МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ НАФТОВИДОБУВАННЯ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЕКТУВАННЯ

Анотація

Розроблено комплексну математичну модель електромеханічної системи нафтовидобування за допомогою зануреного відцентрового насосу. Отримано вираз комплексного критерію ефективності системи з урахуванням етапів видобування і ремонту свердловини, як співвідношення обсягу видобутої нафти до спожитої енергії за час циклу аналізу процесів. Математична модель системи: асинхронний двигун – насос – гідравлічна мережа реалізована у системі імітаційного моделювання і забезпечує дослідження зв’язку величини спожитої енергії і показника корисної дії системи – обсягу видобутої нафти. Розроблена комплексна математична модель забезпечує оптимізаційні дослідження з урахуванням нелінійних властивостей складових системи, їх взаємного впливу. Вихідною інформацією при визначенні конструктивних параметрів складових моделі прийнято потужність асинхронного двигуна насосу, геодезичну висоту підйому нафти, максимум ККД насосу, а також, для точки максимальної потужності робочого діапазону насосу: ступінь завантаження двигуна, гідравлічні ККД свердловини і трубопроводу. Напірна характеристика насосу апроксимується за точками меж робочого діапазону. Апроксимація напірної характеристики і ККД насосу здійснюється з урахуванням зміни величин подачі і швидкості обертання. За результатами моделювання сформовано рекомендації підвищення енергоефективності за використання засобів мінімізації гідравлічних втрат у процесі ремонту свердловини: виконано оптимізаційні дослідження залежності зміни величини коефіцієнту енергетичної ефективності у функції часу видобувного періоду за варіювання тривалості ремонтного періоду. Для прикладу, який досліджено, збільшення часу ремонту у 2,5 рази зменшує загальну енергетичну ефективність нафтовидобування на 20 %. Також, енергетична ефективність знижується на 5% за зниження часу видобувного періоду від оптимального на 35% і за збільшення на 65%.