Анализ характеристик и конструктивных решений линейных погружных электроприводов

UDK: 622.276.53.057-2
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-11-66-69
Ключевые слова: линейный привод, тяговое усилие, мощность двигателя
Авт.: Э.О. Тимашев (ПАО «НК «Роснефть»), к.т.н., У.М. Абуталипов (ООО «РН-БашНИПИнефть»), к.т.н., А.Н. Китабов (ООО «РН-БашНИПИнефть»), к.т.н., А.В. Иванов (ООО «РН-БашНИПИнефть»), М.И. Хакимьянов (Уфимский гос. нефтяной технический университет), д.т.н.

В статье рассмотрены принцип действия, ключевые характеристики и конструктивные решения погружных электроприводов установок для добычи нефти в ПАО «НК «Роснефть». Выполнен обзор характеристик и конструктивных особенностей изготовления представленных на рынке образцов линейных приводов, приведены предельные значения параметров работы рассматриваемого оборудования. Дано описание типового состава и принципа действия основных существующих типов станций управления линейными вентильными приводами. Выполнен краткий анализ наиболее значимых различий специфики работы линейного привода и штанговой насосной установкой с приводом от станка-качалки. Рассмотрен процесс расчета требуемого тягового усилия линейного привода в зависимости от различных технологических условий эксплуатации скважины, включая оценку составляющих тягового усилия, необходимого для подъема столба жидкости, а также всех видов потерь при работе оборудования. Представлена связь тягового усилия и требуемой мощности линейного привода в зависимости от скорости движения подвижного элемента. Приведены результаты расчетов тяговых усилий и мощностей для нескольких видов скважин с различными параметрами эксплуатации. Проанализированы зависимости изменения коэффициента полезного действия линейного привода от питающей частоты и степени загрузки привода. Дан перечень основных конструктивных параметров, которые влияют на величину тягового усилия линейного привода. Выполнен анализ изменения тягового усилия при различных конструктивных параметрах и типоразмерах оборудования, в результате которого определены максимально возможные мощности для типоразмеров оборудования с учетом существующих ограничений по изменению конструктивных параметров.

Список литературы

1. Хакимьянов М.И. Управление электроприводами скважинных насосных установок: монография. – М: Инфра-Инженерия, 2017. – 138 с.

2. Галкин С.В., Кошкин К.А., Поплаухина Т.Б. Анализ структуры фонда эксплуатационных объектов при оперативной оценке остаточных запасов нефти // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2009. – №. 10. – С. 37-39.

3. А.с. № 1080694 СССР, кл. Н02К 41/025. Линейный асинхронный двигатель возвратно-поступательного движения / В.В. Семенов, М.Г. Резин, Ю.А. Васев. – № 2621362, заявл. 01.06.78 г., опубл. 10.04.2000.

4. Семенов В.В. Теория взаиморасположения зубцово-пазовых структур линейного асинхронного двигателя плунжерного насоса для наклонно направленных и горизонтальных скважин //Нефтегазовое дело. – 2007. – Т. 5. – № 1. – С. 86-90.

5. Пат. № 2549381 РФ. Погружной линейный электродвигатель / В.А. Калий, М.С. Савченко, А.В. Резниченко, П.А. Скварский. – № 2014121827/06; заявл. 29.05.2014; опубл. 27.04.15.

6. Ключников А.Т., Коротаев А.Д., Шутемов С.В. Моделирование цилиндрического линейного вентильного двигателя // Электротехника. – 2013. – № 11. – С. 14–16.

7. Цилиндрический линейный вентильный электродвигатель для погружного бесштангового насоса / А.Т. Ключников, А.Д. Коротаев, Н.В. Шулаков, С.В. Шутемов // Автоматизация в электроэнергетике и электротехнике. – 2015. – Т. 1. – С. 158–162.

8. Алгоритм управления цилиндрическим линейным вентильным двигателем с постоянными магнитами / А.Д. Коротаев, А.Т. Ключников, С.В. Шутемов, М.С. Байбаков // Автоматизация в электроэнергетике и электротехнике. – 2015. – Т. 1. – С. 184-189.

9. Pat. No. WO 2017/007656. Downhole linear motor and pump sensor data system / F. Bell, D.P. Cardamone, I. Singh, M. Santacesaria, D.J. Halloran, J. Roberts; applicant MOOG INC. – appl. No PCT/US2016/040078; filed 29.06.16; publ. 12.01.17.

10. Справочное руководство по проектированию и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти / Р.С. Андриасов, И.Т. Мищенко, А.И. Петров [и др.] / под общ. ред. Ш.К. Гиматудинова. – М.: Недра, 1983. –  455 с.

11. Optimization and Application of Reciprocating Direct-Drive Electric Submersible Plunger Pump Lifting System in the Xinjiang Oilfield / D. Lei [et al.] // The Open Chemical Engineering Journal. – 2019. – V. 13. – № 1. – С. 68–80.

12. Тимашев Э.О., Чирков Д.А., Коротаев А.Д. Рабочие характеристики цилиндрического линейного вентильного двигателя // Электротехника. – 2018. – № 11. – С. 27–31.

13. Сравнение методов расчета электромагнитных процессов на примере цилиндрического линейного вентильного двигателя / Д.А. Чирков, А.Т. Ключников, А.Д. Коротаев, Э.О. Тимашев // Электротехника, информационные технологии, системы управления. – 2018. – № 28. – С. 76–91.

14. Коротаев А.Д., Шулаков Н.В., Шутемов С.В. Экспериментальные исследования цилиндрического линейного вентильного электродвигателя // 3-я Международная конференция «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий АПЭЭТ-2014». – Екатеринбург: Уральский федеральный университет, 2014. – С. 198–200.

15. Чирков Д.А., Коротаев А.Д., Ключников А.Т. Расчет основных параметров цилиндрического линейного вентильного двигателя по схеме замещения / В сб. Автоматизация в электроэнергетике и электротехнике // Материалы международной научно-технической конференции, Пермь, 21–22 апреля 2016). – Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2016. – С. 144–149.

16. Ключников А.Т., Коротаев А.Д., Чирков Д.А. Метод расчета магнитной цепи цилиндрического линейного вентильного двигателя по схеме замещения // Информационно-измерительные и управляющие системы. – 2010. – № 9. – С. 64–69.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.