Рассмотрен вопрос синтеза моделей системы скважина – скважинный штанговый насос (СШН) с учетом характеристик механической части установки скважинного штангового насоса (УСШН) и привода. Данная модель позволяет получать динамограммы и ваттметрограммы, что важно при использовании ее для отработки алгоритмов диагностики и управления. Приведен пример использования механики традиционного станка-качалки. Даны необходимые формулы для моделирования процесса добычи нефти. Полученная модель может служить основой для построения виртуальных и физических стендов, предназначенных для отработки алгоритмов управления и диагностики УСШН и проверки работоспособности систем управления этих установок. Сделаны выводы о применимости данного подхода к синтезу моделей и для других типов приводов УСШН. Приведены все необходимые формулы для моделирования процесса добычи нефти. Даны результаты моделирования системы с учетом характеристик механической части установки и привода. Рассмотрены составляющие момента на валу электродвигателя. Показано, что неучет даже одной составляющей этого момента приводит к существенным погрешностям преобразования данных ваттметрограммы в данные динамограммы. Сделан вывод, что для точного преобразования данных ваттметрограммы в данные динамограммы следует учитывать достаточно большое число параметров механической части станка-качалки, что пока не обеспечивается существующими методами данного преобразования. Даны рекомендации по использованию динамограмм и ваттметрограмм.
Список литературы
1. Danfoss – Системы приводов для увеличения добычи нефти и газа. – http://www.danfoss.com/NR/rdonlyres/90710-9C97-4F9C-9EF5-F9274DA9A842/0/salt_broshyura.pdf.
2. Кричке В.О., Кричке В.В., Громан А.О. Новая эпоха в управлении насосно-трубопроводными комплексами // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 1. – С. 20–23.
3. Повышение эффективности эксплуатации установки скважинного штангового насоса / К.Ф. Тагирова, А.М. Вульфин, А.Р. Рамазанов, А.А. Фаткулов // Нефтяное хозяйство. – 2017. – № 7. – C. 82–85.
4. Алгоритм определения усилия на шток по потребляемой мощности электропривода во время работы станка качалки / Г.А. Гулуев, А.Б. Пашаев, Ф.Г. Пашаев [и др.] / Мехатроника, автоматизация, управление. – 2012. – № 11. – C. 55–58.
5. Зубаиров И.Ф. Интеллектуальная скважина – повышение эффективности механизированной добычи // Инженерная практика. – 2011. – № 5.– С. 84–89.
6. Gibbs S.G., Neely A.B. Computer diagnosis of down-hole conditions in sucker rod pumping wells // Journal of Petroleum Technology. – 1966. – V. 18. – № 1. – P. 91–98.
7. Gibbs S.G. Predicting the Behavior of Sucker-Rod Pumping Systems // Journal of Petroleum Technology. – 1963. – V. 228. – Р. 769–778.
8. Касьянов В.М. Аналитический метод контроля работы глубинных штанговых насосов. – М: ВНИИОЭНГ, 1973. – 95 c.
9. Расчет теоретической динамограммы с учетом осложнений в работе штангового насоса / К.Р. Уразаков, Р.Н. Бахтизин, С.Р. Исмагилов, А.С. Топольников // Нефтяное хозяйство. – 2014. – №1. – C. 90-93.
10. Уразаков К.Р., Латыпов Б.М., Комков А.Г. Исследование эффективности дифференциальных штанговых насосов для добычи высоковязкой нефти // Территория «Нефтегаз». – 2018. – № 5. – С. 34–40.
11. Ковшов В.Д., Сидоров М.Е., Светлакова С.В. Моделирование динамограммы станка-качалки. Нормальная работа насоса // Нефтегазовое дело. – 2004. – Т. 2. – С. 75–81.
12. Ковшов В.Д., Сидоров М.Е., Светлакова С.В. Динамометрирование, моделирование и диагностирование состояния глубинной штанговой насосной установки // Известия вузов. Нефть и газ. – 2011. – № 3 . – С. 25–29.
13. Садов В.Б. Моделирование динамограмм с различными дефектами оборудования нефтяной скважины // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2013. – Т. 13. – № 1. – С. 16–25.
14. Фираго Б.И., Павлячик Л.Б. Регулируемые электроприводы переменного тока. – Минск: Техноперспектива, 2006. – 363 с.
15. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. – М.: Энергия, 1977. – 432 с.
