих толчки момента снижением частоты

напряжения питания и реверсы ПЭД. Вычисление параметров расклинивания ЦН для каждого цикла является сложной задачей, практически невыполнимой для оператора, поэтому необходима автоматизация этого процесса, когда расклинивание осуществляется автоматически по заданному алгоритму, с расчетом всех необходимых параметров.

В четвертой главе разрабатывается алгоритм частотно-регулируемого процесса расклинивания УЭЦН, проводится его сравнение с существующими способами расклинивания.

Структурно-функциональная схема замкнутой системы УЭЦН с ПЧ, обеспечивающая расклинивание вала погружного ЦН в автоматическом режиме, представлена на рис. 8.

Так как отключения УЭЦН производятся при срабатывании именно токовой защиты, то в качестве сигнала обратной связи выбирается сигнал по току статора ПЭД. Переход на подпрограмму работы УЭЦН в режиме расклинивания должен производиться в случае, когда величина тока обмотки статора и его длительность действия превышает значение уставки.

На структурно-функциональной схеме сигнал обратной связи по току ит поступает на АЦП и далее в МПК, где сравнивается с сигналом уставки иуст. Если выполняется условие, что значение тока больше уставки ит > иуст и его продолжительность действия превышает контрольный параметр то на выходе СУТ появляется сигнал обратной связи по току Ыос, поступающий на СУ, где суммируется с сигналом задания из. Тогда МПК переходит на подпрограмму расклинивания ЦН в автоматическом режиме, либо по сигналу с пульта оператора.

При заклинивании рабочих колес ЦН, то есть при превышении моментом статического сопротивления заданного максимального момента двигателя Мст > Мдв, сигнал управления иу представляет из себя разность:

иу = из-иос, (4.1)

где из - сигнал задания с пульта оператора; (70С - сигнал обратной связи.

После этого, в МПК осуществляется вычисление момента статического сопротивления заклинивания ЦН Ма по механической характеристике ПЭД в предзаклиненном состоянии, и далее уже определяются значения величины и и частоты / напряжения питания толчка, длительность толчка /да,- и паузы /„,, при которых будет происходить расклинивание рабочих колес ЦН.

СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ

К управляющим электродам транзисторов АИНПЧ

\ Погружной ' кабель

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь, ЦАЛ - цифро-аналоговый преобразователь, МПК — микропроцессорный контроллер, АИН - автономный инвертор напряжения, СШИУ - система широтно-импульсного управления,

ТМПН - трансформатор маслоналолненный повышающий наземный, УРУ - узел регулируемых уставок, СУ - суммирующее устройство, СУТ - суммирующее устройство по току.

Рис. 8. Структурно-функциональная схема замкнутой системы УЭЦН с ПЧ

Затем в МПК вырабатывается сигнал управления 1/у, поступающий через ЦАП в СШИУ, где формируются соответствующие управляющие импульсы, подаваемые на управляющие электроды транзисторов инвертора ПЧ.

При этом на валу ПЭД создается расклинивающий динамический момент М*, превосходящий величину М'сз. Каждое следующее значение расклинивающего момента должно быть больше предыдущего, но не превышающее максимального

Длительность расклинивающего толчка 1т\ будет определяться значением тока /*т; и, соответственно, величиной энергетических потерь мощности в ПЭД. Таким образом, расклинивание ЦН может осуществляться в ручном режиме с пульта оператора, с ручным заданием параметров толчков и реверсов, либо в автоматическом режиме, когда по заложенному в МПК алгоритму осуществляется разворот ЭЦН без участия оператора.

Разработанный алгоритм расклинивания ЦН представлен на рисунке 9.

^ Начало ^

1. Пробный пуск ПЭД до

Унам И /Нам

5. Формирование пускового момента на 1-Й итерации

+

1

/ 8. Расклинивание / / невозможно / 11. Вывод ПЭД до ином и

1

13. Отключение напряжения питания

^ Конец2^ ^ Конец

Рис. 9. Блок-схема алгоритма расклинивания УЭЦН

Алгоритмом предусматривает толчки момента не только в прямом, но и в обратном направлении, что делает процесс расклинивания насоса более эффективным.

У алгоритма расклинивания два возможных финала. При первом, УЭЦН удается развернуть и далее происходит переход на основную программу работы по отбору жидкости из пласта. При втором, УЭЦН расклинить невозможно и на пульт оператора подается сообщение о необходимости заменить погружной ЦН.

Для проверки эффективности разработанного алгоритма расклинивания УЭЦН была проведена серия расклинивающих пусков для двух типов УЭЦН с заранее неизвестными моментами нагрузки на валу ЦН. Нагрузка задавалась заранее неизвестным числом заклиненных колес насоса, которое варьировалось от 20% до 80% общего числа рабочих колес насоса. Каждая серия расклинивающих пусков состояла из трех толчков, при этом использовались: метод прямого пуска, «толчковый» метод и разработанный в главе метод. Расклинивание проводилось по 50 раз для каждой скважины. В таблице 1 показаны результаты моделирования.

Таблица 1 - Процент успешных расклиниваний для скважин №4551 и №4683

№ скважины Прямой пуск «Толчковый» Разработанный

4551 10% 24% 86%

4683 8% 28% 92%

Результаты моделирования показывают высокую эффективность разработанного алгоритма расклинивания. Увеличение вероятности успешного расклинивания по сравнению с существующими методами составляет 58%.

Основные результаты и выводы

Проблема расклинивания вала погружного ЦН в настоящее время является актуальной задачей для нефтедобывающих предприятий с высоким солеотлагающим фондом скважин, расположенных как на территории Западной Сибири, так и за ее пределами.

Разработанные модели и алгоритмы частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса с преобразователем частоты позволяют увеличить успешность расклинивания, снизить энергетические

потери в электродвигателе и уменьшить межремонтный период УЭЦН, тем самым увеличивая добычу нефти.

При решении поставленных в диссертационной работе задач, получены следующие результаты:

1. Разработана математическая модель процесса отложения солей и выноса механических примесей в рабочие органы погружного центробежного насоса. Построены механические характеристики погружного центробежного насоса, отражающие влияние указанных негативных факторов на его работу. Получена зависимость прогнозирования предзаклиненного состояния погружного электроцентробежного насоса.

2. Разработан алгоритм управления процессом расклинивания погружного насоса, реализующий серию толчков, которые осуществляются как в прямом, так и в реверсивном направлении. Алгоритм предусматривает расчет параметров каждого толчка, таких как амплитуда и частота питающего напряжения, продолжительность действия толчка и паузы, с учетом контроля энергетических потерь в ПЭД.

3. Разработана электромеханическая модель погружной установки электроцентробежного насоса с преобразователем частоты, дополненная расчетными выражениями, учитывающими влияние длины погружного кабеля, управляющими воздействиями от преобразователя частоты и нагрузку погружного центробежного насоса при солеотложении и выносе механических примесей. На полученной модели исследованы электрические параметры процессов погружного электродвигателя при расклинивании. Предложен способ расклинивания, за счет создания предварительно рассчитанных значений момента на валу электроцентробежного насоса снижением частоты при постоянной амплитуде питающего напряжения и контролем энергетических потерь в погружном электродвигателе.

По результатам имитационного моделирования, энергетические потери в погружном электродвигателе за серию расклинивающих толчков оказались меньше в 1,6 раза, по сравнению с аналогами. При этом успешность разработанного алгоритма расклинивания превышает существующие методы на 58%.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В журналах, рекомендованных ВАК России:

1. Лопатин Р.Р., Ведерников В.А., Фрайштетер В.П., Суслов М.А. Качество напряжения в сетях электроснабжения установок погружных электронасосов. Журнал «Нефтяное хозяйство», М.: Изд-во ЗАО «Нефтяное хозяйство», №4,2009. - С. 102 -104.

2. Лопатин Р.Р., Ведерников В.А., Лысова O.A. Исследование и анализ процессов нагрева погружного электродвигателя при управлении расклиниванием насосов установок добычи нефти. Журнал «Вестник ИжГТУ», Ижевск: Изд-во ГОУ ВПО ИжГТУ, №2,2010. - С. 101-104.

3. Лопатин P.P., Ведерников В.А., Лысова O.A. Исследование влияния продолжительности действия управляющего воздействия на величину динамического момента электродвигателя при расклинивании погружного насоса. Журнал «Автоматизация в промышленности», М.: Изд-во «ИнфоАвтоматизация», №7,2010. - С. 25-28.

В других печатных изданиях:

4. Лопатин Р.Р. Причины и способы расклинивания ЭЦН / Лопатин Р.Р., Козлов В.В. // Сб. трудов XIV междунар. науч.-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии -2008». - Томск: Изд-во ТПУ, 2008, Т. 1. - С. 394.

5. Лопатин P.P. Использование момента на валу ЭЦН для контроля состояния погружного центробежного насоса. Сб. Ш международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании». - Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2008. -С. 140-141.

6. Лопатин Р.Р. Условия заклинивания ЭЦН / Лопатин P.P., Кучерюк В.И., Субарев Д.Н. // Сб. трудов XV междунар. науч-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии -2009». - Томск: Изд-во ТПУ, 2009, Т. 1. - С. 480481.

7. Лопатин Р.Р. Исследование момента сопротивления погружного ЭЦН / Лопатин Р.Р., Ведерников В.А., Кучерюк В.И. // Сб. трудов XV междунар. науч.-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии - 2009». - Томск: Изд-во ТПУ, 2009, Т. 1,-С. 438-440.

8. Лопатин Р.Р. Исследование осевых сил и момента на валу погружного ЭЦН / Лопатин Р.Р., Ведерников В.А., Кучерюк В.И. // IV ежегодный международный сборник научных трудов, посвященный

10-летию Института Нефти и Газа «Новые технологии для ТЭК Западной Сибири». - Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2010. - С. 140-145.

9. Лопатин P.P. Условия возникновения заклинивания ЭЦН / Лопатин P.P., Кучерюк В.И., Субарев Д.Н. // IV ежегодный международный сборник научных трудов, посвященный 10-летию Института Нефти и Газа «Новые технологии для ТЭК Западной Сибири». - Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2010. -С. 429-433.

Ю.Лопатин P.P. Применение реверсивной системы преобразователь частоты - асинхронный электродвигатель в электроприводе ЭЦН / Лопатин Р.Р., Ведерников В.А., Лысова O.A. // Журнал «Энергетика Тюменского региона», Тюмень: Изд-во «ЭТР», 2009. №3. - С. 39-41.

П.Лопатин P.P. Исследование и анализ системы «ПЧ-ПЭД» при расклинивании погружных центробежных электронасосов / Лопатин P.P., Ведерников В.А., Лысова O.A. // Журнал «Энергетика Тюменского региона», Тюмень: Изд-во «ЭТР», 2009. №4. - С. 42-47.

12. Лопатин Р.Р. Разработка алгоритма расклинивания погружного ЭЦН с ПЧ / Лопатин P.P., Ведерников В.А. // Сб. трудов XVI междунар. науч,-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии - 2010». - Томск: Изд-во ПТУ, 2010, Т. 1. -С. 441-443.

13. Лопатин P.P. Исследование и анализ процесса расклинивания погружных насосов установок добычи нефти / Лопатин P.P., Ведерников В.А., Лысова O.A. // Журнал «Вестник кибернетики». - Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2010,№9.-С. 28-36.

14. Лопатин Р.Р. Исследование и анализ процесса расклинивания погружных насосов установок добычи нефти [Электронный ресурс] / Лопатин Р.Р., Ведерников В.А., Лысова O.A. // Электрон, дан. - Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2010, №9. - С. 28-36. - Режим доступа: http://www.ipdn.ru/rics/vk/private/vk9/28-36.pdf.

15. Лопатин Р.Р. Управление погружным ЭЦН с ПЧ при расклинивании центробежного насоса / Лопатин Р.Р., Ведерников В.А. // Сб. трудов IV научно-технической конференции «Современные технологии для ТЭК Западной Сибири». - Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2010. - С. 164-166.

16. Лопатин P.P. Расклинивание погружных электроцентробежных насосов (ЭЦН), содержащих преобразователь частоты (ПЧ). Материалы итоговой конференции аспирантов Института нефти и газа ТюмГНГУ и Института проблем освоения севера СО РАН. - Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2010.-С. 13-14.

уэ

Тираж 100 экз. Заказ 1026. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40. Тел.(3822)533018.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ОТБОРА НЕФТИ ИЗ СКВАЖИНЫ С УЭЦН И ЭФФЕКТЫ ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕЙ НА РАБОЧИХ ОРГАНАХ УСТАНОВКИ.

1.1 Анализ негативных факторов при эксплуатации скважин, д оборудованных УЭЦН.

1.2 Краткая характеристика отбора нефти с помощью УЭЦН.

1.3 Описание и анализ осложнений, возникающих при добыче нефти с использованием УЭЦН.

1.4 Краткое описание существующих способов расклинивания погружного

1.5 Выводы по главе.

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕЙ НА РАБОЧИХ ОРГАНАХ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА.

2.1 Общие положения.

2.2 Исследование процесса увеличения момента статического сопротивления ЦН.

2.2.1 Разработка математического описания момента сопротивления, возникающего в гидродинамическом упорном подшипнике, и его расчет.

2.2.2 Разработка математического описания момента сопротивления, возникающего в рабочих органах ЦН, и его расчет.

2.3 Разработка математической модели процесса изменения момента сопротивления погружного центробежного насоса.

2.4 Разработка модели учета солеотложений на квазистатическом режиме работы УЭЦН.

2.5 Выводы по главе.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ РАСКЛИНИВАНИЯ ЭЦН И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ «ПЧ-КАБЕЛЬ-ЭЦН».

3.1 Общие положения.

3.2 Исследование регламентируемых алгоритмов расклинивания ЦН.

3.3 Разработка математической модели «ПЧ-кабель-ЭЦН».

3.4 Выводы по главе.

4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ПРОЦЕССА РАСКЛИНИВАНИЯ ЭЦН МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

4.1 Общие положения. 73'

4.2 Разработка рекомендаций по выбору параметров процесса расклинивания ЦН.

4.3 Разработка алгоритма частотно-регулируемого процесса расклинивания ЭЦН с ПЧ.

4.4 Исследование алгоритма расклинивания ЭЦН методом имитационного моделирования.

4.5 Выводы по главе.

Актуальность работы. На современном этапе развития Российской Федерации (РФ) значительная часть бюджетных поступлений определяется экспортом товарной нефти в страны потребители. Поэтому экономическая стабильность и развитие страны зависит от нефтяной отрасли топливно-энергетического комплекса. Следовательно, приоритетными становятся задачи наращивания объемов добычи нефти за счет сокращения простаивающего фонда скважин, использования современных разработок и технологий для увеличения, нефтеотдачи и уменьшения затрат на единицу добытой нефти.

Очевидно; что при решении этих задач важную роль играет интенсификация и оптимизация использования нефтепромыслового оборудования на. всех этапах добычи и подготовки нефти к транспортировке. Причем, именно этап добычи нефти в значительной мере определяет эффективность функционирования нефтедобывающего комплекса в целом. Поэтому в сложившейся, ситуации оптимальность использования скважинного оборудования, рациональность расходования его ресурса и продление срока службы приобретают особую актуальность.

На территории РФ на нефтяных промыслах наибольшее распространение имеют скважины, оборудованные установками электроцентробежных насосов (УЭЦН), часть из которых оснащается регулируемыми электроприводами с преобразователями частоты (ПЧ).

Известно, что одними из основных причин отказов (67%) УЭЦН на месторождениях Западной Сибири являются солеотложение и засорение рабочих органов механическими примесями [1]. Проявление этих негативных факторов индивидуально для каждой скважины и сложно для прогнозирования. При этом происходит увеличение момента нагрузки на валу погружного насоса вплоть до его полного заклинивания.

В технологических регламентах нефтяных компаний предусматривается не более трех расклинивающих пусков УЭЦН. В случае неразворота вала УЭЦН, проводятся технологические операции по соляно-кислотной обработке или промывке погружного насоса и после повторного неудачного пуска УЭЦН выполняются дорогостоящие спуско-подъемные операции по замене погружного оборудования. В настоящее время процесс расклинивания УЭЦН производится вручную оператором, часто не имеющим необходимой квалификации, что приводит к выходу из строя погружного оборудования.

Таким образом, вопросы исследования процесса расклинивания погружного центробежного насоса (ЦН), при использовании ПЧ в составе УЭЦН, а также разработка системы автоматизации этого процесса являются актуальными.

Цель и | задачи исследования. Разработка моделей и алгоритмов частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса« при добыче нефти в осложненных условиях солеотложения для повышения, успешности расклинивания, снижение энергетических потерь.

Для достижения поставленной цели- исследования необходимо решить следующие задачи:

- разработка математической- модели процесса солеотложения, и, выноса^ механических примесей в рабочие органы погружного центробежного насоса для определения максимальных моментов сопротивления на валу погружного электр о двигателя;

- разработка алгоритмов частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса;

- исследование методом имитационного моделирования алгоритмов частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является процесс расклинивания электроцентробежного насоса при добыче нефти в осложненных условиях.

Предметом исследования являются алгоритмы расклинивающих пусков погружных электроцентробежных насосов, с учетом энергетических потерь в погружном электродвигателе.

Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования, теории электрических машин, теории автоматического управления, а также результаты исследований на нефтепромыслах.

Степень изученности проблемы. Проблемами солеотложения и выноса механических примесей в рабочие органы ЦН занимались многие специалисты нефтяной промышленности. Вопросами эксплуатации УЭЦН в осложненных режимах с помощью частотно-регулируемого привода занимались П.Т. Семченко, Н.К. Котов, В.А. Ведерников, P.A. Чертов, В.Г. Ханжин, С.А. Михайлов, В.Н. Ивановский, однако в настоящее время не существует методик, позволяющих производить расклинивание ЦН в автоматическом режиме.

Основные научные результаты, полученные автором и выносимые на« защиту:

1) модель суммарного момента сопротивления, учитывающая трение на поверхностях рабочих органов и гидродинамическом упорном подшипнике скольжения, определяющая динамику возможного заклинивания погружной системы пред повторными пусками;

2) элекромеханическая модель динамики системы «ПЧ-кабель-ЭЦН», включающая преобразователь частоты, длинный кабель и электроцентробежный насос, ее цифровая реализация в среде MatLab\Simulink;

3) алгоритм осложненного пуска для автоматизации технологического процесса расклинивания электроцентробежного насоса, с контролем допустимых уставок и снижением энергетических потерь.

Научная новизна результатов:

1) разработана модель момента сопротивления погружного насоса, устанавливающая связь между объемами выносов механических примесей, отложениями солей на поверхностях рабочих органов и моментом сопротивления вала насоса, что позволяет прогнозировать выход УЭЦН в предаварийное состояние заклинивания;

2) разработана электромеханическая модель системы «ПЧ-кабель-ЭЦН», включающая преобразователь частоты, длинный кабель и электроцентробежный насос, позволяющая идентифицировать параметры процесса расклинивания;

3) разработан алгоритм частотно-регулируемого процесса расклинивания, позволяющий повысить успешность процесса расклинивания электроцентробежного насоса со снижением энергетических потерь при добыче нефти в осложненных условиях.

Достоверность результатов диссертации. Достоверность полученных результатов базируется на использовании основных положений и законов механики погружных центробежных насосов, электродинамики погружных электродвигателей, полноте математических выкладок, использовании профессиональных программных приложений (Электон-ИУ, Ма^аЬ^тшИпк) для интерпретации данных со станций управления фирмы «Электон» и моделирования! динамики электромеханических систем, сходимостью результатов'вычислительного анализа с экспериментальными, данными» моментных испытаний1 ступеней центробежного насоса на стенде и графиками нагрузок реально работающих ЭЦН.

Практическая ценность работы, и реализация полученных результатов. Разработанные модели и алгоритмы частотно-регулируемого процесса расклинивания электроцентробежного насоса с преобразователем частоты, с контролем тепловых энергетических потерь в погружном электродвигателе, расширяют арсенал методов, применяемых в практике эксплуатации погружных систем, снижают энергетические потери в электродвигателе, увеличивают успешность расклинивания, что позволяет снизить межремонтный период УЭЦН и увеличить добычу нефти.

Разработанные алгоритмы частотно-регулируемого процесса расклинивания могут быть положены в основу системы автоматического управления УЭЦН.

Результаты исследований использованы и рекомендованы к внедрению в нефтяных компаниях ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Томскнефть ВНК» и ЗАО «Компания СИАМ». Документы, подтверждающие использование и внедрение, приложены к диссертации.

Апробация работы. Основные результаты работы изложены и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: «Современные техника и технологии» (Томск 2008-2010); «Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании» (Тюмень 2008); «Новые технологии для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень 2010); «Современные технологии для ТЭК Западной Сибири» (Тюмень 2010); на конкурсе молодых работников и специалистов ООО

Лукойл-Западная Сибирь» (Когалым 2010); на Российской технической нефтегазовой конференции и выставке SPE по разведке и добыче (Москва 2010). А также на технических совещаниях в подразделениях нефтедобывающих компаний ОАО «Сургутнефтегаз» «СЦ ЭПУ» в г. Сургут (2009), ЗАО «Лукойл ЭПУ Сервис» в г. Лангепас и ООО Шлюмберже «СЦ ЭПУ REDA» в г. Нефтеюганск (2010).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 16 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Личный, вклад автора. Результаты, составляющие, основное содержание диссертации, получены автором* самостоятельно. В опубликованных работах автором лично разработаны:

- условия возникновения заклинивания, погружного центробежного насоса [6,9];

- математическое описание суммарного момента трения [7,8] погружного центробежного насоса при солеотложении и выносе механических примесей' в рабочие органы;

- электромеханическая; модель системы «ПЧ-кабель-ЭЦН», включающая преобразователь частоты, длинный кабель и электроцентробежный насос, в Matlab\Simulink [3,11,12,13,14];

- алгоритм частотно-регулируемого процесса расклинивания установкой электроцентробежного насоса [12; 15].

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного- текста и содержит введение, четыре раздела, выводы, список литературы из. 102 наименований; 46 рисунков, 7 таблиц и 4 приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Проблема расклинивания вала погружного ЦН в настоящее время: является актуальной задачей для нефтедобывающих предприятий с высоким солеотлагающим фондом скважин, расположенных как на территории Западной» Сибири, так и за ее пределами.

Разработанные модели и алгоритмы частотно-регулируемого; процесса расклинивания! электроцентробежного насоса с преобразователем частоты, позволяют увеличить успешность расклинивания^ снизить энергетические:потери&в«: электродвигателе и уменьшить межремонтный период. У ЭЦП, тем« самым увеличивая добычу нефти:

При решении; поставленных в диссертационной работе задач, получены! следующие результаты:

1) Разработана математическая! модель процесса отложения; солей; и выноса механических примесей в рабочие органы погружного' центробежного» насоса.-Построены механические характеристики погружного центробежного насоса;, отражающие; влияние указанных негативных факторов на его работу. Получена зависимость прогнозирования предзаклиненного состояния погружного электроцентробежного насоса.

2) Разработан алгоритм управления, процессом расклинивания1 погружного насоса, реализующий серию толчков; которые осуществляются как в прямом; так и в реверсивном; направлении: Алгоритм предусматривает расчет параметров каждого толчка, таких как амплитуда и частота питающего напряжения; продолжительность действия толчка и паузы, с учетом контроля энергетических потерь в ПЭД.

3) Разработана, электромеханическая модель погружной! установки? электроцентробежного насоса, с преобразователем; частоты, дополненная* расчетными выражениями, учитывающими* влияние длины погружного кабеля, управляющими воздействиями от преобразователя частоты и нагрузку погружного центробежного насоса при солеотложении и выносе механических примесей. На полученной модели исследованы; электрические параметры процессов погружного?

103 электродвигателя при расклинивании." Предложен способ расклинивания, за счет создания предварительно рассчитанных значений момента на валу электроцентробежного насоса снижением частоты при постоянной амплитуде питающего напряжения и контролем энергетических потерь в погружном электродвигателе.

По результатам имитационного моделирования, энергетические потери в погружном электродвигателе за серию»расклинивающих толчков оказались меньше в 1,6 раза, по сравнению с аналогами. При этом успешность разработанного алгоритма расклинивания превышает существующие методы на 58%. Сравнение токовых кривых модельного и натурного экспериментов показывает их высокую степень сходимости.

1. Ивановский В.Н. Анализ существующих методик прогнозирования солеотложения на рабочих органах УЭЦН. Инженерная практика. электр. журн. -М.: Изд-во Energy Press, 2009. - с. 8-11.

2. Латыпов А.РГ, РагулишВШ:, Волошин А.И. и др. Регулирование солеотложения в нефтяных и газоконденсатных скважинах« ООО «РН-Пурнефтегаз» // Техника и технология добычи нефти. 2007. №11. С . 66-69:

3. Вербицкий B.C., Дроздов А Н: и др. Новая технология защиты установки; электроцентробежного' насоса от влияния механических примесей^ // Техника и; технология добычи нефти. 2007: №11. — С. 78-811

4. Мищенко И.Т., Бравичева Т.Б., Ермолаев А.И: Выбор способа эксплуатации? скважин5 нефтяных месторождений^ с трудноизвлекаемыми запасами: — Mi: ФГУТТ Изд-во «Нефть и газ» РЕУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005: —448 с.

5. Михайлов В.В., Жуков; Ю.С., Суд И И. Энергетика нефтяной и газовой промышленности.-М::Недра5 1982. -350 с.

6. Адонин А. Н: Выбор способа добычи нефти. М.: Недра, 1971. — 184 с.9: Адонин А. Н. Процессы глубинно-насосной добычи нефти. М.: Недра, 1964. —264 с.

7. Бочарников В.Ф: Погружные скважинные центробежные насосы? с электроприводом: Учебное пособие. — Тюмень: Издгво «Вектор Бук», 20031.-336 с.

8. Кабиров М.М., Ражетдинов У.З: Интенсификация добычи нефти и ремонт скважин. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 1994; т 127 с.

9. Кабиров» М.М., Ражетдинов У.З. Способы добычи нефти. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1994.-131 с.

10. Репин Н.Н. Технология механизированной добычи нефти. —М.: Недра, 1976. — 175 с.

11. Бойко B.C. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений: Учеб. для вузов. М.: Недра, 1990. - 427 е.: илл.4

12. Телков Ю.П. Разработка нефтяных месторождений: Учеб. для вузов. — 2 изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1998. — 365 с.

13. Кабиров М.М., Ражетдинов У.З. Основы скважинной добычи нефти. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 1994. 96 с.

14. Меньшов Б.Г., Ершов М.С., Яризов А.Д. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности: учеб. для вузов. — М.: Недра, 2000. — 487 е.: илл. 4

15. Богданов А.А. Центробежные электронасосы; для добычи нефти (расчет, И' конструкция). М.: Недра, 1968. - С. 272.

16. Мищенко И.Т. Расчеты при добыче нефти и газа. М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2008: - 296 е., илл.

17. Бочарников В.Ф., Анашкина А.Е. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти: метод, ук. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2002. - 32 с.

18. Вихтман Р.Г. Зарубежные нефтедобывающие системы» на базе центробежных насосов./ Вихтман Р.Г., Филипов, В.Н. // Обзорная информация, сер. ХМ-4. — М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1986. 36 с.

19. Филиппов В.Н. Центробежные насосы для добычи нефти в модульном исполнении Текст. : обзорная информ. — М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1987. 62 с.

20. Двигатели асинхронные погружные унифицированной серии. Альметьевский насосный завод. 1998.— 21 с.

21. Богданов А.А. Вопросы повышения, эффективности, эксплуатации скважин погружными электронасосами. М.: ВНИИОЭНГ, 1976. — С. 69 81'.

22. TRW Reda Pump Division. Submersible Pump for the Petroleum Industry. Catalog, 1985.-59 p.

23. Centrilift Hughes and division of Hughes Tool Company. — Electrical Submersible Pumps and Equipment, 1983. 136 p.

24. Total Pumping Systems. Submersible pumping systems. Oil Dynamics, Inc., 1986. - 13 p.

25. TRW Reda Pump Division. Variable Speed Drivers, Specification and Recommended Installation Procedures, 1984. p. 22-24.

26. Schlumberger. Электроцентробежные погружные установки Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.slb.ru/page.php?code=85.

27. Pumps&Systems. Electric Submersible Pumps in the Oil and Gas Industry Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.pump-zone.com/pumps/pumps/electric-submersible-pumps-in-the-oil-and-gas-industrv-html.

28. Бухаленко Е.И., Вершковой В.В., Джафаров Ш.Т. Нефтепромысловое оборудование: справочник. -М.: Недра, 1990. 559 с.32". Ведерников В:А., Лысова О.А., Вырва А.А. Основные требования; предъявляемые к электроприводу центробежного погружного насоса (ЦН).

29. Новоселов Ю.Б., Фрайштетер ВЛТ, Ведерников В:А. и др. Особенности применения- частотно-регулируемых приводов погружных насосных установок на» нефтяных месторождениях Западной Сибири. Нефтепромысловое оборудование, 2004. №3.-С. 86-87.

30. Ведерников В.А., Лысова О.А., Григорьев Г.Я. Особенности выбора преобразователей частоты для электропривода наружных насосных установок (УЭЦН). Энергетика Тюменского региона; 2004*. №1. — С.32-34.

31. Давлетшин Х.Г., Курбангулов Р.Г., Шарипов А.Х. Резервы повышения кпд* установок для добычи нефти. "Нефтепромысловое дело" НТС. 1970, вып:3.-С.19-21.

32. Основные характеристики работы УЭЦН в нефтяных, скважинах Миннефтепрома. Технические материалы. — М.: 1982. — 78 с.

33. Ханжин В.Г. Разработка комплексной! методики оперативного исследования» и < регулирования режимов работы скважин, оборудованных УЭЦН.: авт. канд. дисс. Тюмень, 1987.-20 с.

34. Лысенко В.Д. Оптимизация разработки нефтяных месторождений; М.: Недра; 1991.-296 с.

35. Гарифуллин Ф.С. Повышение эффективности эксплуатации нефтепромысловых систем, осложненных сульфидсодержащими осадками: авт. докт. дисс. Уфа, 2003. — 50 с.

36. Гиматудинов Ш.К., Ибрагимов Л.Х., Гаттенбергер Ю:А. и др. Солеотложения при разработке нефтяных месторождений, прогнозирование и борьба с ними: учеб. пособие для вузов. Грозный, 1985. 87 с.

37. Ибрагимов JI.X. Механизм образования солеотложений и совершенствование борьбы с ним: авт. канд. дисс. М., 1982. 20 с.

38. Ибрагимов JI.X., Васильев В.А. Выпадение неорганических солей в нефтяном пласте. М., 1982. Деп. во ВНИИОЭНГ 22.12.88. №1665 88 с.

39. Ибрагимов JI.X., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. М.: Наука, 2000.-414 с.

40. Кащавцев В.Е., Гаттенберг Ю.П, Люшин С.Ф. Предупреждение солеобразования при добыче нефти. М:: Недра, 1985. — 215 с.

41. Маринин Н.С., Ярышев Г.М., Михайлов С.А. Методы борьбы с отложением5 солей. М.: ВНИИОЭНГ, 1980. 55 с.

42. Технологический регламент. Организации работ по борьбе с солеотложениями в нефтепромысловом оборудовании. Нефтеюганск: Изд-во «ЮНГ», 2005. Вер. 2.00: № 16-ЮН-С01-09. 17 с.

43. Шабля В.В. Опыт работы T111I «Когалымнефтегаз» с солеобразующим фондом скважин. Инженерная практика. электр. журн. - М.: Изд-во Energy Press, 2009. - с. 22-25.

44. Крабтри М., Эслингер Д., Флетчер Ф., Миллер М. и, др. Борьба» с солеотложениями удаление и предотвращение их образования. Ойлфилд Ревью, 2002. №2.-с. 52-73.

45. Зейгман Ю.В., Колонских A.B. Оптимизация работы УЭЦН для предотвращения образования осложнений* Электронный ресурс. Электрон, дан. — Уфа: Изд-во «Нефтегазовое дело», 2005. С. 1-9. - Режим доступа: http ://www.ogbus.ru/authors/Zeigmari/Zeigman^l. pdf.

46. Габдуллин Р.Ф. Эксплуатация скважин оборудованныхУЭЦН в осложненных условиях. М: «Нефтяное хозяйство», 2002. №41. с.62-64.

47. Кащавцев В.Е., Мищенко И.Т. Солеобразование при добыче нефти. М.: Изд-во Орбита, 2004.-432 с.

48. Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложненных условиях. М.: Недра; 2000. — 653 е.: илл.

49. Габдуллин- Р.Ф. Совершенствование добычи нефти установками электроцентробежных насосов в условиях отложения сульфитсодержащих солей.: авт. канд. дисс., Уфа, 2002. — 20 с.

50. Михайлов А.Г. Разработка способов предотвращения кальцита в скважинном оборудовании в условиях форсированного отбора жидкости (на примере месторождений западносибирской нефтегазоносной провинции).: авт. канд. дисс. Уфа, 2004. 20 с.

51. Ведерников В.А., Лысова O.A., Тяпов O.A., и др. Контроль момента электродвигателя погружной насосной установки (УЭЦН). Энергетика Тюменского региона, Тюмень: Изд-во «ЭТР», 2007. №3. С. 30-31.

52. Ведерников В.А., Лысова O.A., Лопатин P.P. Применение реверсивной системы преобразователь частоты асинхронный электродвигатель biэлектроприводе УЭЦН. Энергетика Тюменского региона, Тюмень: Изд-вок<ЭТР», 2009.5 №3: С. 39-41.

53. Ведерников В.А., Лысова O.A., Лопатин P.P. Исследование и анализ параметров процессов системы «ПЧ-ПЭД» при «расклинивании» погружных центробежных насосов. Энергетика. Тюменского региона, Тюмень: Изд-во- «ЭТР», 2009. №4. С. 32-34.

54. Ведерников В:А., Гапанович B.C., Козлов В.В. Особенности- применения погружных электроцентробежных насосов на нефтяных месторождениях Среднего Приобья. Вестник кибернетики — Электр, журн. — Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2008. С. 27-32.

55. Козлов В.В. Оперативное управление погружными установками добычи! нефти • с учетом ресурса изоляции электродвигателя: авт. канд. дисс. Тюмень, 2009: — 18 с.

56. Ведерников В.А. Модели и методы управления режимами работы и электропотреблением погружных центробежных установок: дисс. на соиск. уч. степ, докт. техн. наук. Тюмень, 2006. 276 с.

57. Технологический регламент по применению частотных преобразователей1 для* скважин, оборудованных установками ЭЦН, на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз». Сургут: Изд-во «СНГ», 2007. — 13с.

58. Станция управления'ЭЛЕКТОН-05. Руководство по эксплуатации ЦТКД-065-РЭ. Изд. Радужный: «ЭЛЕКТОН», 2005. 64 с.

59. Бурцев И.Б., Муслимов Р.Х., Муфазалов Р.Ш. Гидродинамика процесса добычи нефти погружными центробежными и штанговыми насосами. Издательство МГГУ, 1995.-240с.

60. Чичеров Л.Г., Молчанов Г.В., Рабинович A.M. и др. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования: Учеб. пособие для вузов. М.: Недра, 1987. —422 с.

61. Казак A.C., Росин И.И., Чичеров Л.Г. Погружные бесштанговые насосы длядобычи нефти. М., «Недра», 1973, с. 232.

62. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. 8-е изд. — М.: Машиностроение, 2001. — 920 е.: ил.68. http://www.novomet.ru/productcatalogue/

63. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и» износ. М., «Машиностроение», 1977.

64. Соловьев И. Г., Конопелько В. К. Линейная модель ресурса погружного электроцентробежного насоса. Сер. Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промышленности. Вып. №6. М.: ВНИИОЭНГ, 1985.

65. Ведерников В.А., Лысова O.A. Описание и анализ стендовых исследований насосной электроцентробежной установки (УЭЦН) // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2003. №5. С. 89-92.

66. Методические указания по запуску, выводу на режим и эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН. Нефтеюганск: Изд-во «ЮНГ», 2006. Вер. 1.00. № П1-01 С-008 Р-002 Т-001 ЮЛ-99. 53 с. .

67. Технологический регламент по запуску, выводу на режим и эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН. Нефтеюганск: Изд-во «ЮНГ», 2005. Вер. 1.4. № 16-ЮН-С01-16. 51 с.

68. Технологический регламент на производство работ по ремонту и эксплуатации скважин, оборудованных установками ЭЦН, на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз». Сургут: Изд-во «СНГ», 2001. 26с.

69. Методические указания по оптимизации работы скважин с помощью частотно-регулируемых приводов УЭЦН. Нефтеюганск: Изд-во «ЮНГ», 2003. Вер. 1.0. № 16-ЮН-СТП-COl-Ol.-lOc.

70. Усольцев A.A. Векторное управление асинхронными двигателями: Учебное пособие. СПб.: СПбГУИТМО('ГУ), 2002. - 43 с.

71. Лысова O.A., Ведерников В.А. Электрический привод: Учебное пособие. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2007. 146 с.

72. Усольцев A.A. Частотное управление асинхронными двигателями: Учебное пособие. СПб.: СПбГУИТМО(ТУ), 2006. - 94 с.

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

74. Герман-Галкин. С.Г., Кардонов Г.А. Электрические машины: Лабораторные работы на ПК. СПб.: КОРОНА' принт, 2003. - 256 е., ил.

75. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых: систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 320 е., ил.

76. Герман-Галкин С.Г. Силовая электроника: Лабораторные работы на ТТК. -СПб.: КОРОНА принт, 2002. 304 е., ил.

77. Черных И.В. Моделирование- электротехнических устройств в MAJTLAB, SymPowerSystems и Simulink. M.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. - 288 е., шт.

78. Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных: систем на ПК. СПб.: КОРОНА-Век, 2008. - 368 с.

79. Анвельт М.Ю., Данильченко В.П. Общая электротехника. М.: Высш. шк., 1970.-568 е.: ил.

80. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: Учеб. пособие для студ. 4-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2000. — 752 е.: ил. •

81. Бессонов Л.А. Теоретические основы, электротехники. Электрические: цепи: учебник. — 11-е изд., перераб. и доп. — М.: Гардарики, 2006. 701 е.: ил.

82. Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. -М.: Энергия, 1970. 199с.

83. Чиликин М.Г., Соколов М.М., Терехов В.М., Шинянский A.B. Основы автоматизированного электропривода. М.: «Энергия», 1974. — 568 е., ил.

84. Комар М.А. Основы электропривода и аппаратура управления;. М.: «Госэнергоиздат», 1957. — 358 с.

85. Лысова O.A., Ведерников В.А. Системы управления электроприводов: Учебное пособие. Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. — 115 с.

86. Система погружной телеметрии СПТ-1. Руководство по эксплуатации УВФК. 134 РЭ. ООО «ПК «Борец», г. Москва, 2008. 38 с.

87. Система погружной телеметрии Электон-ТМС. Руководство по эксплуатации ЦТКД 023 РЭ. ЗАО «Электон», г. Радужный, 2005. 19 с.

88. Москаленко В.В. Электрический привод. — М.: Высшая школа, 1991. — 430 с.

89. Блантер С.Г., Суд И.И. Электрооборудование для нефтяной промышленности. М.: Недра, 1973.-344 с.

90. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов. 5-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2006. - 607с.

91. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Пер. с англ. Справочник. -М.: Атомиздат, 1979. 216 с.

92. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.: ГЭИ, 1949. - 396 с.

93. Жукаускас A.A. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982. -472 с.

94. Сафиуллин P.P., Матвеев Ю.Г., Бурцев Е.А. Анализ работы установок электроцентробежных насосов и технические методы повышения их надежности: учеб, пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - 89 с.

95. Протокол приемных испытаний асинхронного электродвигателя типа ЭД 63 — 117. ОВЖ 125.156. Лысьва, 2005. 38 с.

96. Косвинцев А.Л., Парфенов М.Н., Кожевников В.В. Каталог. Виды и причины отказов деталей УЭЦН. Мероприятия по их устранению. ООО «РН-Юганскнефтегаз». 2008г. - 110с.