Энергоресурсосберегающее электрооборудование нефтедобывающих установок с плунжерным погружным насосом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Артыкаева, Эльмира Мидхатовна

• Артыкаева, Эльмира Мидхатовна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Артыкаева, Эльмира Мидхатовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Сокращения, принятые по тексту диссертации

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК

1.1 Конструктивные особенности эксплуатирующихся скважинных штанговых насосных установок

1.2 Контроль и диагностика эффективности работы скважинных штанговых насосных установок

1.3 Перспективные энергоресурсосберегающие решения в приводах скважинных штанговых насосных установок

1.4 Постановка задачи исследования

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ПУТИ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК

2.1 Вентильный электродвигатель как альтернатива замены короткозамкнутого асинхронного электродвигателя

2.2 Разработка решений по повышению эффективности скважинных штанговых насосных установок с применением вентильных электродвигателей

2.3 Особенности кинематических схем скважинных штанговых насосных установок на базе вращающегося двигателя и линейного двигателя

2.4 Обобщение и взаимосвязь методов контроля и диагностики на

основе динамограмм и ваттметрограмм

2.5 Уточнения методики определения параметров скважинных

штанговых насосных установок путем снижения погрешностей

расчетов

Выводы по главе

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРИВОДА НА ОСНОВЕ ЛИНЕЙНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ НАГРУЖЕННОГО НА ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС

3.1 Особенности конструкции линейного цилиндрического вентильного двигателя

3.2 Математическая модель линейного цилиндрического вентильного двигателя с нагрузкой в виде плунжерного насоса

3.3 Исследование динамических режимов линейного цилиндрического

вентильного двигателя на математической модели

Выводы по главе

ГЛАВА 4. СКВАЖИННЫЕ ШТАНГОВЫЕ НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ НА БАЗЕ ЛИНЕЙНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ НАГРУЖЕННОГО НА ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС

4.1 Параметры линейного цилиндрического вентильного двигателя

4.2 Электромагнитный расчет параметров линейного цилиндрического вентильного двигателя

4.3 Аналитический метод определения эффективности электрооборудования скважинных штанговых насосных установок

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Энергоресурсосберегающее электрооборудование нефтедобывающих установок с плунжерным погружным насосом»

ВВЕДЕНИЕ

При эксплуатации нефтяных месторождений широко применяется добыча нефти с помощью скважинных штанговых насосных установок (СШНУ). В России данными установками оснащено около 60 % всех действующих скважин. Простота обслуживания и надежность СШНУ, а также возможность применения в осложненных горно-геологических условиях эксплуатации вывели этот способ добычи на ведущее место в нефтедобывающей отрасли и сделали его самым распространенным способом добычи нефти, как в нашей стране, так и за рубежом [4,78]. В основу этого способа положено использование насоса возвратно-поступательного действия, опускаемого в скважину и приводимого в движение приводом, расположенным на поверхности.

Перед постановкой задачи исследования целесообразно выполнить обзор и анализ существующих электроприводов. В настоящее время в СШНУ широко применяют привод на основе серийного нерегулируемого асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором. Основным достоинством такого асинхронного электродвигателя является простота его конструкции, надежность и невысокая стоимость. В то же время этот ЭП обладает рядом существенных недостатков:

- сложная кинематическая схема, обусловленная необходимостью преобразования высокоскоростного вращательного движения в возвратно-поступательное движение с низкой скоростью;

- сравнительно невысокие энергетические показатели ЭП в совокупности с механизмом, (КПД, соБср);

- отсутствие регулирования частоты вращения, что не позволяет выбрать оптимальный режим работы;

- необходимость периодического обслуживания механизмов ЭП (редуктор, ремень);

- большие габариты и масса.

В последнее время в связи с существенными успехами в области повышения свойств и параметров постоянных магнитов (ПМ), а также полупроводниковой силовой и микропроцессорной техники получили широкое распространение вентильные двигатели (ВД) с возбуждением от редкоземельных постоянных магнитов (РЗМ ПМ) [40,84].

Альтернативой ВД являются более дешевые и надежные вентильные индукторные двигатели (ВИД) не содержащие постоянные магниты (ПМ). Однако ВИД несмотря на простоту конструкции, дешевизну и надежность по своим энергетическим и массогабаритным показателям уступает вентильным двигателям с возбуждением от редкоземельных ПМ. Основными преимуществами ЭП на базе вентильных электродвигателей по сравнению с другими типами электродвигателей являются:

- весьма высокая кратковременная перегрузочная способность по моменту, достигающая 5+10 кратного значения от номинального;

- более высокие энергетические показатели (со8ф=1, г|=0,85-Ю,98);

- существенно меньшие масса и габариты.

К недостаткам ВД следует отнести их высокую стоимость, обусловленную дороговизной редкоземельных магнитов. С другой стороны заслуживает внимания применение в нефтедобыче ВД с возбуждением от ферритовых ПМ. Как было показано [98] даже применение ферритовых магнитов в ВД обеспечивает преимущества последних по сравнению с АД. В этой работе показано, что ВД с ферритовыми магнитами выполненный на базе АД серии 4А имеет размеры и массу на 1 габарит меньше чем АД при одинаковой номинальной мощности и частоте вращения.

Учитывая существенные преимущества ВД с постоянными магнитами желательно провести сравнительный анализ использования в электроприводе СШНУ вместо нерегулируемого АД, регулируемый ВД.При этом, учитывая особенности требований СШНУ к электроприводу в части его перегрузочной способности, проведенные во второй главе расчеты показали, что переход на

регулируемый вентильный ЭП более эффективен и экономически целесообразен.

Другим возможным направлением поиска новых видов энергосберегающего электрооборудования при эксплуатации СШНУ является замена в ЭП двигателя с вращающимся ротором на линейный двигатель. В этом случае сложная и громоздкая конструкция с большим числом передаточных звеньев и подшипников, требующих ухода (смазки), может быть заменена безредукторным электроприводом, установленным вместо шарнирного механизма или непосредственно на устье скважины. Так в работах [41-43, 102] сообщается о возможности применения для этих целей линейных цилиндрических асинхронных двигателей (ЛЦАД). Для повышения эффективности в части энергоресурсосбережения линейные двигатели также могут быть выполнены в вентильном исполнении с возбуждением от ПМ. Обзор литературы по этой тематике (применение линейных ЭД) показал, что серьезных исследований в этом направлении не проводилось ни у нас, ни за рубежом.

Для эффективной работы СШНУ и выбора оптимального режима ЭП необходим контроль и диагностика параметров его работы, которые наиболее просто осуществляются на основе динамометрирования и ваттметрирования [9,31]. Динамометрирование — это процесс получения зависимости изменения нагрузки в точке подвеса штанг от перемещения этой точки в течение цикла качания. Соответствующие регистраторы отображают эту зависимость в виде замкнутых кривых, называемых динамограммами. Круг вопросов, решаемых динамометрированием, довольно обширен. Анализ динамограммы позволяет получить свыше трех десятков различных параметров, описывающих состояние глубинно-насосного оборудования без его подъема. А при соответствующей обработке по динамограмме можно определить давление на приеме насоса, дебит скважины (по жидкости), коэффициент продуктивности, среднюю плотность газожидкостной смеси в трубах и другие[31].

Однако для диагностирования по динамограмме возникает необходимость в датчиках, устанавливаемых на движущихся частях станков-качалок. С этой точки зрения привлекательным является поступление информации о работе насосного оборудования в виде электрической мощности, потребляемой приводным двигателем СКН. В этом случае исключаются первичные преобразователи механических величин в электрические. Ваттметрограмма представляет собой зависимость потребляемой приводом активной мощности от времени или от положения полированного штока в процессе работы СКН [9,115]. Если динамометрирование позволяет контролировать исправность работы штангового насоса и отдельных узлов подземного оборудования, то с использованием ваттметрограммы возникает возможность контролировать состояние всей насосной установки, а не только ее подземной части, как с применением динамограммы.

Таким образом, проведенный обзор и анализ альтернативных вариантов электрооборудования СШНУ, а также способов диагностики и контроля его параметров позволяют констатировать актуальность исследования и сформулировать цель диссертационной работы, которая состоит в совершенствовании электротехнического комплекса нефтедобывающего оборудования СШНУ путем использования новых типов ЭП и применения энергосберегающих технологий, а также способов контроля и диагностики на основе динамограмм и ваттметрограмм.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

— анализ эффективности существующего электрооборудования СШНУ и выработка предложений по энергоресурсосберегающим технологиям и применению более эффективных типов ЭП;

— сравнение технико-экономических показателей существующих и перспективных ЭП, обоснование эффективности электрооборудования СШНУ с применением вентильных электродвигателей (ВД) вращательного движения взамен АД.

— разработка математической модели электротехнического комплекса, включающего линейный цилиндрический вентильный двигатель (ЛЦВД) и насосную часть скважины с учетом динамограммы и исследование режимов работы привода.

— разработка конструкции и методики расчета основных параметров ЛЦВД с возбуждением от высокоэнергетических постоянных магнитов (ПМ).

— выбор эффективных методов, средств контроля и диагностики СШНУ в целях энергоресурсбережения.

Предметом исследования является совершенствование элементов комплекса электрооборудования на базе СШНУ, моделирование и выбор оптимального типа ЭП с точки зрения энергоресурсосбережения.

Объектом исследования является электротехнический комплекс оборудования СШНУ, включающий в себя ЭП с передаточными звеньями, электродвигатель и насосную часть.

Методология исследования. Теоретической и методологической базой диссертационного исследования являются обобщенная теория электрических машин, уравнения ВД с возбуждением от высокоэнергетических ПМ; методы математического моделирования и расчет электромагнитных полей, а также методы контроля и диагностики СШНУ посредством динамограмм и ваттметрограмм.

Диссертационная работа опирается на исследования ученых и инженеров

ОАО «Татнефть», г. Альметьевск; Татарского научно-исследовательского и

проектного института нефти ОАО «Татнефть» (ТатНИПИнефть), г. Бугульма;

ОАО «Всероссийского научно-исследовательского проектно-конструкторского

и технологического института релестроения с опытным производством» (ОАО

ВНИИР), г. Чебоксары; Федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары;

Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего и

профессионального образования «Альметьевский государственный нефтяной

9

институт» г. Альметьевск; Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уфимский государственный технический нефтяной институт» г. Уфа.

Значительный вклад в развитие силового электрооборудования, а также контроля и диагностики его работы на нефтедобывающих скважинах внесли многие ученные из которых по данной тематике можно отметить заслуги: Б.Н.Абрамовича[ 1,2], М.И. Альтшуллера [11,114,117], Т.М. Алиева [9,10], И.Г. Белова [31], B.C. Генина [46,114,115,118], Ш.К. Гиматутдинова [50] А.Н. Евсеева [53], А.Г. Иванова [58,59,60,132], В.Д. Ковшова [63,64], Ш.Ф. Тахаутдинова [110,131], В .Я. Чаронова [114,115,116,117,118,133], В.А.Шабанова [120,121] и других.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

— в результате сравнительного анализа электропривода СШНУ с использованием ВД и АД установлено, что эффективность предлагаемого ЭП с вентильным двигателем выше по сравнению с известным на базе АД вследствие более низких суммарных затрат включающих стоимость электроэнергии и электродвигателя.

— предложены более рациональные кинематические схемы построения комплекса электрооборудования СШНУ с ВД возвратно-поступательного движения, для которых предложено конструктивное исполнение в виде ЛЦВД, отличающихся от известных наружным расположением подвижной части и гребенчатой структурой внутреннего магнитопровода. Показано, что применение ЛЦВД в составе ЭП в комплекте с насосной частью СШНУ соответствует современным экономическим и функциональным требованиям энергоресурсосберегающих технологий по сравнению с аналогичной системой на базе нерегулируемого и регулируемого АД;

— разработана математическая модель ЭП с линейным цилиндрическим

вентильным двигателем, нагруженным на нефтяной плунжерный насос, и

отличающаяся тем, что в ней учтена динамограмма в виде зависимости

усилия на штоке от его перемещения и позволяющая исследовать

10

переходные процессы ЛЦВД в режиме пуска и реверса в составе СШНУ. В результате исследования на математической модели получены зависимости токов, электромагнитного усилия, перемещения, и скорости, которые позволяют найти динамические параметры, обеспечивающие эффективность применения ЛЦВД;

— показаны преимущества методов контроля и диагностики СШНУ совместно с ЭП путем использования динамограмм и ваттметрограмм, а также их использование при построении математической модели. Практическая ценность и реализация результатов работы заключается

в обеспечении экономии электроэнергии и эксплуатационных расходов при использовании предложенных в диссертации конструктивных решений и организационных мероприятий при эксплуатации электрооборудования СШНУ. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Электроэнергетика» ГБОУ ВПО Альметьевского государственного нефтяного института, а также в НГДУ «Елховнефть» ОАО «Татнефть». Что подтверждается соответствующими актами (Приложение А). На защиту выносятся:

— обоснование технико-экономической эффективности применения ВД вращательного и поступательного движения в электроприводах СШНУ взамен АД;

— математическая модель и методика электромагнитного расчета ЛЦВД нагруженного на нефтяной плунжерный насос, позволившие разработать конструкцию двигателя возвратно-поступательного движения с высокими динамическими, энергетическими и массогабаритными показателями;

— результаты исследования динамических режимов ЛЦВД нагруженного на нефтяной плунжерный насос, проведенных с использованием динамограмм, которые позволили обосновать эффективность применения таких двигателей в приводах СШНУ;

— рекомендации по организации энергосберегающих режимов работы СШНУ с электроприводами на базе ВД с использованием динамограмм и ваттметрограмм.

Достоверность полученных результатов подтверждается обоснованным применением математического моделирования, а также сравнением результатов моделирования с экспериментальными данными, полученными в ОАО «Татнефть», и с результатами исследования других авторов.

Апробация исследования. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

— Международной научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов», (г. Тольятти, ТГУ 2009 г.);

— VIII Всероссийской научно-технической конференции «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем (ДНДС-2009)» (г. Чебоксары, ЧТУ 2009 г.);

— Научных сессиях ученых Альметьевского государственного нефтяного института (г. Альметьевск, АГНИ 2008, 2009, 2010 гг.);

— IV, V Международных молодежных научных конференциях «Тинчуринские чтения» (г. Казань, КГЭУ, 2009, 2010 гг.);

— VII Mezinárodní vedecko-praktická konference «Aktuální vymozenosti védy -201 l»(Praha 2011 г.).

— XVIII Международной конференции по постоянным магнитам (г. Суздаль, 2011 г.);

— Научно - практическом семинаре кафедры «Электромеханика и технологии электротехнических производств» ЧГУ им. И.Н. Ульянова (г. Чебоксары, 2011 г.).

Публикации. Содержание диссертации отражено в 13 опубликованных научных работах автора, из них 2 - в рецензируемых изданиях из списка ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на (120) страницах машинописного текста, содержит (43) рисунков, (9) таблиц, библиографический список из (135) наименований и (4) приложений.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Артыкаева, Эльмира Мидхатовна

Список литературы

1. Абрамович Б. Н., Электропривод и электроснабжение горных предприятий: Учебное пособие / Б. Н. Абрамович, Д. А. Устинов. -Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб, 2004. 84 с. ISBN 5-94211-192-8

2. Абрамович Б. Н., Электроснабжение нефтегазовых предприятий: Учебное пособие / Б. Н. Абрамович, Ю. А. Сычев, ДА. Устинов. Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб, 2008. 81с. ISBN 978-5-94211-357-5

3. Авдолоткин В.Т. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока / В.Т. Авдолоткин, В.Т. Гращенков, Н.И. Лебедев, И.Е. Овчинников, А.К. Стыцина. - Л.: Энергоатомиздат, 1984. -160 с.

4. Адонин А.Н., Добыча нефти штанговыми насосами / А.Н. Адонин. -М.: Недра, 1979. -212 с.

5. Адонин А.Н., Процессы глубиннонасосной нефтедобычи / А.Н. Адонин. -М.: Недра, 1964.- 264 с.

6. Айзеннггейн Б.М., Линейные электродвигатели. Обзорная информация т.1. / Б.М. Айзенггейн. -М.: ВИНИТИ, 1975 -112 с.

7. Аливердизаде, К.С. Балансирные индивидуальные приводы глубиннонасосной установки / К.С. Аливердизаде. - Баку.: Азнефтеиздат, 1951. -216 с.

8. Аливердизаде, К.С. Приводы штангового глубинного насоса / К.С. Аливердизаде. -М.: Недра, 1973. - 191 с.

9. Алиев Т.М., Автоматический контроль и диагностика скважинных штанговых насосных установок / Т.М. Алиев, A.A. Тер-Хачатуров. -М.: Недра, 1988. - 232 с.

10. Алиев Т.М., Измерительные информационные системы в нефтяной промышленности.

11. Альтшуллер М.И. Регулируемый электропривод штанговых глубинных насосов / М.И. Альтшуллер, B.J1. Саевич, B.JI. Кальсин // Материалы Международного симпозиума «Энергосберегающие добычи, транспортировки и переработки твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых». - С. Петербург , 1996

12. Аракелян А.К., Вентильные электрические машины в системах регулируемых электроприводов Том 1. / А.К. Аракелян, A.A. Афанасьев - М.: Высшая школа, 2006. - 545 с.

13. Аракелян А.К., Вентильные электрические машины в системах регулируемых электроприводов Том 2. / А.К. Аракелян, A.A. Афанасьев - М.: Высшая школа, 2006. - 517 с.

14. Артыкаева Э.М. Перспективы повышения энергоэффективности нефтедобывающих штанговых насосных установок / Э.М. Артыкаева, B.C. Тенин, В.А. Нестерин // Электротехника. 2011. -№Ю.-С. 2-7

15. Артыкаева Э.М. Определение параметров работы СКН в режиме энергосбережения / Э.М. Артыкаева // Вестник ЧТУ. - 2010. - № 3. - С.181 -187.

16. Артыкаева Э.М. Методы контроля СКН / Э.М. Артыкаева // Материалы научной сессии ученых по итогам 2007 года. -Альметьевск.: АГНИ, 2008. - С. 137-139.

17. Артыкаева Э.М. Ваттметрограммы / Э.М. Артыкаева, А.Н. Яруллина // Материалы докладов IV Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». - Казань.: КГЭУ, 2009. С. 62-64.

18. Артыкаева Э.М. Эффективность производственного процесса добычи нефти / Э.М. Артыкаева // Сборник трудов Международной научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и

энергобезопасность производственных процессов». - Тольятти.: ТГУ, 2009. С. 224-225.

19. Артыкаева Э.М. Динамометрирование, ваттметрирование как способы контроля исправности работы штангового насоса / Э.М. Артыкаева // Материалы научной сессии ученых по итогам 2008 года.-Альметьевск.: АГНИ, 2009. С. 156-157.

20. Артыкаева Э.М. Система ваттметрического контроля. Взаимосвязь ваттметрограммы и динамограммы / Э.М. Артыкаева // Ученые записки АГНИ.- Альметьевск.: АГНИ, 2009. С. 228- 232.

21. Артыкаева Э.М. Анализ влияния погрешностей на параметры СКН и организация энергосберегающих режимов / Э.М. Артыкаева // Материалы научной сессии ученых по итогам 2009 года. -Альметьевск.: АГНИ, 2010. С. 122-124

22. Артыкаева Э.М. Контроль работы СКН с помощью ваттметрограмм / Э.М. Артыкаева // Материалы докладов V Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». - Казань.: КГЭУ, 2010.

23. Артыкаева Э.М. Повышение энергоэффективности нефтедобывающих станков-качалок нефти с применением вентильных электродвигателей вращательного движения/ Э.М. Артыкаева // Materiäly VII Mezinärodni vedecko-praktickä konference «Aktuälni vymozenosti vedy - 2011». Dil 19 Technicke vedy. - Praha Publishing House «Education and Science» s.r.o, 2011. - С. 47-50

24. Архипов К.И., Справочник по станкам-качалкам / К.И. Архипов, В.И. Попов, И.В. Попов. - Альметьевск, 2000. - 146 с.

25. Афанасьев, A.A. Магнитоэлектрический вентильный электродвигатель для электромеханического усилителя руля автомобиля / A.A. Афанасьев, В.В. Ефимов, В.А. Нестерин, Г.В.Соловьев // Электричество. - 2009. - № 2 - С.41-46.

26. Атакишев Т.С., Электроэнергетика нефтяных и газовых промыслов / Т.С. Атакишев, Р.В. Бабаев, A.A. Барьюдин и др. -М.: Недра, 1988.-221 с.

27. Афанасьев, A.A. Магнитоэлектрические вентильные двигатели в электроприводах производства ЗАО «ЧЭАЗ» / A.A. Афанасьев, В.А. Нестерин, В.М. Никитин, P.A. Романов // Вестник ЧТУ. -2010.-№3.-0.187-194.

28. Афанасьев Н.В., Совершенствование привода насосных установок для добычи высоковязкой нефти / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа 2005 / 22 с.

29. Балагуров В.А. Бесконтаткные двиагетли постоянного тока с постоянными магнитами / В.А. Балагуров, В.М. Гридин, В.К. Лозенко. - М.: Энергия, 1975. - 221 с.

30. Балакиров Ю.А., Оптимизация режимов работы скважин / Ю.А. Балакиров, В.П. Оноприенко, И.А. стрешинский и др. - М.: Недра, 1981

31. Белов И.Г., Исследование работы глубинных насосов динамографом / И.Г. Белов. - М.: Гос. науч.-техн. изд-во нефтяной и горно-топливной лит-ры, 1960. - 428 с.

32. Белоусенко И.В., Шварц Г.Р., Великий С.Н., Ершов М.С., Яризов А.Д. Новые технологии и современное оборудование в электроэнергетике газовой промышленности. 2002. - 300 с.

33. Бессонов А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник. 10 изд., стереотипное. / А. Бессонов .-М.:Гардарики, 2003.-317с.

34. Бесконтактные микродвигатели постоянного тока с постоянными магнитами // Информэлектро. - 1990. - 16 с.

35. Блантер С.Г., Электрооборудование нефтяной и газовой

промышленности / С.Г. Блантер, И.И. Суд - М.: Недра, 1980. - 480 с.

36. Бычков, М.Г. Обзор современных электроприводов с вентильными двигателями и их применений / М.Г. Бычков // Доклады научно-практического семинара. - Москва.: Издательский дом МЭИ., - С. 15-34.

37. Валовский В.М., Руководство по эксплуатации скважин установками скважинными штанговых насосов в ОАО «Татнефть» РД 153-39.1-252-02 / В.М. Валовский, В.Г. Салимов и другие. -Альметьевск.: 2002. - 229 с.

38. Валовский В.М., Цепные приводы скважинных штанговых насосов / В.М. Валовский, К.В. Валовский. - М.:ОАО «ВНИИОЭНГ», 2004. - 478 с.

39. Веников В.А., Математические основы теории автоматического управления режимами энергосистем. Учебное пособие для энерг. вузов и фак. / В.А. Веников, И.В. Литкенс. - М.: Высшая школа, 1964.

40. Вентильный электропривод: шанс для российских производителей // Оборудование: рынок, предложение, цены. - 2004. - №1.добавить ссылку

41. Веселовский О.Н., Линейные асинхронные двигатели / О.Н. Веселовский, А.Ю. Коняев, Ф.Н. Сарапулов. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 256 с.

42. Веселовский О.Н., Индукционные электродвигатели с разомкнутым магнитопроводом. Обзорная информация / О.Н. Веселовский, М.Н. Годкин. -М.: Информ-электро, 1974.- 48с.

43. Веселовский О.Н., Линейный асинхронный двигатель малой мощности / О.Н. Веселовский // Электротехника. - № 3 - 1980. - С. 14-17

44. Вольдек А.И., Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. Заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. / А.И. Вольдек. - Л.: Энергия, 1974.-840 с.

45. Высоцкий В.Е. Математическое моделирование и оптимальное проектирование вентильных электрических машин / В.Е. Высоцкий, Ю.В. Зубков, П.В. Тулупов - М.: Энергоатомиздат, 2007.-338 с.

46. Тенин В.А., Методы и технические средства управления, контроля и испытаний электротехнического и технологического оборудования нефтегазодобывающих предприятий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МЭИ, 2008.

47. Герман-Галкин С.Г., Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в Matlab 6.0 - СПб.: Корона, 2007

48. Герман-Галкин С.Г., Matlab -Simulinc . Поектирование мехатронных систем на ПК- СПб.: Корона, 2008. - 368 с.

49. Гуськова, И.А. Использование коррелирующих коэффициентов при расчете параметров работы подземного оборудования / И.А. Гуськова, Э.М. Артыкаева // Материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции ДНДС - 2009. - Чебоксары.: ЧГУ им. И.Н. Ульянова, 2009. - С. 98-100.

50. Гиматудинов Ш.К., Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений / Ш.К. Гиматудинов Ш.К. -Москва, Недра, 1988. -304с.

51. Голенков, Г.М. Моделирование работы коммутационного аппарата с комбинированной обмоткой линейного асинхронного двигателя / Г.М. Голенков, A.B. Веремеенко // Bíchhk СНУ ím. В. Даля - 2008 -№1 (119) С. 31-34

52. Гриб B.C., Установка для подъема нефти из двух скважин /B.C.

Гриб, Ю. Г. Матвеев, К.И. Юрченко, P.A. Храмов, Р.Г. Насретдинов, А.И. Никеров, Б.В. Назаров http://www.tech-biblio.ru

53. Евсеев А.Н., Режимное взаимодействие между энергосистемой и потребителями электроэнергии нефтегазодобывающего комплекса / А.Н.Евсеев.: Санкт-Петербург 2006 - 150 С.

54. Калиткин H.H., Численные методы / H.H. Калиткин. - М.: Наука, 1978.-512 с.

55. Ершов М.С., Электрооборудование и станции управления технологичексих установок механизированной добычи нефти / М.С. Ершов, А.Д. Яризов - М.:, Недра, 2008.- 123 с.

56. Зюзев A.M., Развитие и обобщение разработки автоматизированных электроприводов агрегатов нефтегазового комплекса. Автореферат соискания доктора технических наук. Екатеринбург 2004. - 44 с.

57. Иванов-Смоленский A.B., Электрические машины / A.B. Иванов-Смоленский. М.: Энергия, 1980. - 928 с.

58. Иванов А.Г., Системы управления полупроводниковыми преобразователями / А.Г. Иванов, Г.А. Белов, А.Г. Сергеев -Издательство Чувашского университета.: Чебоксары 2010. - 448 с.

59. Иванов А.Г., Силовая электроника и электропривод / А.Г. Иванов // Труды Академии электротехнических наук Чувашской республики.: Чебоксары 2002.

60. Иванов А.Г., Создание и исследование электротехнических систем с управляемыми выпрямителями для машиностроения и нефтедобычи. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Чебоксары, 1998, 68с.

61. Ивановский В.Н., Энергетика эксплуатации скважин механизированными способами, выбор способа эксплуатации, пути повышения энергоэффективности / В.Н. Ивановский. -

Энергоэффективность добычи нефти, 2010 - № 10

62. Ижеля Г.И., Линейные асинхронные двигатели / Г.И. Ижеля, С.А. Ребров, А.Г. Шаповаленко - Киев: Техника, 1975.-135 с.

63. Ковшов В. Д., Диагностирование некоторых характерных признаков станка-качалки по результатам динамометрирования / В.Д. Ковшов, C.B. Светлакова, Сидоров М.Е. ООО Hi ill «Грант» Уфа.

64. Ковошов В.Д., Анализ функциональных возможностей отечественных и импортных систем автоматизации скважин, эксплуатируемых ШГН /В.Д. Ковшов, Хакимьянов М.И., Светлакова C.B., Гузеев Б.В. 2008.- 16 с.

65. Косулин В.Д. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов / В.Д. Косулин, Г.Б. Михайлов, В.В. Путников. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. - 184 с.

66. Коськин Ю.П. Введение в электромеханотронику / Ю.П. Коськин. - СПб.: Наука, 1996. - 352 с.

67. Кудрин Б.И., Электроснабжение промышленных предприятий / Б.И. Кудрин. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 412 с.

68. Курбатов П.А., Численный расчет электромагнитных полей / П.А. Курбатов, С.А. Аринчик. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 167 с.

69. Лагутин М.Б., Наглядная математическая статистика. В двух книгах / М.Б. Лагутин, - М.: ООО Фирма «П-центр», 2003

70. Лазарев Ю., Моделирование процессов и систем MatLab / Ю. Лазарев. - Санкт-Петербург, Питер, 2005. - 512 с.

71. Лебедев H.H. Вентильные электрические машины / Н.И. Лебедев, В.М. Гандшу, Я.И. Явдошак; отв. ред. И.А. Глебов; РАН. Науч. исслед. Ин-т электромашиностроения. - СПб.: Наука, 1996. -352 с.

72. Мартынов H.H., Matlab 5.x. Вычисления, визуализация, программирование / H.H. Мартынов, А.П. Иванов. - М.: КУДИЦ -

ОБРАЗ, 2000. - 336 с.

73. Меньшов Б.Г., Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности / Б.Г. Меньшов, М.С. Ершов, А.Д. Яризов. - М.: Недра, 2000,- 488с.

74. Мищенко И.Т., Скважинная добыча нефти / И.Т. Мищенко. - М.: изд-во РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003.- 816 с.

75. Могильников B.C., Асинхронные двигатели с двухслойным ротором и их применение /B.C. Могильников, A.M. Олейников,

A.Н. Стрельников.-М.: Энергоатомиздат, 1983.-120 с.

76. Москаленко В.В., Электродвигатели специального назначения /

B.В. Москаленко. - М.: Энергоиздат, 1981. - 104 с.

77. Михалев A.C. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. / A.C. Михалев, В.П. Миловзоров. -М.: Энергия, 1979.- 160с.

78. Мухаметзянов А.К., Добыча нефти штанговыми насосами / А.К. Мухаметзянов, И.Н. Чернышев, А.И. Липерт, С.Б. Ишемгужин. -М.: Недра, 1993.-350 с.

79. Насар С.А., Линейные тяговые электрические машины / С.А. Насар, И. Болдеа. Издательство «Транспорт» 1981 - 176 с.

80. Немцев Г.А. Оценка относительной эффективности электроприводов общепромышленного назначения / Г.А. Немцев, О.В. Федоров, В.И. Щуцкой . -М.: Полеотип 2005 - 156 с.

81. Немцев А.Г. Качество электроэнергии и режимы ее потребления в системах электроснабжения (монография) / А.Г. Немцев, Г.А. Немцев. - Изд-во Чувашского университета 439 с.

82. Нестерин, В.А. Контроль СКН с использованием динамограмм и ваттметрограмм / В.А. Нестерин, B.C. Генин, Э.М. Артыкаева // Ученые записки АГНИ по итогам 2007 года. - Альметьевск.: АГНИ, 2008.-С. 192-198.

83. Нестерин В.А., Выбор оптимальных параметров постоянных магнитов в линейном цилиндрическом двигателе / В.А. Нестерин, Э.М. Артыкаева// Материалы XVIII Международной конференции по постоянным магнитам - Москва, 2011 г. - С.

84. Нестерин В.А., Жуков В.П. / Высокомоментные электродвигатели серий 5ДВМ //Электротехника - 2000.- №6 - с. 17-19.

85. Новгородцев А.Б., Расчет электрических цепей в MatLab. Учебный курс / А.Б. Новгородцев - Санкт-Петербург, Питер, 2004. - 250с.

86. Овчинников И.Е., Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и средняя мощность) / И.Е. Овчинников -СПб.: Корона - Век, 2006. - 334 с.

87. Овчинников И.Е. Бесконтаткные двиагтели постоянного тока. / И.Е. Овчинников, Н.И. Лебедев. - Л.: Наука, 1979. - 270с.

88. Овчинников И.Е. Теория вентильных электрических двигателей / И.Е. Овчинников, Н.И. Лебедев. - Л.: Наука, 1979. - 270с.

89. Онищенко Г.Б., Автоматизированный электропривод промышленных установок / Г.Б Онищенко, М.И. Аксенов, В.П. Грехов, М.Н. Зарицкий, A.B. Куприков, А.И.Нитиевская - М.: РАСХН - 2001

90. Отнес Р.К., Прикладной анализ временных рядов: Основные методы / Р.К. Отнес, Л.Энксон. - М.: Мир, 1982. - 428 с.

91. Першина Л.М.. Бак С.И.. Першин Ю.С. и др. Применение электродвигателей в нефтяной промышленности. - М.: Недра, 1980.-167 с.

92. Петров Г.Н., Электрические машины. Часть 1. / Г.Н. Петров - М.: Энергия, 1974.-240 с.

93. Петров Г.Н., Электрические машины. Часть 2. / Г.Н. Петров - М.Л.: Государственное энергетическое издательство, 1963. - 416 с.

94. Петров Г.Н., Электрические машины. Часть 3. / Г.Н. Петров - М.:

Энергия, 1968.-224 с.

95. Поршнев C.B., Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MATLAB / C.B. Поршнев. - Москва, Горячая линия-Телеком, 2003. - 592 с.

96. Правила устройства электроустановок.- 6-е и 7-е изд.перераб.и доп., с изменениями.- М.:ЗАО «Энергосервис», 2006.

97. Применение метода ваттметрографии для диагностики дефектов насосов, редукторов, электродвигателей, оценки остаточного ресурса и планирования ремонтов станков - качалок по техническому состоянию http://www.vibrocenter.ru

98. Поздеев Д.А., Синхронный двигатель с постоянными магнитами для электропривода металлообрабатывающих станков / A.A. Афанасьев, Э.Г. Королев, В.А. Макаров, В.А. Нестерин, М.Н. Селиванов, В.А. Носков // Электротехника. - 1983. - №10 С. 33-38

99. Репин H.H., Технология механизированной добычи нефти / H.H. Репин, В.В. Девликамов, О.М. Юсупов и др. -М.: Недра, 1976

100. Сергеев П.С., Проектирование электрических машин / П.С. Сергеев, Н.В. Виноградов, Ф.А. Горяинов - М.: Энергия, 1969. -632 с.

101. Семенов В.В., Технологические процессы и технические средства, обеспечивающие эффективную работу глубинного плунжерного насоса. Автореферат на соискание доктора технических наук /В.В. Семенов. Уфа 2010. - 44 с.

102. Свечарник Д.В., Электрические машины непосредственного привода. Безредукторный электропривод / Д.В. Свечарник - М.: Энергоатомиздат, 1988. -208 с.

103. Светлакова C.B., Информационно-измерительная система динамометрирования скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами. / C.B. Светлакова Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа, 2008. -16 с.

104. Сибикин Ю.Д., Электроснабжение предприятий и установок нефтяной промышленности / Ю.Д. Сибикин, В.А. Яшков - М.: Недра, 1997. - 285 с.

105. Соколов М.М., Электропривод с линейными двигателями / М.М. Соколов, JI.K. Сорокин.-М.:Энергия, 1974.-136 с.

106. Справочная книга по добыче нефти под редакцией д-ра техн. наук Гиматутдинова Ш.К. - М.: Недра, 1974. - 702 с.

107. Справочник по электрическим машинам. В 2-х томах. Под общей редакцией докт. техн. наук И.П. Копылова и канд. техн. наук Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.

108. Справочник по электротехническим материалам. Том 3. Под редакцией: Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева -Ленинград.: Энергоатомиздат Ленинградское отделение, 1988 г. -127 с.

109. Streng К. Kollectorloser Gleihstrom - Kleinstmotor fur Tondbangerate / К. Streng // Radio und Fernsehen. - 1963. - № 14

110. Тахаутдинов Ш.Ф., Обработка практических динамограмм на ПЭВМ / Ш.Ф. Тахаутдинов, Р.Г. Фархуллин, Р.Х. Муслимов, Э.И. Сулейманов. - Альметьевск.: изд-во Казанского ун-та, 1996. - 68 с.

111. Трахман Г.И., Энергосберегающая техника и технология в добыче нефти за рубежом: Обз. инф. - М.: ВНИИОЭНГ, 1988. - 52 с.

112. The ROTAFLEX Rod pump reliability for deep, High volume or troublesome wells // World oil. -1990. - Vol.210.- №5 - P.68

113. Федоров A.A., Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп./ A.A. Федоров, В.В. камененва. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 472 с.

114. Чаронов В.Я., Средства автоматизации технологических установок

нефтегазодобывающих предприятий / В.Я. Чаронов, М.И. Альтшуллер, B.C. Генин, А.Г. Иванов и др. под редакцией Генина B.C.- Чебоксары: изд-во «Офисная полиграфия», 2002. - 272 с.

115. Чаронов В.Я., Контроль работы станка-качалки с использованием ваттметрограммы / В.Я. Чаронов, B.C. Генин, Е.Г. Токмаков, А.Н. Леонтьев, Е.Ю. Ерохин // Технические науки сегодня и завтра. Тезисы докладов юбилейной итоговой научной конференции. -Чебоксары.: изд.Чуваш. ун-та, 1997. - С.319-321

116. Чаронов В.Я., Автоматизация работы основного оборудования и проблемы энергосбережения на объектах нефтегазодобычи / В.Я. Чаронов. - Альметьевск, 1998. - 330 с.

117. Чаронов В.Я., Регулируемый электропривод штанговых скважинных гасосных установок / В.Я. Чаронов, М.И. Альтшуллер, В.Н. Кальсин, В.Л. Саевич. - Альметьевск.: 1997. - 84 с.

118. Чаронов В.Я., Автоматизированный контроль работы станка-качалки / В.Я. Чаронов, Е.Г. Егоров, B.C. Генин // Электротехника, 1998. -№1.- С. 53-55.

119. Чесонис В.И., Методы исследования линейного асинхронного двигателя / В.И. Чесонис, С.А. Бунянис // Электротехника. - №9. -1979. - С.27-29

120. Шабанов В.А. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005.-176 с.

121. Шабанов В.А. Проектирование электротехнических комплексов нефтегазовой отрасли. Учебное пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006. - 70 с.

122. Шевченко А.Ф., Математическая модель многополюсных синхронных машин с зубцовыми обмотками с амплитудно-модулированным полем /А.Ф. Шевченко // Электротехника. - 1980.

-С. 14-17

123. Шуров А.Н., Технология и техника добычи нефти / А.Н. Шуров. -М.: Недра, 1983. - 504 с.

124. Шуйский В.П., Расчет электрических машин (перевод немецкого) / В.П.Шуйский. - М.:Энергия. - 1968. - С742

125. Электропривод с вентильными двигателями // Доклады научно-практического семинара. - Москва.: Издательский дом МЭИ. - 120 с.

126. Феллер В.В., Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Том 2 / В.В. Феллер.- М.: Мир, 1967.

127. www.lufkin.ru

128. Храмов P.A., Длинноходовые насосные установки для добычи нефти / P.A. Храмов. -М.: Недра, 1996. - 208 с.

129. Ямамура С., Теория линейных асинхронных двигателей. Перевод с английского Т. А. Глазенко, В.И. Хрисанова. Ленинград.: Энергоатомиздат Ленинградское отделение 1983 - 180 с.

130. ELCUT программа моделирования электромагнитных, тепловых и механических задач.

131. Патент 2200876 РФ, Привод скважинного штангового насоса (варианты) / Ш.Ф. Тахаутдинов, В.М. Валовский, Н.Ф. Федосеенко, И.Г. Шамсутдинов, Н.Г. Ибрагимов, А.Н. Авраменко // Бюллетень изобретений - 2003. - №8

132. Патент 1690156 РФ, Регулируемый электропривод / А.Г. Иванов, A.C. Чернышев // Бюллетень изобретений - 1991. - №41

133. Патент 95115497 РФ, Способ автоматического управления /В.Я. Чаронов, М.И. Альтшуллер, В.В. Горчаков, В.В. Кириллов. // Бюллетень изобретений - 1996.

134. Патент 2125185 РФ, Длинноходовая глубиннонасосная установка /В.С.Гриб, Б.М.Густов, П.К.Васильев// Бюллетень изобретений. -

1999. -№ 2. 135. http://www.grant-ufa.ru/

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Артыкаева, Эльмира Мидхатовна, 2012 год

Заключение

Основные научные и практические результаты диссертационной работы

заключаются в следующем.

4. Выполнены расчеты технико-экономических показателей использования комплекса электрооборудования в работе СШНУ на базе ВД и АД вращательного движения, в результате которых установлено, что применение ВД в сравнении с АД при одинаковой стоимости преобразовательной части ЭП и номинальных мощностях двигателей 7,5 кВт и 18,5 кВт соответственно, дает экономию электроэнергии в процессе эксплуатации скважины ориентировочно 30 тысяч кВт*час в год.

5. Выбраны наиболее рациональные кинематические схемы построения комплекса электрооборудования СШНУ с вентильными двигателями возвратно-поступательного движения, для которых предложено конструктивное исполнение в виде линейного цилиндрического ВД, отличающихся от известных наружным расположением подвижной части и гребенчатой структурой внутреннего магнитопровода. Показано, что применение ЛЦВД в комплекте с насосной частью и ЭП соответствует современным экономическим и функциональным требованиям энергоресурсосберегающих технологий по сравнению с аналогичной системой на базе нерегулируемого и регулируемого АД;

6. Разработана математическая модель ЭП с линейным цилиндрическим вентильным двигателем, нагруженным на нефтяной штанговый насос, и отличающаяся тем, что в ней учтена динамограмма в виде зависимости усилия на штоке от его перемещения, позволившая исследовать переходные процессы ЛЦВД в режиме пуска и реверса в составе СШНУ. В результате исследования на математической модели получены зависимости токов, электромагнитного усилия, перемещения, скорости которые позволяют найти динамические параметры, обеспечивающие эффективность применения ЛЦВД;

7. Показаны преимущества методов контроля и диагностики СШНУ совместно с ЭП путем использования динамограмм и ваттметрограмм, их эквивалентность, и применяемость при построении математической модели ЛЦВД с учетом влияния балансирного механизма на усилия нагрузки на полированном штоке.