Разработка. Разработка системы управления электроприводом питательного насоса электротермического комплекса добычи высоковязкой нефти
 Скачать 425.04 Kb.
|
|
Разработка системы управления электроприводом питательного насоса электротермического комплекса добычи высоковязкой нефти Чиченков Д. В. Чиченков Д. В. Разработка системы управления электроприводом питательного насоса электротермического комплекса добычи высоковязкой нефти Чиченков Денис Вячеславович / Chichenkov Denis Vyacheslavovich – бакалавр, кафедра электротехники, электроэнергетики и электромеханики, Санкт-Петербургский национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург Аннотация: в статье разработана система управления электроприводом питательного насоса с преобразователем частоты, позволяющая поддерживать давление в корпусе забойного электропарогенератора. Abstract: article management system designed electric feed pump with a frequency converter, which allows to maintain pressure in the bottom hole elektroparogeneratory. Ключевые слова: высоковязкая нефть, электротермический комплекс, система управления. Keywords: heavy oil, electrothermal complex, control system. В нашей стране месторождения высоковязкой нефти представляют значительный резерв для наращивания объемов добычи. Одним из способов решения проблемы освоения месторождений с трудно извлекаемыми запасами нефти является разработка забойных теплогенераторов. В состав этих комплексов в качестве органа воздействия на пласт входит скважинный прямоточный электропарогенератор (ЭПГ). Основными термодинамическими параметрами прямоточного парогенератора являются выделяемая тепловая энергия на интервале нагрева воды до температуры кипения и тепловая энергия, выделяемая на интервале парообразовании, при заданной электрической мощности ЭПГ и давлении нагнетания пара в пласт. Эти параметры могут быть обеспечены правильным выбором геометрических размеров электродов ЭПГ, их количества и расстояния между ними [1]. Рис. 1. Электротермический комплекс 1 – тиристорный регулятор тока; 2 – насос; 3 – регулируемый электропривод; 4 – котловая вода; 5 – силовой кабель; 6 – насосно-компрессорные трубы; 7 – маслозаполненнное вводное устройство; 8 – диэлектрическая вставка; 9 – термостойкий токовод; 10 – термостойкий пакер; 11 – скважинный электротермогенератор; 12 – обсадная колонна; 13 – пластовая жидкость; 14 – водоподающий узел с обратным клапаном; ПЧ - преобразователь частоты; СУ - система управления приводом насоса и силой тока нагревателя Добычной электротермический участок (Рис.1) включает в себя: силовой трансформатор с первичным напряжением 35 кВ; насос для подачи котловой воды в забой к нагревателю или парогенератору, скважинный электродный нагреватель или прямоточный электропарогенератор, помещенный в обсадную колонну, питание которого осуществляется по погружным кабельным линиям; регулируемый электропривод насоса и схему управления величиной силы тока нагревателя или парогенератора. Рис. 2. Электропарогенератор 1 – скважинная жидкость; 2 – интервал парообразования парогенератора; 3 – конец колонны насосно-компрессорных труб; 4 – эксплуатационная колонна; 5 – корпус электропарогенератора; 6 – подача воды в парогенератор; 7 – токовод; 8 – нулевой дисковый электрод; 9 – котловая вода; 10 – изолятор токовода;11 – фазный дисковый электрод; Lн – длина зоны нагрева котловой воды; Lпо – длина зоны парообразования Электропарогенератор (Рис.2) работает следующим образом. По силовому кабелю на фазные электроды подают напряжение, после чего от фазных электродов через воду к нулевым электродам потечёт ток, вызывая нагрев воды, кипение и образование пара, который подается в забой, производя в дальнейшем тепловую обработку призабойной зоны [2]. Для эффективной работы комплекса необходимо управление двумя технологическими параметрами – током нагревательных элементов и расходом питательного насоса. Для решения второй задачи разработана система управления электроприводом питательного насоса, структурная схема которой в среде Matlab Simulink показана на рисунке 3. 4 Рис. 3. Модель системы управления В качестве регулятора скорости используем ПИ – регулятор. Регулятор настраивается на технический оптимум. Это значит, что перерегулирование не должно превышать 5 %. В результате симуляции процесса были получены графики переходных процессов. Рис. 4. График 1. Рис.4 График 2. Анализируя графики переходных процессов, можно сделать вывод, что привод плавно разгоняется до номинальной скорости за 1,5 с. После разгона до номинальной скорости происходит включение системы автоматического регулирования. За 1 с регулятор отрабатывает возмущение, после чего значение уровня восстанавливается до требуемого. Колебания тока лежат в допустимых пределах. Литература 1. Загривный Э. А. Влияние работы забойных электротермических комплексов на качество электрической энергии. / Э. А. Загривный, В. О. Зырин, В. И. Маларев, Д. А. Устинов. // Электротехника. - 2012. - № 10. - С. 27-31. 2. Загривный Э. А. Перспективы использования забойных электротермических комплексов для повышения нефтеотдачи пластов с тяжелой высоковязкой нефтью. / Э. А. Загривный, А. Е. Козярук, В. И. Маларев, Е. Е. Мельникова. // Электротехника. – 2010. - № 1. - С. 50-56. |