Автоматизация процесса вывода нефтяной скважины на стацио-нарный режим работы

В ходе дипломного проектирования рассмотрен процесс вывода скважины, оснащенной установкой электроцентробежного насоса УЭЦНМ5-80-1200, на стационарный режим после капитального ремонта. Произведен энергетический расчет и выбор погружного электродвигателя 1ПЭД45-117МВ5. Выбран в качестве силового частотный преобразователь MICROMASTER 440. Рассмотрена математическая модель асинхронного электродвигателя при частотном управлении, найдены его передаточные функции по управлению и возмущению, построены частотные характеристики и переходные процесс для номинального режима работы на 50 Гц питающего напряжения. Проанализирована математическая модель «нефтяной пласт – центробежный насос – скважина». Разработаны функциональная и структурная схемы системы управления погружным электроцентробежным насосом, обеспечивающей автоматический вывод скважины на стационарный режим. Найдены передаточные функции скважины, построены переходный процесс и частотные характеристики. Произведен параметрический синтез регулятора, обеспечивающего требуемый характер изменения уровня жидкости в скважине. Построены переходные процессы системы управления с учетом вариации параметров нефтяного пласта, скважины и погружного насоса. Показано, что разработанная система управления погружным наосом может применяться при первом освоении скважины и в процессе длительной эксплуатации. Приведено описание частотного преобразователя MICROMASTER 440 и станции управления погружным насосом «Электон-05». Произведен экономический расчет и рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности.

Введение………………………………………………………………………….5

1. Назначение и технические характеристики погружного

электроцентробежного насоса УЭЦНМ5-80-1200…………………………..6

2. Энергетический расчет и выбор исполнительного

электродвигателя……………………………………………………………...10

3. Выбор частотного преобразователя для управления

погружным электроцентробежным насосом УЭЦНМ5-80-1200…………..12

4. Математическая модель асинхронного электродвигателя

при частотном управлении…………………………………………………...14

6. Математическая модель системы

«нефтяной пласт – центробежный насос – скважина»……………………...28

7. Обобщенная математическая модель нефтяной скважины,

оснащенной погружным электроцентробежным насосом…………………38

8. Разработка и расчет системы управления погружным

электроцентробежным насосом, обеспечивающей автоматический

вывод скважины на стационарный режим…………………………………..47

9. Описание частотного преобразователя MICROMASTER 440……………..70

10. Описание станции управления погружным электроцентробежным

насосом «Электон-05»……………………………………………………….. 77

11. Экономический расчет………………………………………………………85

12. Охрана труда и техника безопасности……………………………………..93

Заключение……………………………………………………………………...101

Библиографический список………………………………………………........102

1.      Адонин А. Н. Процессы глубинно-насосной нефтедобычи. – М.: Недра, 1964.

2.      Маскет М. Физические основы технологии добычи нефти. – М.-Л.: Гостехтопиздат, 1953.

3.      Михайлов О. П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. – М.: Машиностроение, 1990. – 304 с.

4.      Стариков А. В. Линеаризованная математическая модель асинхронного электродвигателя как объекта системы частотного управления // Вестник Самарского государственного технического университета. Выпуск 16. Серия «Физико-математические науки». – Самара: СамГТУ, 2002. – С. 175 – 180.

5.      Галицков С. Я., Галицков К. С., Масляницын А. П. Математическое моделирование промышленных объектов управления. – Самара: СГАСУ, 2004.

6.      Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е. И. Бухаленко – М.: Недра, 1990. – 559 с.

7.      Живаева В. В., Стариков А. В., Стариков В. А. Применение частотно-регулируемого электропривода для вывода скважины на стационарный режим / Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки», №1 (23) – 2009. – Самара: СамГТУ, 2009. – С. 142 – 151.

8.      MICROMASTER 430 7.5 kW - 250 kW. Руководство по эксплуатации. Издание 12/02.

9.      Живаева В. В., Стариков А. В., Стариков В. А. Определение текущего значения коэффициента продуктивности нефтяного пласта в процессе эксплуатации скважины / Проблемы интенсификации добычи нефти и капитального ремонта скважин. Сб. науч. статей. Выпуск 2. – Самара: СамГТУ, 2009. – С. 72 – 78.

10. Станция управления «Электон-05». Руководство по эксплуатации ЦТКД 65 РЭ. Версия 9.16. – 2006 г.