MATHEMATICAL MODEL OF ELECTROMECHANICAL OIL PRODUCTION SYSTEM FOR INTEGRATED DESIGN

Authors

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2021.251209

Keywords:

oil production, complex model, well repair, energy efficiency

Abstract

Developed a complex mathematical model of the electromechanical system of oil production by means of the submerged centrifugal pump. Received an expression of the complex criterion of efficiency of system taking into account stages of extraction and repair of a well, as a ratio of volume of extracted oil to the consumed energy during a cycle of the analysis of processes. Mathematical model of the system: asynchronous motor - pump - hydraulic network is implemented in the simulation system and provides a study of the relationship between the amount of energy consumed and the efficiency of the system - the volume of oil produced. The developed complex mathematical model provides optimization researches taking into account nonlinear properties of components of system, their mutual influence. The initial information in determining the design parameters of the model components is the power of the induction motor of the pump, the geodetic height of the oil, the maximum efficiency of the pump, as well as for the point of maximum power of the pump operating range: engine load, hydraulic efficiency of the well and pipeline. The pressure characteristic of the pump is approximated at points of limits of the working range. Approximation of the pressure characteristic and efficiency of the pump is carried out taking into account changes of sizes of giving and speed of rotation. According to the simulation results, recommendations for improving energy efficiency using means of minimizing hydraulic losses in the process of well repair: optimization studies of the dependence of the change in the value of the energy efficiency coefficient as a function of production period while varying the duration of the repair period. For the example studied, increasing the repair time by 2.5 times reduces the overall energy efficiency of oil production by 20%. Also, energy efficiency decreases by 5% by reducing the extraction period from the optimal by 35% and by increasing by 65%.

References

Popovych O.M. Searching and evaluation of ways to increase the energy efficiency of a monoblock pump using integrated design / O. M. Popovych, O. V. Bibik // Bulletin of the NTU «KhPI». Series: «Electric machines and electromechanical energy conversion» – Kh.: NTU «KhPI», 2018. - № 5(1281). – S. 79 – 82.

Popovych O. M. Substantiation of parameters of rings of a short-circuited rotor at complex designing of the induction motor on the quasi-three-dimensional field analysis and simulation modeling / O. M. Popovych, I.V.Holovan, V.O.Polishchuk// Bulletin of the National Technical University «KhPI». Series: " Electric machines and electromechanical energy conversion". – Kh. : NTU «KhPI», 2019. – № 4 (1329). – S. 90-93.

O.Popovych Electromechanical Equipment for Integrated Use of Power Potential of Hydroelectric Power Plant Reservoirs / O.Popovych, I.Golovan, S.Shevchuk, V.Polishchuk// 2020IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (2020 IEEE ESS),pp.93-96.

Bibik O.V., Golovan I.V., Popovych O.M., Shurub Y.V. Efficient operating conditions of induction motors for piston compressors with frequency regulation. Technical Electrodynamics. – 2020. – No 1. – Pp. 33-39. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.01.033

Boiko V. S. Underground well repair: A textbook for higher education. In 4 parts. Part I. – Ivano-Frankivsk: Fakel, 2002. – 465s.

Eremyn N.A., Zolotukhyn A.B., Nazarova L.N., Chernykov O.A. Selection of the site of impact on the oil reservoir. Tutorial. Ed. I.T. Mishchenko. – M.: HANH, 1995. 190 s.

Shevchuk S.P. Pumping, ventilating and pneumatic installations./ S.P.Shevchuk, O.M.Popovych, V.M.Svitlytskyi. – K.: NTUU «KPI», 2010. – 308 s.

Bibik O.V., Popovych O. M., S. P. Shevchuk O. M. Energy efficient modes of electromechanical system of pump installation of a multi-storey building. Technical Electrodynamics. 2016. № 5. S. 38-45.

Downloads

Published

2022-01-17

Issue

No. 3 (2021)

Section

MONITORING, DIAGNOSTICS AND MANAGEMENT BY ENERGY PROCESSES AND EQUIPMENT

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).