Актуальность Перевод нефтяных скважин в прерывистые режимы эксплуатации сопряжен со снижением надежности отдельных компонентов установок центробежных электронасосов, поскольку кратковременные периоды откачки нефти с точки зрения электропривода погружного насоса являются динамическими режимами, сопровождаемыми значительными пусковыми токами, повышенной вибрацией и возникновением механических резонансов в отдельных элементах установки. Оптимизация динамических режимов внутри самой подсистемы электропривода возможна применением различных замкнутых систем управления с обратной связью по угловой скорости ротора и моменту сопротивления на валу. Традиционные компоновки установок центробежных электронасосов со скалярными системами управления не позволяют в полной мере решить проблему управления погружным оборудованием, не снижая его надежности. В связи с этим задача синтеза замкнутых бездатчиковых систем управления электроприводом погружного насоса, учитывающих специфику технологического процесса добычи нефти в прерывистых режимах эксплуатации, является актуальной. Цель исследования Совершенствование систем управления электроприводом установок центробежных электронасосов в условиях перевода скважины в режимы прерывистой эксплуатации. Методы исследования В работе использованы методы системного анализа, методы теории управления электроприводами, методы синтеза систем автоматизированного управления технологическими процессами. Результаты Предложен подход к построению замкнутых систем управления электроприводами погружных центробежных электронасосов с итеративно обучающимися наблюдателями состояния с учетом специфики технологического процесса добычи нефти в условиях перевода скважины в прерывистые режимы эксплуатации.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
 - Информатика
 
Установки погружных центробежных электронасосов (УЭЦН) являются подсистемой нижнего уровня автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) добычи нефти, оборудованной исполнительными механизмами, комплексом измерительных средств и каналов связи, а также локальной системой управления, роль которой выполняет станция управления. Комплекс измерительных средств представляет собой блок погружной телеметрии, выполняющий измерения гидродинамических показателей, таких как давление, расход, динамический уровень [1]. Однако в типовой компоновке УЭЦН отсутствуют блоки для измерения угловой скорости ротора, момента сопротивления на валу, потокосцепления ротора в связи с рядом экономических и технических причин.
Список литературы
1. 	Феофилактов С. Высокоточные системы погружной телеметрии для проведения гидродинамических исследований // Нефтегазовая вертикаль, 2011, № 11. С. 62-63. URL: https://www.ngv.ru/upload/iblock/589/589d7b0ef1a45b7432e85a0203bc981f.pdf. (дата обращения: 01.11.24).  	 
2. 	Ковалев А.Ю., Кузнецов Е.М., Аникин В.В. Электротехнологические установки для нефтедобычи. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2015. 160 с.  ISBN: 978-5-8149-1990-8  EDN: UXHCPH  	
3. 	Станции управления Электон-05. Руководство по эксплуатации. ЦТКД 388 РЭ. Версия 18.24 для асинхронного и вентильного двигателя. Радужный: ЗАО “Электон”, 2017. 169 с.  	 
4. 	Тагирова К.Ф., Нугаев И.Ф. Концептуальные основы автоматизации управления установками электроцентробежных насосов нефтедобывающих скважин // Мехатроника, автоматизация, управление. 2020. Т. 21, № 2. С. 102-109.  DOI: 10.17587/mau.21.102-109  EDN: MZJIYA  	
5. 	Калафат О.С. Применение кратковременного периодического режима работы установок электроцентробежных насосов на скважинах Горшковской площади Приобского месторождения // Проблемы геологии и освоения недр: тр. XVIII Междунар. симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. Томск, 7-11 апреля 2014. Томск: Изд-во ТПУ, 2014. Т. 2. С. 92-94.  	 
6. 	Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Якимов С.Б., Клусов А.А. Учет условий эксплуатации при проектировании периодических режимов работы скважин, оборудованных УЭЦН // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2013. № 6. С. 33-39.  EDN: RQALCX  	
7. 	Konopczynski M.R., Moore W.R., Hailstone J.J. ESPs and Intelligent Completions // SPE Annual Technical Conference and Exhibition. San Antonio, Texas, 2002.  DOI: 10.2118/77656-MS  	 
8. 	Соловьев И.Г., Говорков Д.А., Цибульский В.Р. Идентификация гидродинамической модели скважины с электроцентробежным насосом по данным контроля возмущённых режимов эксплуатации // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331, № 5. С. 181-192.  DOI: 10.18799/24131830/2020/5/2649  EDN: YNEENI  	
9. 	Лихачёва Е.А., Островский В.Г., Лыкова Н.А., Мусинский А.Н., Байдаров П.А. Надежность погружных нефтяных насосов при периодической эксплуатации // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. 2021. Т. 6, № 1. С. 54-58.  DOI: 10.51890/2587-7399-2021-6-1-54-58  EDN: BYHGJK  	
10. 	Кладиев С.Н. Обзор и критический анализ современного состояния и путей развития технологического процесса добычи нефти электроприводным способов в прерывистых режимах эксплуатации мало- и среднедебитных скважин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334, № 8. С. 220-231.  DOI: 10.18799/24131830/2023/8/4349  EDN: HWHEPY  	
11. 	Кладиев С.Н. Обзор и критический анализ современного состояния и путей совершенствования систем электропитания и автоматического управления установок электроцентробежных насосов в прерывистых режимах эксплуатации нефтяных скважин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334, № 9. С. 203-215.  DOI: 10.18799/24131830/2023/9/4351  EDN: XDAVMM  	
12. 	Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. Иваново: ГОУ ВПО “Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина”, 2008. 298 с.  EDN: NREFIB  	
13. 	Уразаков К.Р., Рукин М.В., Борисов А.О. Моделирование тепловых процессов в погружном двигателе электроцентробежного насоса, работающего в периодическом режиме // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334, № 4. С. 62-71.  DOI: 10.18799/24131830/2023/4/3959  EDN: QGNHRA  	
14. 	Нос О.В., Пудкова Т.В., Нос Н.И. Синтез наблюдателя электродвижущей силы вращения синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов с переключаемой структурой и самонастраивающимися подсистемами фильтрации и оценки углового положения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024. Т. 24, № 3. С. 415-423.  DOI: 10.17586/2226-1494-2024-24-3-415-423  EDN: IGGRVZ  	
15. 	Володин Е.В., Осипов О.И. Наблюдатели в системах векторного управления синхронным частотно-регулируемым приводом герметичного насоса // Электротехнические системы и комплексы. 2017. № 3. С. 17-22.  DOI: 10.18503/2311-8318-2017-3(36)-17-22  EDN: ZHLGNR  	
16. 	Глазырин А.С., Попов Е.И., Копырин В.А., Попов С.С., Боловин Е.В., Ковалев В.З., Хамитов Р.Н., Тимошкин В.В. Разработка наблюдателя угловой скорости ротора и момента сопротивления на валу регулируемого синхронного двигателя с постоянными магнитами, питающегося через длинный кабель // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2024. Т. 335, № 11. С. 237-257.  DOI: 10.18799/24131830/2024/11/4879  EDN: MMJPDY  	
17. 	Пат. 2825800 РФ, МПК H 02 P 21/18, H 02 P 25/022. Устройство получения сигнала оценки частоты вращения ротора и сигнала оценки момента сопротивления на валу синхронного электродвигателя с постоянными магнитами / А.С. Глазырин, Е.В. Боловин, С.Н. Кладиев, В.А. Копырин, В.З. Ковалев, А.А. Филипас, В.В. Тимошкин, О.В. Архипова, С.С. Попов, Е.И. Попов, И.А. Набунский, М.С. Кузнецов, И.В. Раков. 2024102836, Заявлено 06.02.2024; Опубл. 29.08.2024.  	 
18. 	Анучин А.С., Алямкин Д.И., Дроздов А.В. и др. Встраиваемые высокопроизводительные цифровые системы управления. Практический курс разработки и отладки программного обеспечения сигнальных микроконтроллеров TMS320x28xxx в интегрированной среде Code Composer Studio / под общ. ред. В.Ф. Козаченко. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 270 с.  ISBN: 978-5-383-00471-5  EDN: SUOODP  	
19. 	Козлова Л.Е. Разработка нейросетевого наблюдателя угловой скорости ротора в электроприводе по схеме ТРН-АД: дис. … канд. техн. наук. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2016. 144 с.  EDN: KTIGQY  	
20. 	Фурсов В.А. Идентификация систем по малому числу наблюдений. Самара: Изд-во СГАУ, 2007. 81 с.  ISBN: 978-5-7883-0626-1  	 
21. 	Пантелеев А.В., Метлицкая Д.В., Алешина Е.А. Методы глобальной оптимизации. Метаэвристические стратегии и алгоритмы. М.: Вузовская книга, 2013. 244 с.  ISBN: 978-5-7035-2115-1  EDN: SEJGGL  	
22. 	Zhao Z., Zou Y., Liu P., Lai Z., Wen L., Jin Y.EIS Equivalent Circuit Model Prediction Using Interpretable Machine Learning and Parameter Identification Using Global Optimization Algorithms // Electrochimica Acta. 2022. Vol. 418. P. 1-15.  DOI: 10.1016/j.electacta.2022.140350  EDN: QZJFNG  
Выпуск
Другие статьи выпуска
Актуальность В данной статье рассматривается задача имитации радиолокационных сигналов и контроля работоспособности системы проверки. Рассматривается задача разработки методики радиолокационных сигналов имитатора и работоспособности системы контроля проверки. Одной из важнейших задач в области современной радиолокации является повышение помехозащищённости радиолокационных станций (РЛС). Это означает, что РЛС должны эффективно противостоять как естественным, так и искусственным помехам, обладать низкой вероятностью перехвата излучения, поддерживать электромагнитную совместимость с другими РЛС в составе комплекса и обеспечивать высокую точность измерений параметров целей. Цель исследования Разработать алгоритм, который позволит проверять работоспособность радиолокационного комплекса на вертолёте. Задачи исследования заключаются в разработке правил использования имитатора, который позволяет создавать сигналы, максимально приближенные к реальным эхо-сигналам, и обрабатывать их в реальном режиме работы радиотехнического комплекса. Для этого необходимо выполнить определённые операции по выбору и установке параметров имитатора. Важно также разработать алгоритм восстановления высококачественной части блока, который позволит находить и устранять неисправности в комплексе с помощью встроенной автоматизированной системы контроля. Результаты Разрабатывается имитатор радиолокационных сигналов. С помощью этого имитатора можно будет тестировать различные характеристики РЛС, в частности, можно будет проверять качество алгоритмов формирования и обработки сигналов, а также разрешение и точность измерения параметров целей. Кроме того, можно будет оценить качество траекторной обработки множества целей, помехоустойчивость и энергетический потенциал РЛС и другие важные параметры.
Актуальность Альтернативная энергетика, основанная на использовании энергии ветра и солнца, в настоящее время является довольно распространённым явлением, однако зависимость от погоды и времени суток, высокая начальная стоимость и сложности с утилизацией заставляют задуматься о других источниках возобновляемой энергии. Рассматриваемый модуль, основанный на эффекте Зеебека, вырабатывает мощность в несколько ватт, его можно применять для питания электроники с невысоким энергопотреблением. Цель исследования Целью работы является исследование эффективности производства электроэнергии c использованием эффекта Зеебека. Методы исследования Физические основы термоэлектричества, математическое моделирование. Результаты Выполнено исследование работа схемы для выработки электроэнергии из источника тепла и проанализировано использование модуля Пельтье для производства электроэнергии. При использовании свечи как источника тепла и льда в качестве охлаждающего материала конструктивный модуль будет генерировать общее выходное напряжение 7,6 В и постоянный ток 4,3 мА с общей мощностью 31,6 Вт, чего достаточно, например, для зарядки мобильного телефона.
Актуальность В условиях стремительного роста популярности электромобилей и увеличения потребности в зарядной инфраструктуре оценка эффективности схемных решений для зарядных станций становится все более важной задачей. В настоящее время требуется разработка зарядных устройств, позволяющих сократить время заряда электромобиля, повысить КПД преобразования напряжения сети в постоянный ток для заряда аккумулятора, обладающих высокой надежностью и доступной стоимостью. Цель исследования В данной статье рассматриваются различные схемы реализации зарядных станций, в частности, использование однофазного преобразователя. Схемы сравниваются по значениям коэффициентов передачи фильтра и гармонических искажений. Чем выше значение коэффициента передачи, тем более эффективным является фильтр. В свою очередь, низкое значение коэффициента гармонических искажений означает малое значение пиковых токов, меньший нагрев элементов и низкий уровень электромагнитных помех. Методы исследования Для определения коэффициента передачи фильтра, а также коэффициента гармонических искажений использовалась среда компьютерного моделирования MatLab/Simulink. Результаты В результате исследований установлено, что наилучшими характеристиками для использования в зарядных станциях обладает схема на основе повышающего чередующегося PFC, коэффициент гармонических искажений которой составляет 1,31 %, что лучше, чем у схемы на основе повышающего преобразователя PFC с коэффициентом гармонических искажений, равным 2,83 %.
Актуальность Автономные ветроэлектростанции становятся важным инструментом для обеспечения потребителей электроэнергией в зонах децентрализованного электроснабжения. Их применение позволяет не только повысить энергетическую независимость удалённых населённых пунктов, но и способствует развитию экологически чистых источников энергии, что имеет существенное значение для устойчивого развития регионов. Цель исследования Целью исследования является разработка компьютерной модели ветроустановки для проверки ее работоспособности при постоянной скорости ветра. При разработке использованы каталожные данные ветрогенератора типа WH8-10000W. Методы исследования В процессе исследования использованы методы анализа и моделирования в среде Matlab Simulink, аналитический обзор патентов и опубликованных научных работ. Результаты В результате компьютерного моделирования определены выходные значения ветрогенератора типа WH8-10000W, проведен анализ работы преобразователя постоянного напряжения при постоянной скорости ветра, определена работоспособность модели по выходным параметрам напряжения нагрузки.
Актуальность Прогресс в сфере электроэнергетики определил общемировую тенденцию внедрения во все виды транспорта технологий электродвижения. В рамках национальных проектов и федеральных программ Российской Федерации ставятся задачи достижения технологического суверенитета и превосходства, что определяет необходимость развития прорывных технологий, одной из которых для систем электродвижения является высокотемпературная сверхпроводимость (ВТСП). Цель исследования Определение приоритетного вектора научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в интересах промышленного комплекса Российской Федерации по созданию перспективных систем электродвижения, а также электроэнергетики по созданию крупных электрических машин для электростанций, ветрогенераторов и прочего. Методы исследования Для раскрытия темы исследования применялись методы системного анализа и синтеза, основанные на информации по существующим агрегатам, а также результатах математического моделирования и проектирования перспективных ВТСП-электрических машин. Результаты В статье рассмотрен вопрос об использовании ВТСП-технологий при создании перспективных электрических вращающихся машин. Рассмотрены различные компоновки электрических ВТСП-машин, а также методы криогенного охлаждения. В частности, проанализированы особенности применения ВТСП для обмоток переменного и постоянного токов. Представлен обзор глобальных исследований и инноваций в области использования ВТСП для силовых систем перспективных транспортных средств. С учётом информации о реализуемых проектах и значениях параметров, которые достигаются в современных электродвигателях без криогенного охлаждения, сделан вывод о том, что использование ВТСП-машин может быть эффективным в определённых нишах. Кроме того, поставлен вопрос о развитии программно-аппаратной базы расчета технических характеристик перспективных силовых установок, включая ВТСП-системы.
Актуальность Ветроэнергетика в Республике Башкортостан, как и в любом другом регионе, имеет свои недостатки. Башкортостан не относится к регионам с высоким уровнем ветровой энергии. Согласно данным метеорологических станций, среднегодовая скорость ветра на высоте до 10 м варьируется от 1,6 до 4,4 м/с. Номинальная скорость ветра, при которой ветрогенератор вырабатывает максимальную мощность, находится в диапазоне 12-15 м/с. Для преодоления проблемы выработки электроэнергии в районах с пониженной скоростью ветра, где потенциал ветровой энергии невелик, необходимы новые технические решения. Одно из них предложено в данной статье в виде ветроустановки на базе двух пятифазных магнитоэлектрических генераторов со стабилизацией напряжения. Цель исследования Исследовать возможность стабилизации выходного напряжения при низких скоростях ветра в ветроустановке на базе двух пятифазных магнитоэлектрических генераторов. Методы исследования Моделирование режимов работы при низких и нормальных скоростях ветра ветроустановки на базе двух пятифазных магнитоэлектрических генераторов в пакете прикладных программ Matlab (Simscape). Результаты Проведено исследование режимов работы при низких и нормальных скоростях ветра ветроустановки на базе двух пятифазных магнитоэлектрических генераторов в пакете прикладных программ Matlab (Simscape). Подобный метод регулирования напряжения может обеспечить возможность стабилизировать напряжение и сохранять высокую эффективность на приемлемом уровне в более широком диапазоне низких и нормальных скоростей ветра.
Актуальность Проектирование емкостных систем зажигания газотурбинных двигателей (ГТД) проводится, как правило, без учета особенностей процессов воспламенения топливовоздушных смесей и особенностей возможных механизмов стабилизации пламени в пусковых воспламенителях и камерах сгорания. При этом проектирование связано с большим объемом испытаний и доводочных работ в условиях конкретных двигателей. Современные достижения в области исследования процессов искрового воспламенения горючих смесей позволяют сократить затраты времени и средств на проектирование систем зажигания. Исследования в статье направлены на решение данной актуальной задачи. Цель Расчетное определение величины емкости накопительного конденсатора в емкостной системе зажигания на основе совместного рассмотрения разрядных процессов и особенностей электроискровой стабилизации пламени в устройствах горения. Методы исследования Исследования проведены на основе методов математического анализа применительно к развитию нового подхода к проектированию разрядных цепей с полупроводниковыми свечами, заключающегося в использовании критерия воспламеняющей способности емкостных систем зажигания с учетом механизма электроискровой стабилизации пламени в пусковых воспламенителях и камерах сгорания ГТД. Результаты Показана взаимосвязь параметров емкостных систем зажигания с характеристиками смеси в процессе воспламенения и электроискровой стабилизации пламени; получено расчетное выражение для определения необходимой величины емкости накопительного конденсатора емкостной системы зажигания по заданным параметрам разрядной цепи и топливовоздушной смеси в устройствах горения.
Издательство
- Издательство
 - УГНТУ
 - Регион
 - Россия, Уфа
 - Почтовый адрес
 - 450064, Уфа, Космонавтов, 1
 - Юр. адрес
 - 450064, Уфа, Космонавтов, 1
 - ФИО
 - Баулин Олег Александрович (Ректор)
 - E-mail адрес
 - info@rusoil.net
 - Контактный телефон
 - +7 (347) 2420370
 - Сайт
 - https://rusoil.net/