Определение эмпирической связи между энергетическими свойствами источников электропитания насоса

Проведение таких исследований только в определенной степени повысит энергоэффективность    электроприводов    насосов    в высокодебитных скважинах, что может принести экономический эффект. Однако исследования необходимы для «неэффективных» скважин с низким КПД, истощенных запасов воды или трудно извлекаемых запасов. [1]

Основная часть: предлагается проводить статистическую обработку данных ГДИС путем определения взаимосвязи технологических параметров насосных агрегатов с энергетическими показателями.

Проведен анализ скважинных данных для определения взаимосвязи параметров установленного нефтедобывающего оборудования, технологических параметров скважин и энергоэффективности электроприводов. Для определения динамического уровня жидкости, глубины скважины, мощности подводного двигателя и других факторов были проанализированы потери мощности, затраты на подъемник скважинного флюида и другие факторы. [3]

В результате была установлена эмпирическая зависимость между энергоэффективностью насосных агрегатов и технологическими параметрами установленного нефтедобывающего оборудования и скважин.

В таблице 1 приведены основные параметры скважин, проанализированных электроприводом.

таблица 1.

№	Глубина скважин ы, м	Динамическ ий уровень, м	Объемный расход, м3 / сут.	Объемны й расход, м3 / сут.	Потери мощности в кабельных линиях, кВт	Удельн ый расход энергии, кВт / м3
1	1672	1600	12,27	19,19	0,79	20,02
2	1587	1100	13,49	21,64	1,54	11,6
3	1620	1350	22,50	22,00	1,21	13,3
4	1721	1680	17,82	23,60	2,14	17,2
5	1700	1600	14,49	19,75	0,99	18,7
6	1477	1400	14,26	68,16	3,61	7,5
7	1700	1600	34,04	25,63	16,38	18,5
8	1758	1200	15,52	24,08	1,87	12,9
9	1744	1700	17,48	39,00	1,60	10,8
10	1542	1350	15,75	18,61	1,01	14,2
11	1690	1200	9,89	19,21	1,05	12,2
12	1600	1500	44,04	147,14	7,80	10,6

Как видно из таблицы 1, исследуемые скважины имеют динамический уровень жидкости 1100-1700 м, дебит от 9,9 до 44,0 м3 / сут и удельные энергозатраты от 7,5 до 20,2 кВт / м3. Следует отметить, что сравнение результатов исследования с математической моделью позволяет сравнивать известные параметры.

Изучая эмпирическую взаимосвязь между удельным энергопотреблением и динамическим уровнем, глубиной скважины, потребляемой мощностью и дебитом, мы можем сэкономить определенное количество энергии. Ниже мы рассматриваем взаимосвязь между потребляемой мощностью и динамическим уровнем, глубиной скважины, мощностью, потребляемой электродвигателем, и дебитом.

Это соотношение между удельным потреблением энергии и динамическим уровнем жидкости в скважине. [5]

РцН

(Р ’ Рж + Рбуф - Рзатр) ■ (9 • Ю10 ■ d5 ■ (1 + Рнас) ' В ’ 0,6 • G +

4,6656 ■ 1015 • ??цН X

+ 3-92,Рж,Л7’^нкт0ф,С;,Рнас),(2ф,10 3 ….

• -    плотность жидкости, кг / м³;

• -    динамический уровень жидкости в скважине, м;

• -    буферное давление, Па

• -    кольцевое давление, Па;

• - давление насыщения, Па;

λ - коэффициент гидравлического сопротивления, таблица 2.1 (λ = 0.02-0.035);

LНКТ - длина трубы, м g- ускорение свободного падения, g = 9,8 м / с2;

d - внутренний диаметр труб, м;

Q Ф - фактический расход насоса, м³ / с;

B - объемное соотношение жидкости на буфере;

G - газовый фактор;

Т _цн - КПД погружного центробежного насоса при заданном расходе.

Рисунок 1, Модель объема жидкости насосной установки.

На основании полученных результатов можно получить следующие характеристики

Рисунок 2. Графики зависимости от времени

По этой характеристике мощность, потребляемая насосом, прямо пропорциональна динамическому уровню жидкости:

Р цн = f ( H g).

Это динамический уровень, который определяет потребление энергии для увеличения добычи скважины. Требуемое давление насоса и, соответственно, потребляемая мощность зависят от динамического уровня.

Выражена экспериментальная зависимость фактического энергопотребления от динамического уровня скважины, представленная на рисунке 1.

Рисунок 3. Связь между удельным расходом энергии и динамическим уровнем жидкости в скважине.

Важным показателем энергосбережения является оптимальное управление динамическими объектами для минимизации энергозатрат в реальных условиях эксплуатации, т.е.при изменении параметров объектов, режимов работы, ограничений и задачи в конечном состоянии. Рациональное использование электроприводов, входящих в состав управляемых электрических систем, обеспечивает экономию энергии, позволяет получить новые качества систем и сооружений, тем самым снижая потребление насосного агрегата.

Оптимизация режимов работы электроприводов позволяет снизить потребляемую мощность и габариты двигателя, а также системы электропривода в целом.