Повышение эффективности работы электротехнических комплексов предприятий нефтедобычи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Ярыш, Равия Фоатовна

• Ярыш, Равия Фоатовна
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ярыш, Равия Фоатовна

Сокращения, принятые по тексту диссертации.

Обозначения физических параметров принятые по тексту диссертации.

Введение.

Глава 1. Применение принципов системного подхода к решению проблемы энергосбережения на предприятиях нефтедобычи.

1.1. Используемые положения общей теории системного анализа.

1.2. Отображение общих принципов системного анализа на предметную 25 ф область предприятий нефтедобычи.

1.3. Формирование конкретных задач проблемы энергосбережения.

Глава 2. Оптимизация потерь мощности в основном технологическом оборудовании нефтедобычи.

2.1. Формализация параметров среды.

2.2. Согласование параметров оборудования с параметрами среды.

2.3. Результаты моделирования подсистемы: добычное оборудование - 56 пласт.

Выводы по главе.

Глава 3. Оптимизация потерь мощности с согласованием параметров 60 нагрузок, отходящих линий и узлов распределительных # электрических сетей.

3.1. Расчетные схемы и аналитические модели подсистемы: 61 исполнительный модуль электротехнического комплекса добычной скважины - сопряженный участок отходящей линии.

3.2. Математическая модель подсистемы: групповая нагрузка - 69 отходящая линия.

3.3. Определение рационального уровня напряжения в центре питания 84 электротехнического комплекса предприятия.

Выводы по главе.

Глава 4. Оптимизация потерь электрической энергии при отклонениях и 91 ф колебаниях питающего напряжения исполнительного модуля -ЭКДС с поверхностным приводом (ПП) и их коммутации.

4.1. Метод расчета граничных параметров и исследование режима 91 работы исполнительного модуля - ЭКДС с ПП в установившихся и переходных процессах.

4.2. Метод расчета граничных параметров исполнительного модуля при 97 использовании компенсирующих установок.

4.3. Математические модели исполнительного модуля - ЭКДС с ПП в 100 пусковых режимах с учетом (и без учета) компенсирующих установок ф Выводы по главе.

Глава 5. Совершенствование технических средств автономного и централизованного регулирования режимов электро потреблен и я.

5.1. Технические средства для компенсации потерь напряжения в 107 установившихся и динамических процессах.

5.2. Автоматическая стабилизация рационального уровня напряжения на 121 секциях распределительных шин центра питания.

5.3. Регулирование параметров поверхностных приводов винтовых 136 Г: насосов.

5.4. Экономические, экологические и социальные аспекты проблемы энергосбережения.

5.4.1. Некоторые экономические оценки потерь энергии в

НГДУ.

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности работы электротехнических комплексов предприятий нефтедобычи»

Многие месторождения не только Урало-Поволжья, но и России в целом, находятся в поздней или завершающей стадии эксплуатации. Как правило, в этих условиях добываемая нефть характеризуются высокой вязкостью, наличием в составе асфальто-смоло-парафинистых отложений.

В последние годы резко возросла роль нефтяных предприятий в экономике страны, в народнохозяйственной системе в целом, а исследования, проводимые в нефтедобывающей отрасли и направленные на повышение эффективности нефтедобычи, при одновременной оптимизации потерь электроэнергии, являются ныне весьма актуальными. Нефтегазодобывающие управления (Н.ГДУ) являются крупными и ответственными потребителями электрической энергии, для которых характерны большая протяженность распределительных электрических сетей и территориальная рассредоточенность потребителей электрической энергии. Проблемы предприятий нефтедобычи усугубляются низкими пластовыми давлениями, склонностью содержащихся в нефти компонентов к структурообразованию. В результате количество малодебитных скважин, т.е. имеющих дебит до 5 т/сут, непрерывно растет. Например, в ОАО АНК «Башнефть» такие скважины составляют свыше 80 % от общего фонда. Значительное количество скважин имеет дебит менее 3 т/сут. В частности, в ОАО «Татнефть» их свыше 20 % от всего фонда. Увеличение фонда малодебитных скважин происходит и за счет ввода в эксплуатацию месторождений с трудно извлекаемой нефтью, в частности высоковязкой и неньютоновской, с низкими пластовыми давлениями и т.д. Серьезные проблемы возникают при добыче битумов, запасы которых в Республике Татарстан значительны.

При насосной эксплуатации нефтяных скважин наиболее распространенными являются штанговые скважинные насосные установки (ШСНУ) и установки электроцентробежных насосов (УЭЦН). Первые из них используются в малодебитных скважинах и характеризуются как громоздкое, металлоемкое и дорогое наземное оборудование. Для УЭЦН характерно применение в высокодебитных скважинах. Общим недостатком этих установок, является сложность в обслуживании и неустойчивость в работе при добыче жидкости с высоким содержанием механических примесей и газа.

Анализ структуры себестоимости добычи нефти показывает, что расходы на электроэнергию составляют в ней 30.50 %, а амортизационные отчисления., зависящие от стоимости эксплуатационного оборудования, достигают 20.30 %. Эти данные являются определяющими при выработке стратегии повышения эффективности механизированной добычи нефти, которая может быть реализована только с помощью комплекса организационно-технических и технологических мероприятий.

Существующие механизированные способы добычи нефти штанговыми скважинными насосными установками не обладают способностью создать стационарное движение жидкости в пласте. Поэтому для создания стационарного потока в скважине используют электроцентробежные насосные установки, но их применение для добычи высоковязкой нефти из малодебитных скважин практически невозможно, так как они обладают большой производительностью при низком давлении на выходе насоса, что нерационально в указанных условиях.

Наиболее перспективным для добычи высоковязкой нефти из малодебитных скважин является использование винтовых насосных установок. Винтовые насосные установки с погружным электродвигателем для добычи высоковязкой нефти создают стационарные потоки жидкости в пласте, но их практическое использование ограничено гидрогеологическими и гидродинамическими условиями месторождения. Из анализа технической литературы и опыта эксплуатации винтовых насосов с погружным электродвигателем можно сделать вывод, что ресурс этих установок не продолжителен. Это связано с тем, что высокая скорость вращения винта в статоре приводит к быстрому износу оборудования, а электродвигатель, обладающий низком частотой вращения, с учетом заданных поперечных габаритов скважины создать практически невозможно. Поэтому, как один из перспективных, рассматривается вариант вращения винтового ротора при помощи колонны вращающихся штанг от поверхностного привода.

Винтовые насосные установки с поверхностным приводом получили в последние годы широкое распространение. Эти установки наиболее соответствуют требованиям эксплуатации малодебитных скважин с вязкой и высоковязкой нефтью.

Для получения максимальной нефтеотдачи пластов при минимальных затратах электрической энергии согласно технологии добычи необходимо создание стационарных потоков и упруго-замкнутого режима фильтрации в пласте. Для реализации этой технологии наиболее рационально применение винтовых насосных установок с поверхностным приводом, обеспечивающих низкую частоту вращения штанговой колонны, за счет чего обеспечивается оптимальный режим работы системы «пласт - насос - привод» и минимизируются энергозатраты, что в сочетании с высокой работоспособностью и нагрузочной способностью гарантирует эффективность процесса нефтедобычи.

При разработке новых комплексов и установок особое внимание обращено на согласование их рабочих параметров с режимными параметрами скважины с целью обеспечения заданного режима притока нефти в скважину. Регулирование скорости вращения штанговой колонны позволяет установить подачу насоса, соответствующую дебиту скважины, в результате чего создается наиболее благоприятный режим нефтеотдачи пласта. Особенно остро стоит необходимость решения такой задачи при разработке месторождений с высоковязкой нефтью и тех, что находятся на поздней стадии разработки.

Данная диссертационная работа направлена на решение сформулированной выше важной народно-хозяйственной проблемы по оптимизации потерь электрической энергии в электротехническом комплексе предприятия (ЭКП) нефтедобычи.

ЭКДС включает в себя: винтовую насосную установку с поверхностным приводом, станцию управления с защитой, систему контроля и передачи информации и увязывает в единую систему гидродинамику месторождения, технику и технологию, электроэнергетику, экономику и экологию.

Тема диссертационной работы и решаемые в ней задачи по разработке, исследованию и оптимизации режимных параметров СЭС при добыче вязкой, высоковязкой нефти и битумов, как представляется, являются весьма актуальными в контексте современных научных поисков, направленных на повышение эффективности процесса энергосбережения в механизированной добыче нефти.

Исследования по проблемам оптимизации структур и режимов систем электроснабжения базируются на фундаментальных исследованиях отечественных и зарубежных ученых, они выполнялись как в академических и отраслевых институтах, так и в учебных институтах: в частности, в Альметьевском нефтяном институте - с участием автора.

Немалый вклад в разработку названного направления внесли такие российские ученые-исследователи, как Абрамович Б.Н. [I - 3], , Гамазин С.И. [16], Ермилов A.A. [27], Жежеленко И.В. [28 - 30], Железко Ю.С. [31-36], Карпов Ф.Ф. [47], Кудрин Б.И. [57], Кучумов JI.A. [58], Мельников H.A. [63]. Меньшов Б.Г.[65-66], Мукосеев Ю.Л. [67], Немцев Г.А. [68-71], Папков Б.В. [74,75], Поспелов Г.Е. [81,82], Солдаткина Л.А. [90]. Общие вопросы оптимизации режимов электрических сетей рассмотрены в работах Веникова В.А. [13-15], Идельчика В.И. [40,41], Карпова Ф.Ф. [47] Мельникова H.A. и Солдаткиной Л.А. [62, 63]. Автоматизации проектирования и применению ЭВМ для управления режимами СЭС посвящены труды [15, 22, 35, 48-50, 65, 72, 79, 96]. В последнее время уделяется повышенное внимание совершенствованию приборов учета электроэнергии в связи с участившимися случаями ее перерасходов и хищений.

За рубежом наибольших успехов в этой области достигли фирмы General Electric, Westinghouse Electric, Venturon и некоторые другие. В результате исследований был создан ряд новых современных элементов системы электроснабжения. Получили дальнейшее развитие установки поперечной (УПЕК) и продольной (УПК) компенсации. Значительно расширилось применение микропроцессорной техники, использование автоматических и автоматизированных систем различных уровней.

Эффективность предприятий нефтедобычи, в частности, предприятий Вол го-Камского региона, в последнее время характеризуется следующим:

1. Затраты растут, объемы добычи падают. Доля затрат на электроэнергию зачастую доходит до 50 % от всех затрат предприятия нефтедобычи.

2. На фоне общего истощения эксплуатируемых месторождений резко возрастает число скважин, находящихся в поздней или завершающей стадии функционирования. Извлекаемая нефть характеризуется высокой вязкостью, большим содержанием асфальто-смоло-парафинистых компонентов и низкими пластовыми давлениями.

Практика показывает, что на таких промыслах затраты на электроэнергию возросли особенно резко (только в ОАО АНК "Башнефть" таких скважин уже 80 %, в ОАО "Татнефть" - 20 %).

В основу методологии исследования положены общие принципы системного анализа сложных динамических объектов: вычленение, отображение, разделение по модули, отбрасывание несущественных связей. При формировании системно-обоснованных рекомендаций по энергосбережению на предприятиях нефтедобычи, следует предварительно:

- конкретизировать используемые принципы системного подхода;

- отобразить эти (общие) принципы на предметную область объекта исследования;

- сформировать системно обоснованный перечень технико-технологических задач и последовательность их решения так, чтобы их совокупность дала решение проблемы энергосбережения в целом.

Основной проблемой настоящего исследования, определяющей его научную значимость и новизну, является решение народнохозяйственной задачи по энергосбережению в нефтяной промышленности. Работа выполнялась в соответствии с планом реализации комплексных научно-технических программ, которые направлены на совершенствование систем электроснабжения, электрооборудования, повышение эффективности, безопасности и экономичности использования электрической энергии в народнохозяйственной системе.

Целью настоящей работы является: системный анализ электротехнических комплексов предприятий нефтедобычи, обеспечивающий повышение эффективности работы этих комплексов за счет минимизации потребления электроэнергии при сохранении производительности нефтедобывающего оборудования, используемого на месторождениях в завершающей стадии эксплуатации.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать методологию исследования таких сложных многоуровневых систем, как электротехнический комплекс нефтегазодобывающего управления, позволившую осуществить декомпозицию, не нарушая системных свойств и связей;

- оптимизировать энергопотребление и режимы регулирования напряжения в электротехнических комплексах добычной скважины и нефтедобывающего предприятия;

- произвести сравнительный анализ насосных установок, используемых для нефтедобычи на малодебитных скважинах с высоковязкой нефтью и исследование систем их привода для обеспечения снижения энергозатрат при нефтедобыче,

-оптимизировать энергопотребление за счет разработки рациональных законов регулирования напряжения и использования индивидуальных установок продольной и поперечной емкостной компенсации в электротехнических комплексах отходящих линий, обеспечивающих работу куста нефтедобывающих скважин;

- произвести экономическую оценку предложенных технических решений.

Методологической основой исследования являются: основные положения общенаучного системного подхода, методы математического моделирования СЭС.

Научно-технические дисциплины и методы, используемые в работе: теория электрических цепей; методы математического моделирования; общие принципы системного анализа; прикладная гидродинамика.

На первом этапе исследованы режимы работы электротехнического комплекса добычной скважины (ЭКДС), на втором - электротехнического комплекса предприятия (ЭКП).

В результате исследований графиков зависимостей, полученных при вариации зависимых и независимых переменных параметров, были выработаны рекомендации по выбору рациональных параметров режима напряжения и электропотребления и по рациональному использованию компенсирующих установок и стабилизирующих устройств.

Объектами исследования являются - электротехнические комплексы и системы электроснабжения и электрооборудования предприятий нефтедобычи и специальная техника - винтовые насосные установки (ВНУ) с поверхностным приводом (ГТП).

Объект рассмотрения является неотъемлемой составной частью технических систем более высокого уровня. Методом деком поищш; технические системы высокого уровня разделены на составные части -исполнительные модули, которые обеспечивают эффективное и безопасное функционирование этих систем в широком диапазоне внешних воздействий.

Область исследования: изучение системных свойств и связей, физическое, математическое моделирование электротехнических комплексов и систем; исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов и систем в различных режимах при разнообразных внешних и внутренних воздействиях.

Научная новизна и теоретическая значимость исследований заключается в следующем:

1. Предложена концепция оптимизации потерь электроэнергии учитывающая принципы построения электротехнических комплексов и н\ систем электроснабжения и режимы работы этих комплексов и систем и обеспечивающая требуемую производительность технологического оборудования.

2. Разработаны математические модели и методы расчетов, позволившие оценивать принимаемые технические решения на стадии проектирования, создания и эксплуатации ЭКДС и ЭКП и их систем электроснабжения с учетом основных внешних и внутренних возмущающих воздействий (провалов напряжения в электрической сети и изменения вязкости и гидродинамических свойств добываемой эмульсии).

Основные результаты настоящего исследования:

1. Предложена концепция оптимизации потерь электрической энергии и стратегия регулирования режима напряжения и электропотребления электротехнических комплексов и систем нефтедобычи.

2. Установлена специфика режимов работы электротехнических комплексов добычной скважины (ЭКДС) и сформулированы требования к её питающей электрической сети.

3. Получена математическая модель электротехнического комплекса добычной скважины (ЭКДС), позволяющая определять его энергетические параметры, а также параметры компенсирующих установок в установившихся и переходных режимах. Отличительной особенностью данной математической модели является учет гидродинамических и физических параметров скважины.

4. Получена математическая модель и методика расчета отходящей линии, t-srотличающаяся от известных использованием нелинейных зависимостей энергетических параметров от напряжения рассматриваемого узла нагрузки.

Математическая модель позволяет определить напряжение в начале отходящей линии, эквивалентные параметры всей линии: активная, реактивная и полная ! ify

Щ'1 мощности, потери напряжения в линии, эквивалентные потери активной и

•Р. реактивнои мощности в этой линии и в электрооборудовании подключенной к "' I ¡1

• ф ней.

5. На основе полученных нелинейных зависимостей потерь активном мощности отходящих линий методом по координатного суммирования определены оптимальные и рациональные уровни напряжения ЭКП т.е. центра л

I'!» питания. it я £■51 e-sii.ia.i я.

Г- 1.4

ВкИЬ f.

6. Показано, что автоматическая стабилизация рационального уровня напряжения позволяет минимизировать потери активной мощности и потребление электроэнергии ЭКП.

Ц1. Практическая ценность диссертационной работы состоит в следующем:

- разработана функциональная схема, физически реализован электротехнический комплекс добычной скважины с индивидуальными компенсирующими установками (КУ), системой управления режимом работы, оснащенный узлом индивидуального коммерческого и технического учета фактического потребления электрической энергии и регистрацией её качества.

- проведены экспериментальные исследования по влиянию отклонения напряжения на режим работы ЭКДС и ЭКП на основе полученных получасовых графиков активной и реактивной мощности, при одновременной работе К У и устройств автоматической стабилизации рационального уровня напряжения.

- разработана методика по определению количества переключений в сутки привода РПН и оптимальных уставок блока автоматического регулирования

БАР).

- проведены экспериментально-промышленные исследования с использованием статических компенсаторов потерь напряжения и реактивной i; Й I мощности и блока автоматического регулирования привода РГШ,

- представлены в первые результаты теоретических и экспериментальных исследований режимов работы ВНУ с ПП в установившихся и переходных режимах.

- получены граничные значения энергетических параметров установившихся и переходных процессов, позволяющих повысить степень автоматизации системы электроснабжения НГДУ.

- получен годовой экономический эффект в размере 146304 рубля по одной подстанции за счет поддержания обоснованного рационального уровня напряжения и снижения договорной мощности на 0,7 % и экономии фактического потребления электрической энергии на 338224 кВт*ч в год., подтвержденный «Актом внедрения».

Апробация исследования.

Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались, на 2-й Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки». Естественные науки. Информатика, вычислительная техника, АСУ, электроника, энергетика (г. Самара 2001 г); на научно-технической конференции «Альметьевского нефтяного иститута-2000» (г. Альметьевск, 2000г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Большая нефть: Реалии, Проблемы, Перспективы» (г. Альметьевск, 2000г.); на Юбилейном X Всероссийском (с международным участием) Туполевском чтении студентов. Научная конференция (г. Казань. 2002г.); на международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (г. Тюмень, 2003г.); на научно-практическом семинаре кафедры «Электроэнергетика» АлНИ (г. Альметьевск, 2003г.), на Объединенном научном семинаре кафедр АСУЭП, ЭсПП, ЭМТЭП Чувашского госуниверситета (г. Чебоксары, 2003г.)

Публикации.

Общее количество публикаций по теме диссертации - 9 печатных работ.

Результаты научных исследований отражены в двух отчетах, прошедших государственную регистрацию, и в двух методических разработках для студентов Альметьевского нефтяного института.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Оптимизированные структуры ЭКДС и усовершенствованные схемы электроснабжения ЭКДС и ЭКП, обеспечивающие минимизацию потерь электроэнергии в этих комплексах, не нарушающие режим работы технологического процесса нефтедобычи и обеспечивающие качество электрической энергии питающей электрической сети согласно ГОСТ 13 109-89.

2. Разработанные математические модели и методы расчетов ЭКДС, учитывающие воздействие внешних и внутренних возмущающих факторов в виде провалов напряжения в электрической сети и изменения вязкости и гидродинамических свойств добываемой эмульсии.

3. Усовершенствованные математические модели и методы расчетов отходящей линии, использующие нелинейные зависимости активной, реактивной и полной мощности ЭКДС и потери активной мощности в функции напряжения вместо номинальных параметров этого комплекса и регулирующих коэффициентов статических характеристик.

4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований режимов работы ЭКДС в установившихся и переходных процессах и ЭКП в установившихся процессах, позволяющие выявить случайные и закономерные изменения параметров режима напряжения и электропотребления и сформулировать требования к её питающей электрической сети.

Структура и содержание работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 185 страницах машинописного текста, содержит 58 рисунков, 4 таблицы, библиографический список из 124 наименований и 6 приложений.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Ярыш, Равия Фоатовна

Выводы по главе 5

1. С целью оптимального управления режимом напряжения и электропотребления используется подсистема АСУЭ, позволяющая получать достоверные оперативные данные о совмещенном максимуме электрической нагрузки. В результате снижено значение договорной мощности на одной узловой подстанции на 21%, что обеспечивает снижение оплаты за электроэнергию на 9%.

2. Предложенная подсистема АСУЭ позволяет объединять в групповые узлы технического и коммерческого учета электроэнергии исполнительные модули ЭКП.

3. По результатам математического моделирования получен график зависимостей суммарных потерь активной мощности от уровня напряжения на шинах подстанции с учетом местных установок продольной и поперечной емкостной компенсации и без их учета. По этому графику определен рациональный уровень напряжения, равный 0,98о.е.

4. Показано, что при снижении напряжения до рационального уровня, потребление активной мощности снижается на 0,71%, реактивной - на 4,5%, потери активной мощности снижаются на 8,1%. При этом производительность насосных установок практически не изменяется.

5. По характерным суточным графикам напряжения определено целесообразное количество переключений РПН в сутки, равное 20, при допустимом количестве переключений 25. Это количество обуславливается величиной зоны нечувствительности и ступенью регулирования.

6. Суточные графики напряжения, зарегистрированные при одновременном контроле в двух заданных точках схемы, экспериментально подтвердили теоретические выводы о фактическом количестве переключений РПН в сутки, не превышающем 5.

7. Показано, что эксплуатация скважин насосными установками с регулируемым приводом является принципиально новым подходом к вопросу повышения эффективности механизированной эксплуатации нефтяных скважин.

8. Определение экономической эффективности затрат на батареи статических конденсаторов в УПЕК показало, что даже при высокой стоимости потерь электроэнергии в УПЕК, дополнительные приведенные затраты на установку УПЕК не велики.

9. Экономический эффект рассчитан по методу сравнения конкурирующих вариантов при условии, что в системе АД и ЛЭП рациональный уровень напряжения автоматически стабилизирован в центре питания путем автоматического регулирования привода РПН силового трансформатора, при одновременной индивидуальной компенсации реактивной мощности и компенсации потерь напряжения в линии.

10. Анализ результатов математического моделирования по оценке эффективности применения БАР РПН и технических средств компенсации реактивной мощности и потерь напряжения показал, что потребление активной и реактивной мощности снижается: среднеквадратичное значение активной мощности - на 20кВт, реактивной мощности - на 247 квар, - в результате уменьшаются значения активной договорной мощности, фактические значения потребляемой электрической энергии и реактивной мощности. Годовой экономический эффект от внедрения устройства АРТ-1Н на одной подстанции НГДУ составил ~ 61229 рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате научного исследования решена важная народнохозяйственная проблема повышения эффективности работы электротехнических комплексов предприятий нефтедобычи,

1. Предложена научно - обоснованная концепция повышения эффективности работы электротехнических комплексов предприятий нефтедобычи, на основе которой разработан комплекс организационно-технических мероприятий, включающих внедрение новой техники и одновременное стабилизирующее воздействие индивидуальных компенсирующих установок и автоматическую стабилизацию напряжения в центре питания. Приведены результаты исследований работоспособности и качества функционирования ОР до и после внедрения комплекса организационно-технических мероприятий. Полученные результаты исследований позволяют изучить свойства и связи этих комплексов и систем, необходимые для решения задач физического, математического и компьютерного моделирования компонентов электротехнических комплексов и систем.

2. Оптимизированы структуры и режимы напряжения и электропотребления электротехнических комплексов и систем электроснабжения НГДУ, которые позволили оптимизировать потери электрической энергии в этих комплексах и системах при одновременном улучшении режимов работы и увеличении ресурсов основного электрооборудования за счет повышения ПКЭЭ.

3. Установлено, что НГДУ является объектом с переменной структурой и переменными параметрами, которые необходимо учитывать при разработке математических моделей и физического моделирования оборудования нефтедобычи, при этом ЭКДС и ЭКП рассматривались как самостоятельные технологические комплексы, которые обеспечивают эффективное и безопасное функционирование этих комплексов в широком диапазоне внешних и внутре н н и \ во ?дей стви й.

4. Оптимизированы структуры ЭКДС и усовершенствованы схемы электроснабжения ЭКДС и ЭКП, обеспечивающие минимизацию потерь электроэнергии в этих комплексах, не нарушая режим работы технологического процесса нефтедобычи и обеспечивающие качество электрической энергии питающей электрической сети согласно ГОСТ 13109-89.

5. Разработаны математические модели и методы расчетов ЭКДС, учитывающие воздействие внешних и внутренних возмущающих факторов в виде провалов напряжения в электрической сети и изменения вязкости и гидродинамических свойств добываемой эмульсии, позволяющие определять оптимальные и рациональные уровни напряжения узла нагрузки.

6. Разработаны математические модели и методы расчетов отходящей линии, позволяющие определять эквивалентную нагрузку данной линии в функции напряжения в центре питания. Особенностью являются нелинейные зависимости активной, реактивной и полной мощности ЭКДС и потерь активной мощности в функции напряжения вместо номинальных параметров ЭКДС и регулирующих коэффициентов статических характеристик.

7. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований режимов работы ЭКДС в установившихся и переходных процессах, позволяющие выявить случайные и закономерные изменения параметров режима напряжения и электропотребления и сформулировать требования к питающей электрической сети.

8. Выявлены причины неоправданных потерь и разработаны рекомендации по проведению организационно-технических мероприятий для их устранения.

9. Разработаны методы и алгоритмы управления электротехническими комплексами нефтедобывающего управления, обеспечивающие оптимизацию потерь электроэнергии.

11. Разработана математическая модель ЭКП, дополненная методом поординатного суммирования графиков нелинейных зависимостей энергетических параметров отходящей линии. Модель обеспечивает определение потерь электроэнергии в ЭКП и позволяет учитывать влияние внешних и внутренних воздействий.

12. Оптимизированы потери электроэнергии в исполнительных модулях ЭКДС и разработаны мероприятия по повышению устойчивости процесса пуска и самозапуска АД добычных установок с погружными приводами, обеспечивающие безаварийное функционирование и повышение производительности насосных установок.

13. Использование метода наложения экспериментальных данных суточного графика напряжения на теоретический, полученный при моделировании режима работы БАР РПН, позволило определить оптимальное количество переключений РПН в сутки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ярыш, Равия Фоатовна, 2003 год

1. Абрамович Б.Н., Иванов О.В., Нурбосьгнов Д.Н., Макурова Л.В. Лейман В.А. Оптимизация режимов работы промысловых линий электропередачи. -Промышленная энергетика, 1984, № 12, с. 21-24.

2. Абрамович Б.Н., Каменев П.М., Нурбосынов Д.Н. Регулирование уровней напряжения на промышленных предприятиях в часы максимума нагрузки. // М.: ЦНИЭИуголъ, 1987г.

3. Абрамович Б.Н., Нурбосынов Д.Н. Модель и компоненты системы регулирования режима напряжения в центре электропитания //В науч.тех.журн.: Народное хозяйство Республики Коми. Сыктывкар -Воркута -Ухта, 1992 г. Т.1,№3.

4. A.c. №1 185490 (СССР). Устройство защиты от перенапряжений и субгармонических колебаний установок продольной емкостной компенсации. //Абрамович Б.Н., Ананьев К.А., Иванов О.В., Макурова Л.В., Нурбосынов Д.Н. Опубл. в Б.И. 1985, №38.

5. Афанасьев Н.В., Чернявская H.A., Нурбосынов Д.Н. Совершенствование режима напряжения и электропотребления в условия предприятий нефтедобычи // Нефть Татарстана, 1999, № (1-2), с. 64-67.

6. Беляков Ю.С. Расчетные схемы замещения трансформаторов иавтотрансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой и особенности расчета токов короткого замыкания с их учетом СПб : ПЭЦпк, 1996.

7. Богданов A.A. Технология. Всеобщая организационная наука. 2 тома //М.: Экономика, 1989г.

8. Бор-Раменский А.Е. Технологические и технические модули автоматизированных производств (Системный подход к проблеме). // Л.: Наука, 1989г.

9. Бор-Раменский А.Е. Семантические инварианты сложных динамических систем // В кн.: Системный подход к исследованию и проектированию сложных объектов. // Л.: Ленинградский институт информатики и автоматизации АН СССР, 1989г.

10. Варнавский Б.П., Тубинис В.В. «Проблемы массового внедрения электронных средств учета электрической энергии в России» Промышленная энергетика, 1994, № 12.

11. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. М.: Высшая школа, 1978, - 415с.

12. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики): М.: Высшая школа, 1984

13. Веников В.А., Идельчик В.И., Лисеев М.С. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах М.: Энергоатомиздат, 1985.

14. Гамазин С.И., Черепанов В.В. Применение методов математического программирования при проектировании систем электроснабжения Горький: ГГУ, 1980.

15. Гельман Г.А. Автоматизированные системы управления электроснабжением промышленных предприятий М.: Энергоатомиздат, 1984.

16. Головкин Б.Н., Пирогов В.Н., Старцев А.П. Прогноз электропотребления промышленного предприятия в условиях нестабильной экономики Промышленная энергетика, 1996. № 2

17. ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии у электроприемников общего назначения". М.: Госстандарт. 1997 г.

18. Гремяков A.A., Строев В.А. Определение мощности и размещения конденсаторных батарей в распределительных электрических сетях с учетом режима напряжений. Электричество, 1976г. № 12.

19. Гремяков A.A., Строев В.А. Определение мощности и размещения конденсаторных батарей в распределительных электрических сетях с учетом режима напряжений. Электричество, 1976. № 12, с. 1 .4.

20. Гуревич Ю.Е., Либова JT.E., Хачатрян Э.А. Устойчивость нагрузки электрических схем М.: Энергоиздат, 1981.

21. Гуртовцев А.Л. Программный Комплекс АСКУЭ промышленного предприятия Промышленная энергетика, 1995. № 12

22. Гусейнов Ф.Г., Мамедяров О.С. Экономичность режимов электрических сетей. М.: Энергоатом из дат, 1984. - 120 с.

23. Денисов А.И., Образцов B.C. Многофункциональный счетчик фирмы АББ как элемент системы сбора и передачи информации Промышленная энергетика, 1995, № 3.

24. Евсеев А.Н., Нурбосынов Д.Н., Логинов А. С. Регулируемая установка компенсации реактивной мощности для нефтегазодобывающего предприятия. // Промышленная энергетика, 1990г. , № 5

25. Ермилов A.A. Основы электроснабжения промышленных предприятий. -М: Энергоатомиздат, 1983.

26. Жежеленко И.В. и др. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. К.: Техника, 1981. - 160с.

27. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 1986.

28. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л., Степанов В.П. Методы вероятностного моделирования в расчетах характеристик электрических нагрузок потребителей. М.: Энергоатомиздат, 1990.

29. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. М.: Энергоатом из дат, 1981.

30. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии. М.: Энергоатомиздат, 1985.

31. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1989.

32. Железко Ю.С., Артемьев A.B. Порядок аттестации программ системного расчета компенсации реактивной мощности и согласование результатов расчета Промышленная энергетика, 1990, № 9.

33. Железко Ю.С., Артемьев A.B. Изменение характеристик графиков реактивной мощности при установке компенсирующих устройств. Промышленная энергетика, 1991, № 7.

34. Железко Ю.С. Новые правила расчета экономических значений потребления реактивной мощности потребителями Промышленная энергетика, 1996, № 6.

35. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений: Учебник для вузов. -М.: Недра, 1986.-332 с.

36. Иванов О.В. и др. Исследование самораскачивания асинхронных двигателей в сетях с последовательными конденсаторами. М.: Электричество, 1969г., № 3.

37. Иванов О.В. и др. Статическая устойчивость АД с последовательными конденсаторами. М.: Электротехника, 1970г, № 6.

38. Идельчик В.И. Расчеты установившихся режимов электрических систем / Под ред. В. А. Веникова. М.: Энергия, 1977г. - 192с.

39. Идельчик В.И. «Электрические системы и сети». М.: Энергоатомиздат, 1989.

40. Использование винтовых насосов с поверхностным приводом в АО "Черногорнефть" / Локтев A.B. и др.// Нефт. хоз-во, 1995, № 9, с. 54 55.

41. Испытание винтовых насосов с поверхностным приводом / Брот А.Р.,

42. Султанов Б.З., Идиятуллин P.M., Матяш С.Е.// Нефт. хоз-во, 1992, № 7.

43. Инструкция по системному расчёту компенсации реактивной мощности в электрических сетях. Промышленная энергетика, 1991, № 7.

44. Инструкция о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию. -Экономика и жизнь, 1994, № 3.

45. Казак A.C. Установки глубинных винтовых насосов нового типа для добычи нефти // Нефт. хоз-во, 1989, № 2, с. 62 63.

46. Карпов Ф.Ф. Компенсация реактивной мощности в распределительных сетях. М.: Энергия, 1975.

47. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий М: «Высшая школа», 1979.

48. Ковалев В.Д., Образцов B.C., Денисов А.И. Многофункциональный электронный трехфазный счетчик фирмы АББ Энергетик, 1994, №12.

49. Ковалев И.Н. Выбор компенсирующих устройств при проектировании электрических сетей М: Энергоатомпроект, 1990.

50. Ковач К.П., Ран И. Переходные процессы в машинах переменного тока. -М. Л.: Госэнергоиздат, 1963г.

51. Кононенко Е.В. и др. Электрические машины (спец. курс). М.: Высшая школа, 1975, - 279 с.

52. Конюхова Е.А., Михайлов В.И. Влияние параметров режимов работы асинхронных двигателей на их статические характеристики Промышленная энергетика, 1990, № 10.

53. Конюхова Е.А. Исследования влияния статических характеристик нагрузки на потери мощности и напряжения в системах энергоснабжения промпредприятий Промышленная энергетика, 1995, № 9.

54. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины, ч. 1. -Л.: Энергия, 1972, 544 с. ил.

55. Крылов A.B. Одновинтовые насосы, М., Гостоптехиздат, 1962,- 154 с.

56. Кудрин Б.И. Проблемы определения параметров электропотребления иэнергосбережения на страницах журнала «Промышленная энергетика» -Промышленная энергетика, 1994, № 8.

57. Кучумов Л.А., Спиридонова Л.В. Потери мощности в электрических сетях и их взаимосвязь с качеством электроэнергии. Учебное пособие Л.: Изд. ЛПИ, 1985.

58. Кулизаде К.Н. Рациональное использование электрической энергии на нефтяных промыслах. Баку, 1967г.

59. Ладянко И.С. Имитационные системы Сибирское отделение Наука, -Новосибирск, 1981г.

60. Лысенко В.Д. Разработка нефтяных месторождений. Теория и практика -М.: Недра, 1996. 367 с.

61. Мельников H.A., Солдаткина Л.А. Регулирование напряжения в электрических сетях. М.: Энергия, 1968г.

62. Мельников H.A. Электрические сети и системы. М.: Энергия, 1975г.

63. Меркулов В.П., Сургучев М.Л. Определение дебита и эффективности на наклонных скважин. - Нефтяное хозяйство, i960, № 1.

64. Меньшов Б.Г., Суд И.И. Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1984, - 416с

65. Меньшов Б.Г., ЕршовМ.С., Яризов A.B. Электромеханические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности / М.: Недра, 1990.

66. Немцев Г.А., Ковалев В.Г., Сидиряков Е.В., Щедрин В.А. Энергосбережение в Чувашской Республике на 2000-2005г. / Под редакцией В.Г. Ковалева. Чебоксары 2000г.

67. Немцев Г.А., Кураков Л.П., Ефремов Л.Г., Вебер А.Л. Ресурсный потенциал региональной энергосистемы. Москва, Гелиос 2000г.

68. Немцев Г.А. перспективы и итоги реализации программы энергосбережения. Труды академии электротехнических наук Чувашской республики, №2. Чебоксары, 200)г.

69. Немцев Г.А., Ермалаева Н.М., Косорев П.А., Осипенко Г.А. К анализу потерь электроэнергии в распределительных сетях энергосистем. Труды академии электротехнических наук Чувашской республики, №2. Чебоксары, 2001г.

70. Нурбосынов Д.Н. Некрасов С.Б. Имитационная модель регулирования режима напряжения системы электроснабжения // В кн.: 1-й Международный симпозиум. Автоматическое управление энергообъектами ограниченной мощности. Ленинград, 1991 г.

71. Нурбосынов Д.Н. Методы расчетов и математическое моделирование режима напряжения и электропотребления в установившихся и переходных процессах. С-Пб.: Энергоатомиздат, Санкт-Петербургское отделение, 1999г.

72. Нормирование топливно-энергетических ресурсов и регулирование режимов электропотребления: Сборник инструкций под редакцией В.В. Дегтярина. М.: Недра, 1983.

73. Обшая теория статистики / под редакцией A.A. Спирина, О.Э. Башиной. -М.: Финансы и статистика, 1994.

74. Окороков В.Р., Лисочкина Т.В. Технико-экономическое обоснование решений в энергетике: Учебное пособие Л.: ЛПИ, 1981.

75. Пашков Б.В., Щеголькова Т.М. Повышение эффективности электропотребления на промышленных предприятиях Промышленная энергетика, 1995, № 12.

76. Папков Б.В. Оценки удельного ущерба от нарушений электроснабженияпромпредприятий Промышленная энергетика, 1993, № 3.

77. Петрикова Т.Н. Формирование новой системы организации торговли электрической энергией Промышленная энергетика, 1998, № 4.

78. Повышение экономичности работы электрических сетей и качества электроэнергии. Сборник научных статей, под редакцией Железко Ю.С., М.: Энергоатом издат, 1987.

79. Поликарпов Е.А. Об эффективности вложений средств предприятий в энергосберегающее оборудование Промышленная энергетика, 1996, №6.

80. Поликарпов Е.А. К оценке эффективности мероприятий по снижению электропотребления промышленными предприятиями Промышленная энергетика, 1998, № 5.

81. Поляк Б.Г. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983, - 384с.

82. Поспелов Г.Е. АСУ и оптимизация режимов энергосистем М.: Энергия, 1977.

83. Поспелов Г.Е., Сыч Н.М. Потери мощности и энергии в электрических сетях / Под ред. Г.Е. Поспелова М.: Энергоиздат, 1981. 216с.

84. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энергоатом издат, 1987.

85. Правила технической эксплуатации электростанций и сетей, (изд. 14-е). Минэнерго СССР. М.: Энергия, 1989.

86. Правила присоединения потребителя к сети общего назначения по условиям влияния на качество электроэнергии. Промышленная энергетика, 1991, № 8.

87. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1992.

88. Прейскурант № 09-1. Тарифы на электрическую и тепловую энергию, отпускаемую электросистемами и электростанциями. Министерства энергетики и электрификации СССР. -М.: Прейскурантиздат, 1980.

89. Расчеты и анализ режимов, программирование и оптимизация работы сети. Под редакцией / В.А. Веникова. М., 1974.

90. Сибикин Ю.Л. Важнейшие направления энергосберегающей политики Российской Федерации Промышленная энергетика, 1998, №6.

91. Солдатки на Л. А. Электрические сети и системы М.: Энергия, 1978.

92. Солодухо Я.Ю. Тенденции компенсации реактивной мощности. Часть 2. Методы и средства компенсации реактивной мощности // электротехн. промышленность. Сер. 05. Полупроводниковые силовые приборы и преобразователи на их основе: Обзор, информ. 1988. Вып.21.

93. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Под ред. И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова. М.: Энергоатомиздат, 1989.

94. Справочник проектировщика АСУ ТП / Под ред. Г.Л Смилянского. М.: Машиностроение. .1983. 527с.

95. Справочник по электропотреблению в промышленности / Под редакцией Г.П. Минина, Ю.В. Копылова. М.: Энергоиздат,1981.

96. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. М.: Энергоатомиздат, 1985.

97. Стасевич Р.К., Илизиров В.М., Цыганок А.Г., Бахтин В.М., Титаренко А.Н. Пути снижения платы за электроэнергию на основе внедрения автоматизированных систем учёта, контроля и оптимизации электропотребления-Промышленная энергетика, 1994, № 5.

98. Статические компенсаторы для регулирования реактивной мощности. Под. ред. P.M. Матура. М.: Энергоатомиздат, 1987.

99. Стояков В,П., Хисаметдинов А.И., Кузьмицкий П.П Система многоуровнего энергоконтроля типа СИМЭК Промышленная энергетика, 1992, № 8.

100. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных электродвигателей, ГЭИ, 1955г. с. 65.

101. Требования к качеству электроэнергии в электрических сетях общего назначения. ГОСТ 13109-87.

102. Указания по проектированию компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий. Инструктивные материалы Главэнергонадзора Минэнерго СССР. 3-е изд., переработанное и дополненное М.: Энергоатомиздат, 1986.

103. Устройства автоматического регулирования трансформаторов под нагрузкой типа APT-1 Н (Техническое описание). Рига, 1981 г.

104. Хабачев Л.Д., Шарыгин B.C. Проблемы согласования экономических интересов производителей энергии при осуществлении электросбережения -Промышленная энергетика, 1995, № 6.

105. Экономические характеристики конденсаторов при отклоненияхчастоты и напряжения //Промышленная энергетика, 1980 г. № 10.

106. Электротехнический справочник. М.: Энергоатомиздат, 1986 г.

107. Электротехнический справочник. Производство и распределение электроэнергии. Под редакцией Орлова И.Н. М.: Энергоатомиздат, 1988.

108. Эль Кассуф Ж. И. Методы и алгоритмы компьютерного проектирования и анализа режимов систем электроснабжения. Диссертация кандидата технических наук. СГ16ГТУ, 1999.

109. Ярыш Р.Ф., Чаронов В.Я. Удельные расходы электропотребления и пути их снижения при добыче нефти // Большая нефть: Реалии, Проблемы, Перспективы. Труды всероссийской научно-технической конференции -г. Альметьевск, 2001г. С. 122-129.

110. Ярыш Р.Ф. Анализ проблемы энергосбережения в нефтедобыче // научно-техническая конференция "АлНИ-2000" г. Альметьевск, 2001г. С. 3134.

111. Ярыш Р.Ф. Дифференциация тарифов на электроэнергию для предприятий нефтегазодбычи // научно-техническая конференция "АлНИ-2000" г. Альметьевск, 2001г. С. 34-37.

112. Ярыш РФ., Горюшкина Е.Н. К вопросу о формировании тарифов на электрическую энергию в АО "Татнефть" //тезис доклада на Юбилейном X Всероссийском (с международным участием) Туполевском чтении студентов, (г. Казань 2002г.). С. 130.

113. Landrym B.L, Crornford P.B. Effect of drain hob drilling production capacity. J.Petrol. Technol., v.7, 1955, № 2.* ф #