По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311.1.018.3

Проблемы, возникающие при эксплуатации частотно-регулируемых погружных электродвигателей, и способы их решения

Курносов Р. А. студент группы ЭРБ-20, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, E-mail: kurnosov-roman007@yandex.ru
Сериков В. А. канд. техн. наук, ассистент, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург

Увеличение популярности УЭЦН приводит к необходимости изучения факторов, влияющих на срок их службы. Так, например, основные причины технологических нарушений работы УЭЦН связаны с работой ПЭД, а именно — электромагнитной совместимости вследствие использования преобразователей частоты. Пробой изоляции электродвигателя и кабеля, перенасыщение трансформатора связаны с необходимостью применения длинного кабеля для питания ПЭД и импульсной формой напряжения на выходе ПЧ. Основным способом решения является установка ФКУ, приближающего форму напряжения к синусоидальной. Кроме того, альтернативным вариантом может быть применение высоковольтного преобразователя частоты с повышенным уровнем электромагнитной совместимости. Оба варианта способны снизить высокочастотные помехи, однако при выборе того или иного способа стоит учитывать ряд факторов, влияющих на конечный результат.

Литература:

1. Зализный Д.И. Влияние преобразователей частоты на изоляцию силовых кабелей нефтедобывающих станций / Д.И. Зализный, О.Г. Широков, С.Н. Кухаренко, Е.Ю. Устименко // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. – 2011. – № 1. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-preobrazovateley-chastoty-na-izolyatsiyu-silovyh-kabeley-neftedobyvayuschih-stantsiy (дата обращения: 12.03.2024).

2. Лезнов Б.С. Частотно-регулируемый электропривод насосных установок. – М.: Машиностроение, 2013. – 176 с.

3. Молодых А.В. Проблема длинного кабеля в частотно-регулируемом электроприводе и возможные способы ее решения / А.В. Молодых, А.И. Старокожев // ГИАБ. – 2015. – № 8. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/problema-dlinnogo-kabelya-v-chastotnoreguliruemom-elektroprivode-i-vozmozhnye-sposoby-ee-resheniya (дата обращения: 12.03.2024).

4. Пахомов М.Ю. Исследование влияния эффекта длинного кабеля в электроприводах с ШИМ / М.Ю. Пахомов, П.И. Розкаряка // II Международная научно-практическая конференция «Инновационные перспективы Донбасса». – ДонНТУ, 2016. – С. 248–254. – URL: https://masters.donntu.ru/2017/etf/pahomov/library/article1.htm (дата обращения: 14.03.2024).

5. Пустоветов М.Ю. Расчет параметров и компьютерное моделирование синусных фильтров в частотно-регулируемом электроприводе // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). – 2012. – № 3 (64). – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/raschyot-parametrov-i-kompyuternoe-modelirovanie-sinusnyh-filtrov-v-chastotno-reguliruemom-elektroprivode (дата обращения: 15.03.2024).

6. Романов В.С. Статистический анализ технологических нарушений в эксплуатации погружных электродвигателей / В.С. Романов, В.Г. Гольдштейн, Н.С. Васильева // Труды Кольского научного центра РАН. – 2018. – № 3-16 (9). – URL:https://cyberleninka.ru/article/n/statisticheskiy-analiz-tehnologicheskih-narusheniy-v-ekspluatatsii-pogruzhnyh-elektrodvigateley (дата обращения: 15.03.2024).

7. Сериков В.А. Влияние нелинейной нагрузки на оборудование и режимы работы систем электроснабжения / В.А. Сериков, Д.А. Тучнолобова, Е.Р. Бучинская // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2022. – № 6. – С. 271–281. – DOI 10.24412/2071-6168-2022-6-271-282. – EDN WTLOVI.

8. Сычев Ю.А. Многофункциональные фильтрокомпенсирующие устройства в комбинированных системах электроснабжения предприятий минерально-сырьевого комплекса / Ю.А. Сычев, М.Е. Аладьин, Р.Ю. Зимин // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2022. – № 7. – С. 164–179. – DOI 10.25018/0236_1493_2022_7_0_164. – EDN MCYQRC.

9. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике (пер. с нем.) / Э. Хабигер, И.П. Кужекин; под ред. Б.К. Максимова. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 304 с.

10. Хакимьянов М.И. Управление электроприводами скважинных насосных установок: монография / М. И. Хакимьянов. – М.: Инфра-инженерия, 2017. – 139 с.

В России более 90% открываемых скважин разрабатываются с помощью насосного способа. В настоящее время для добычи нефти применяются различные скважинные насосные установки, однако, все из них можно разделить на две группы: штанговые и бесштанговые. В первую группу входят штанговые глубинные насосные установки (УШГН), в которых насосная штанга, приводимая в движение с помощью электропривода на поверхности, передает энергию в насос, который создает разрежение, всасывая нефть из скважины, и затем поднимает ее на поверхность. Ко вторым относятся бесштанговые насосные установки (УЭЦН, УЭВН, УЭДН). Их особенность заключается в том, что электропривод располагается непосредственно в скважине рядом с насосом.

Наибольшее распространение для разных условий добычи нефти получили установки электроприводных центробежных насосов, вращение которых обеспечивают погружные электродвигатели (ПЭД или ПВЭД).

УЭЦН состоит из погружного и наземного оборудования. Наземное состоит из электрооборудования установки, включающего станцию управления, повышающий трансформатор и устьевого оборудования, включающего колонную головку и устьевую арматуру, обвязанную с выкидной линией.

К погружному относят кабельную линию и электронасосный агрегат, который спускают в скважину под уровень жидкости на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). Электронасосный агрегат в свою очередь состоит из погружного электродвигателя с гидрозащитой, центробежного насоса, газосепаратора, обратного и сливного клапанов.

Популярность УЭЦН в сравнении с штанговыми насосными установками обусловлена рядом достоинств: широкий диапазон напоров и подач, больший КПД, простота наземного оборудования (упрощенный монтаж установки, отсутствие больших движущихся частей, крупных фундаментов), широкий, возможность применения в наклонно-направленных скважинах, меньший износ НКТ в процессе эксплуатации.

В период эксплуатации скважин часто необходимо изменять производительность насоса вследствие изменения работы скважины. Наиболее эффективным методом изменения производительности насосного агрегата является применение частотного регулирования ПЭД. Однако данный способ имеет ряд проблем, с которыми приходится сталкиваться при эксплуатации. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Для Цитирования:
Курносов Р. А., Сериков В. А., Проблемы, возникающие при эксплуатации частотно-регулируемых погружных электродвигателей, и способы их решения. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2024;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: