Автоматическое управление приводом погружного насоса нефтяной скважины в условиях Красноленинского месторождения

Федеральное агентство по образованию

 

Санкт-Петербургский государственный  горный институт им. Г.В.Плеханова 
(технический университет)

 

 

Допускается к защите в ГАК

Зав. кафедрой АПП проф. Проскуряков Р.М.

________________(звание, Ф.И.О)

“__” ___________ 2005 г.

 

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

ДП. 00. 000807. 05

(индекс)

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

Тема: Автоматическое  управление приводом погружного насоса нефтяной скважины в условиях Красноленинского месторождения  

 

Автор: студентка гр.     ЭР - 00-2           _________             Колганова А.А.

(подпись) (Ф.И.О.)

Руководитель проекта   проф.                                            Школьников А.Д.

                                                       (должность)                      (подпись)                   (Ф.И.О.)

Рецензент:                                  S     1                   1       1                            1                                    

                            (должность, звание) (подпись) (Ф.И.О.)

Консультанты:

___   __Э и ЭМ                   профессор          _______________      Козярук А.Е.     

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

___   __Э и ЭМ             ____доцент             _______________ __  Анискин Б.Г.___

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

___   _ БП и РГП                 профессор       _______________    _ Сметанин М.М.

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

____ Геоэкология         ____доцент ___                                           Нифонтова Т.И.  

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

___   _   О  и У               ____  доцент ____         Воронов Н.Г.      

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

___   _    РСУ                ____  доцент ____ _____________        Соловьёв В.С.      

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

___   _   НГ  и Г              ____  доцент ____     _____________         Игнатьев С.А.

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

___   __ТТБС                       профессор        ______________    Слюсарев Н.И.      

(кафедра) (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2005

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский  государственный горный институт им. Г.В.Плеханова 
(технический университет)

 

 

Кафедра ___________АПП_________________

(наименование кафедры)

 

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой _ АПП                           проф. Проскуряков Р.М.__________

_______(звание, Ф.И.О)

"__" ___________ 2005 г.

 

 

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

Студентке   Колгановой А.А.                                       уч. группа   ЭР-00-2

                   (Ф.И.О.)                                                                                                (индекс )

 

Тема:  Автоматическое  управление приводом погружного насоса нефтяной скважины в условиях Красноленинского месторождения  

 

Исходные данные: Нефтедобывающая скважина с параметрами Н=1500м, Q=55м³/сут, К=0,052 м³/(м·сут), Р_пл=10,8МПа, ΔQ_Н=-20%, содержание нефти в водонефтяной жидкости – 0,142%. 

 

Тема специальной части: Автоматическое  управление приводом погружного насоса нефтяной скважины                                                    

 

Требования  к графической части проекта  и пояснительной записке содержатся в Методических указаниях по проектированию.

 

Руководитель проекта   проф.                                          Школьников А.Д.

                                                       (должность)                      (подпись)                   (Ф.И.О.)

 

 

 

 

Дата выдачи задания " 10 " марта 2005г.

 

 

АННОТАЦИЯ

В проекте изложены общие сведения о нефтедобывающем предприятии  ОАО «ТНК Нягань», географическая геологическая характеристика района проведения добычных работ, технология добычи нефти, а также общие положения охраны труда, техники безопасности, и охраны природных ресурсов.

В проекте проработан комплекс вопросов по модернизации электропривода  установки электроцентробежного насоса добычи нефти. Предложена и обоснована постановка преобразователя частоты фирмы «Триол» на УЭЦН. В проекте были произведены расчёты электромеханических процессов, протекающих в электроприводе в статическом и динамическом режимах. Расчёты производились с помощью компьютерной программы Mathlab, результаты представлены в виде графиков в пояснительной записке. Также в работе было рассчитано электроснабжение данной установки.

Основной эффект от предложенной модернизации заключается в том, что сокращается общее время простоя оборудования в ремонте, так как увеличивается межремонтный период установки. За счет этого увеличивается объем добычи нефти. Также постановка преобразователя частоты позволяет сократить потребление электроэнергии, не снижая при этом производительности насоса.

Дипломный проект содержит пояснительную записку  из 119 страниц, 14 таблиц, схемы, графики, список использованной  литературы, а также 7 плакатов на листах формата А1.

 

 

THE SUMMARY

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее  время в нефтяной отрасли промышленности для добычи нефти широко применяются погружные электроцентробежные насосы ЭЦН. С помощью этих насосов производится 60% всей механизированной добычи нефти в России.

Использование погружных центробежных насосов  требует постоянного совершенствования  насосного оборудования и технологии добычи нефти, поиска новых способов и средств повышения эффективности их применения.

Одним из показателей  эффективности применения этих насосов  является надежность, которая определяется межремонтным периодом оборудования. Однако, необходимо повышать не только конструктивную надежность оборудования, но и надежность системы УЭЦН - скважина. Поскольку любой отказ погружного оборудования вызывает необходимость проведения подземного ремонта скважины, то необходимо работать над сокращением суммарного количества отказов оборудования.

Процедура подземного ремонта включает в себя глушение продуктивного пласта технологической  жидкостью, подъем колонны насосно-компрессорных  труб (НКТ) для извлечения отказавшего  оборудования, спуск его в скважину на НКТ до необходимой отметки, запуск установки, освоение скважины, в процессе которого заполняющая скважину технологическая жидкость заменяется пластовой жидкостью, т установка выходит на режим продуктивной откачки.

Продолжительность подземного ремонта и освоения могут достигать нескольких суток, затраты нередко сопоставимы со стоимостью электронасосного оборудования, а потери нефти в денежном выражении кратно его превосходят. Поэтому основной задачей в области надежности применительно к УЭЦН является повышение безотказности системы насос – скважина.

Одним из перспективных  направлений повышения эффективности  работы ЭЦН является изменение скорости вращения вала насоса, обеспечиваемое насосными агрегатами с частотно-управляемым  электроприводом.

Настоящий дипломный проект посвящён разработке автоматизированного электропривода УЭЦН на основе частотно - регулируемого асинхронного погружного электродвигателя.

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА РАБОТ

В административном отношении Ем-Ёговская площадь расположена на территории Октябрьского района Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области. Красноленинское нефтегазоконденсатное месторождение приурочено к одноименному своду, представляющему собой слабо вытянутую структуру размером 165 х 115 км

Глубокое поисково - разведочное бурение на Красноленинском своде начато в 1959 г. Первая промышленная нефть Красноленинского месторождения выявлена в 1962 г на Каменной площади.

В состав Красноленинского месторождения  входят 22 площади. В настоящее время в разработке находятся три площади: Талинская, Ем - Еговская и Каменная, на которых сосредоточены 93% запасов нефти месторождения. Талинская площадь по запасам нефти является основной.

Поверхность рельефа Красноленинского месторождения нефти представляет собой холмисто - увалистую равнину с глубоким долинно-балочным эрозионным расчленением.

Гидрографическая сеть представлена мелкими речками и ручьями, являющимися притоками р. Хугот, Ем - Ега, Енадырь. Большие по протяженности болота в районе работ являются препятствием для транспорта. Почвы в районе подзолисто-аллювиально-глеевые. Исходным материалом для них служит средние и легкие суглинки и пылеватые лесовидные супеси озерно-аллювиального и субаэрального происхождения. Районы работ принадлежат к лесной зоне и растительность представлена сосновым и елово-кедровым лесом.

Климат района континентальный  с продолжительной суровой зимой  и коротким прохладным летом. Среднегодовая  температура - 18 С.Средняя температура  самого холодного месяца-января составляет - 25 °С (до -52 °С ).

Ем-Ёговская площадь входит в состав Красноленинского месторождения, расположена  на левом берегу р.Обь. Схема расположения нефтеносных площадей на в  районе работ.

Рис. 1.1.1 Схема расположения месторождений в районе работ:

1 - Ольховское, 2 - Большое, 3 - Центральное, 4 - Рогожниковское, 5 - Назымское,      б -Тункорское, 7 - Апрельское, 8 - Портасинское, 9 - Северное Камынское,              10 –Среднее Назымское, 11 - Каремпостское, 12 - Сосново-Мысское, 13 - Лебяжье,       14 - Ем-Еговское, 15 - Палья-новское, 16 - Каменное, 17 - Северное Селияровское,   18 - Гальяновское,   19 - Сыньеганское, 20 - Елизаровское, 21 - Селияровское,                 22 - Ханты-Мансийское

1.2 ТРАНСПОРТ И ИНФРАСТРУКТУРА

Ближайшими населенными пунктами к месторождению являются г. Нягань и п. Талинка с общей численностью около 60 000 человек и связанными между собой автомобильной дорогой с асфальто-бетонным покрытием. В г. Нягань базируются административно-управленческие аппараты и производственные базы ОАО «ТНК-Нягань», ОАО «Красноленинскнефтегазгеология» и других производственных предприятий нефтегазового, энергетического и лесопромышленного комплекса Связь г. Нягань с другими населенными пунктами осуществляется по железной дороге Свердловск-Приобье и воздушным транспортом. Непосредственно на площади месторождения проложена сеть дорог с твердым и гравийным покрытием.

Территория месторождения характеризуется  в пределах Ем-Еговской и Таганской  площадей развитой инфраструктурой, включающей в себя все элементы обустройства промыслов (водоводы, нефте- и газопроводы, ДНС, КНС, внутрипромысловые автодороги, линии электропередач, подстанции и т.д ). Красноленинское месторождение связано трубопроводом с НПС «Шаим», где нефть поступает в магистральный нефтепровод, доставляющий ее в крупные нефтеперерабатывающие центры.

1.3 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ЗАЛЕЖЕЙ

КРАТКАЯ ЛИТОЛОГО-СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗРЕЗА

В геологическом строении Ем-Еговской и Пальяновской площади участвуют различные комплексы пород от докембрийских до современных включительно. Сводный геолого-стратиграфический разрез представлен на рис. 1.3.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1.3.1 Сводный геолого-стратический разрез Красноленинского месторождениия

Докембрийские образования, слагающие нижний структурный этаж биотитовыми, хлористо-серицитовыми, глинисто-серицитовыми, кварцево-графитовыми сланцами и амфиболитами.

Палеозойские образования (второй структурный этаж) представлены менее метаморфизированные или неметаморфизированные породами: сланцы, кварцитовые песчаники, туфопесчаники, базальты.

Юрская система представлена тремя отделами. Отложения нижней и частично средней юры представлены континентальными, средней - переходными от континентальных к морским, а верхней - пребрежно-морскими и морскими осадками.

Нижние и среднеюрские отложения объединяются в тюменскую  свиту. Мощность свиты колеблется от 30 до 260 м. Цитологически представлена чередованием песчаников, алевролитов, аргиллитов с линзами углей, углистых аргиллитов. Основные продуктивные пласты выделены в один эксплуатационный объект ЮК_2-9.

Верхнеюрские отложения  включают абалакскую (объект ЮК₁ и баженовскую (объект ЮКо) свиту. Абалакская свита литологически представлена аргиллитами с прослоями песчаников и алевролитов.

Толщина свиты 0-37 м. Баженовская свита представлена битуминозными аргиллитами.

1.4 ТЕКТОНИКА

Ем-Еговское поднятие, расположенное  в центральной части Ем-Еговской площади по изогипсе —2280 м, имеет размеры 35 20 км и амплитуду 120 м. Поднятие вытянуто в северо-западном направлении и осложнено шестью куполами, расположенными в районе скважин №№ 93, 530, 553, 1, 7. Купол в районе скважины № 93 имеет по замыкающей изогипсе -2240 м размеры 7 4 км, а амплитуду 40 м. Купол в районе скважин № 1 и 531 занимает наиболее высокое гипсометрическое положение. Его размеры по замыкающей изогипсе -2220 м 9 6,5 км, амплитуда 60 км. Этот купол по изогипсе -2240 объединяется с двумя небольшими поднятиями в районе скважин №№ 6 и 7. Все вышеперечисленные купола объединяются в одно поднятие.