Снижение потерь электрической энергии в технологии добычи нефти при эксплуатации винтовой насосной установки

12. Лариков, Л.Н. Диффузия в металлах и сплавах: справочник / Л.Н. Лариков, В.И. Исаичев. - Киев: Наукова думка, 1987. -512 с.

13. Диффузионно-кооперативные явления в системах металл-изотопы водорода: матер. 1-го междунар. семинара «Металлводород - 92». - Донецк, 1992. - Ч. 1. - 124 с. - Ч 2. - 50 с.

14. Шулепов, Ю.В. Решеточный газ / Ю.В. Шулепов, Е.В. Аксененко. - Киев: Наукова думка, 1981. - 168 с.

15. Савченков, Э.А. О водородостойкости конструкционной стали / Э.А. Савченков // Известия АН СССР. Металлы. - 1987.

- № 1. - С. 93-99.

16. Шашкова, Л.В. Микродеформация и повреждаемость железа и стали, активируемые диффузией водорода: авт. дисс. канд. техн. наук: 05. 16. 01 / Л.В. Шашкова. - М.: МАСИ, 1992. - 18 с.

17. Разработка количественной теории водородной хрупкости, создание способов диагностики разрушения и повышения долговечности стали в коррозионно-активных средах / Отчёт по НИР; № гос. регистрации 01860056219; инв. № 02860104903; научный руководитель канд. техн. наук Савченков Э.А.; ответственный исполнитель канд. техн. наук Шашкова Л.В. - Оренбург: ОГУ, 2001. - 35 с.

18. Савченков, Э.А. Повреждаемость и оптимизация субструктурного состояния стали при нестационарной диффузии водорода / Э.А. Савченков, Л.В. Шашкова, В.К. Шашкова [и др.]; деп. в ВИНИТИ. - 2000. - № 2319-ВОО. - 16 с.

19. Шашкова, Л.В. О состояниях водорода в металле и процессах упрочнения и разупрочнения: сб. трудов IV Междунар. школы «Физическое материаловедение» / Л.В. Шашкова. - Тольятти: ТГУ, 2009. - С. 41-44.

20. Айткулов, Р.Р. Кинетика водородного охрупчивания и эффективность субструктурного взрывного упрочнения стали: авт. дисс. канд. техн. наук: 05. 16. 01 / Р.Р. Айткулов. - Оренбург: ОГУ, 2010. - 19 с.

21. Савченков, Э.А. Размерный эффект электрохимического проникновения водорода в стальные цилиндрические образцы / Э.А. Савченков, Л.В. Шашкова // Изв. РАН РФ. Металлы. - 1997. - № 3. - С. 169-174.

22. Маричев, В.А. Современные представления о водородном охрупчивании при замедленном разрушении / В.А. Маричев // Зашцта металлов. - 1980. - Т. 26. - № 5. - С. 531-543.

23. Oriani, R.A. Hydrogen embrittlement of steel / R.A. Oriani // Mat. Sci. - 1978. - V. 8. - P. 327-357.

24. Смяловски, М. Водородное охрупчивание железа и стали. Новые результаты и выводы: сб. трудов «Коррозия под напряжением и водородное охрупчивание» / М. Смяловски. - Дрезден: Ин-т физ. химии АН ГДР, 1975. - C. 18-47.

25. Колачев, Б.А. Водородная хрупкость металлов / Б.А. Колачев. - М.: Металлургия, 1985. - 216 с.

26. Гельд, П.В. Водород и несовершенства структуры металла / П.В. Гельд, Р.А. Рябов, Е.С. Кодес. - М.: Металлургия, 1979.

- 221 с.

27. Мороз, Л.С. Водородная хрупкость металлов / Л.С. Мороз, Б.Б. Чечулин. - М.: Металлургия, 1967. - 256 с.

28. Савченков, Э.А. Критерии динамической и статической водородной хрупкости стали при электрохимических процессах / Э.А. Савченков // Деп. ВИНИТИ, 1984. - № 6778 - 24 с.

29. Китель, Ч. Статистическая термодинамика / Ч. Киттель. - М.: Наука, 1977. - 336 с.

30. Рачиньски, В. Расширение решетки железа, вызываемое катодным наводороживанием, и парциальный объем водорода в металле: сб. трудов «Коррозия под напряжением и водородное охрупчивание» / В. Рачиньски. - Дрезден: Ин-т физ. химии АН ГДР, 1975. - С. 85-91.

31. Савченков, Э.А. Водородостойкость и критические концентрации гидрирования конструкционной стали / Э.А. Савченков // Изв. АН СССР. Металлы. - 1986. - № 5. - С. 153-158.

32. Савченков, Э.А. Сопротивление конструкционной стали разрушению при наводороживании и сероводородном растрескивании / Э.А. Савченков // МиТОМ. - 1985. - № 8. - С. 7-11.

33. Шашкова, Л.В. О методическом подходе к изучению кинетики водородного охрупчивания сталей / Л.В. Шашкова // Международный научно-исследовательский журнал. - 2012. - Ч. 1. - № 5 (5) . - С. 30-36.

34. Суворин, В. Я. Методы оценки и исследования влияния водорода на пластичность, прочность и хрупкое разрушение сварных соединений низкоуглеродистых и низколегированных сталей (применительно к условиям эксплуатации): авт. дисс. докт. техн. наук: 05. 16. 01 / В. Я. Суворин. - М.: МВТУ им. Н. Э. Баумана, 1981. - 31 с.

35. Савченков, Э.А. О водородной повреждаемости конструкционной стали / Э.А. Савченков // Изв. АН СССР. Металлы. -1989. - № 6. - С. 141- 145.

36. Kikuta, V. Hydrogen - dislocation interaction and its parallelism with hydrogen embrittlement / V. Kikuta, K. Sugimoto, S. Ochiai // Trans. Iron Steel Inst. Jpn. - 1975. - V. 15. - P. 87-94.

37. Кавашима, А. Адсорбция водорода и водородное охрупчивание низкоуглеродистой стали в кислых растворах сероводорода / А. Кавашима // Нихон киндзоку гаккайси. - 1974. - № 11. - С. 1046-1050.

38. Ямакава, К. Примеры разрушения аппаратуры вследствие водородной хрупкости: пер. № А-31152 / К. Ямакава. - М.: ВЦП, 1977. - 23 с.

39. Shultz, А. Robertson W. ^drogen аbsorbtion, еmbrittlement аМ stress соытоюп cracking of steel / А. Shultz, W. Robertson // Соыгеюш - 1957. - V. 13. - № 7. - Р. 437-456.

40. Oriani, R.A. Equilibrium and kinetic studies of the hydrogen-assisted cracking of steel / R.A. Oriani, P.H. Josephic // Acta Мet. -

1977. - V. 25. - № 9 - Р. 979-988.

41. Van Leeuwen, H.P. Embrittlement by internal and by external hydrogen / H.P. Van Leeuwen // Corrosion. - 1975. - V. 31. - № 5

- Р. 154-159.

42. Hirth, J.P. Effects of hydrogen on the properties of iron and steel / Hirth J.P. // Met. Trans. - 1980. - V. 11. - № 6. - Р. 861-890.

43. Thomson, R.J. ВгШе fracture in а ductile material with аррliсаtiоn to hydrogen embrittlement / R.J. Thomson // Маtег. Sri. -

1978. - V. 13. - № 1. - Р. 128-142.

44. Louthan, М/R. Strain 1оса1izаtiоn and hуdrоgеn embrittlement / М/R. Louthan // Scr. Met. - 1983. - V. 17. - Р. 451-456.

Швецкова Л.В.1, Табачникова Т.В.2

'Аспирант; 2кандидат технических наук, доцент, Альметьевский государственный нефтяной институт СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ВИНТОВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Аннотация

В статье решается вопрос минимизации потерь электрической энергии с учетом изменения уровня напряжения и обеспечения гарантированного пуска электропривода электротехнического комплекса добывающей скважины, оборудованной винтовой насосной установкой с поверхностным приводом и скважинным нагревателем, путем использования компенсирующей установки и автоматической стабилизации рационального уровня напряжения. Сформулированы решаемые задачи и предложены пути их решения.

113

Ключевые слова: электротехнический комплекс добывающей скважины, винтовая насосная установка с поверхностным приводом, компенсация реактивной мощности, скважинный нагреватель.

Shvetskova L.V.1, Tabachnikova T.V.2

'Postgraduate student; 2Candidate of Technical Sciences, Docent, Almetyevsk State Oil Institute ELECTRICAL ENERGY LOSS REDUCTION THROUGH APPLICATION OF OIL PRODUCTION TECHNOLOGY

USING PROGRESSIVE CAVITY PUMPS

Abstract

The authors have considered the question of minimizing electric energy losses from changing voltage level when ensuring the start-up procedure of the electric drive in the electrotechnical system of a producing well, equipped with a surface drive progressive cavity pump and a downhole heater, using a compensating installation for automatic stabilization of rational voltage level. Current tasks have been defined and ways to complete them have been proposed.

Keywords: electrical power engineering systems, surface drive progressive cavity pump, reactive-power compensation, downhole heater.

При добыче нефти из малодебитной скважины с осложненными условиями применяются винтовые насосные установки с поверхностным приводом (ВНУ с ПП), которые по сравнению с насосами других типов обладают преимуществом при добыче жидкостей высокой вязкости с высоким содержанием механических примесей и повышенного газосодержания. Конструкция ВНУ с ПП отличается своей простотой, минимальными массогабаритными показателями привода, что приводит к повышению надежности рассматриваемой системы [1-3].

На основе вышеизложенного сформулированы задачи исследования режима работы электротехнического комплекса добывающей скважины (ЭКДС) с целью минимизации потерь электрической энергии с учетом изменения уровня напряжения и обеспечения гарантированного пуска электропривода.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: усовершенствована схема электроснабжения ЭКДС (рис.1) путем использования компенсирующей установки и скважинного нагревателя; получены аналитические зависимости, учитывающие параметры новых элементов комплекса и их связи; составлена система дифференциальных уравнений, которая приведена к форме Коши; скорректирован известный метод расчета динамических параметров комплекса и усовершенствована математическая модель по исследованию режима работы ЭКДС в установившихся и переходных процессах.

Рис. 1 - Схема замещения электротехнического комплекса добывающей скважины с винтовой насосной установкой с поверхностным приводом, компенсирующей установкой и скважинным нагревателем На рисунке 1 приведенная схема замещения одной фазы ЭКДС включает в себя следующие элементы: ^R , ^L - суммарное

активное и индуктивное сопротивления участка линии и силового трансформатора; ^R - суммарное активное сопротивление скважинного нагревателя и питающего его кабеля; L;1 - индуктивность линии ^; C - электроёмкость конденсаторной установки индивидуальной компенсации реактивной мощности; R1, R' / s - активные сопротивления обмоток статора и ротора соответственно; Lm - взаимная индуктивность; La1, L'a2 - индуктивности рассеяния обмоток статора и ротора соответственно.

По схеме замещения составлена система дифференциальных уравнений:

u0 = iZR + ZLdi° + L,2^ + i -ZR ; 0 0 7, 12 7, сн сн 5 dt dt

di0 i = i +i ; —0 = 0 сн ab 5 7. dt diCH + db  dt dt

uad = u0 - V ZR dt uab = iab-Rl1 + Ln ; dt

uc = ubc - ic'Rl3;

i = C^ ; " dt

ubc = uad - uab ;

dicH n duc i = in - i - i = U — - C ; 10 сн c 0 7, 7, ’ dt dt  n dw. ubc = v R1 +—r; dt

0 = i2 • R2 + W 2 2 dt

114

где u0 - входное напряжение в ЭКДС; i0 - входной ток ЭКДС; iCH - ток скважинного нагревателя на участке ad ; iab - ток участка ab ; ubc - напряжение на зажимах статора на участке bc ; ic - ток через УПЕК (конденсатор C ); ис - напряжение на УПЕК; i - ток статора, i2 - ток ротора; у, y2 - потокосцепления обмоток статора и ротора соответственно.

После ряда математических преобразований система дифференциальных уравнений, представленная в комплексной форме, вращающейся с синхронной скоростью ю = т0 в системе координат x и у, дополненная уравнением движения и ступенчатой функцией напряжения приведена к нормальной форме Коши в системе относительных единиц. Решение полученной системы дифференциальных уравнений осуществляется известными численными методами (методом Эйлера и методом Рунге-Кута), которые дополняются аналитическими зависимостями, учитывающими новые элементы и их связи в системе электроснабжения ЭКДС, оборудованной винтовой насосной установкой с поверхностным приводом, компенсирующей установкой и скважинным нагревателем.

Извышеизложенного формулируется тема исследования «Минимизация электропотребления электротехнического комплекса добывающей скважины, оборудованной винтовой насосной установкой с поверхностным приводом» [2].

Литература

1. Нурбосынов Д.Н., Табачникова Т.В., Швецкова Л.В., Нурбосынов Э.Д. Сравнительный анализ энергетических эксплуатационных параметров электротехнических комплексов добывающих скважин с различными видами насосных установок // Промышленная энергетика. - 2013. - №4. - С. 35-37.

2. Швецкова Л.В. Обоснование темы исследования и постановка задач по снижению потерь электрической энергии в технологии добычи нефти // Ученые записки АГНИ. - 2013. - Т. XI, Ч. 1. - С. 243-246.

3. Табачникова Т.В., Швецкова Л.В., Нурбосынов Э.Д. Снижение энергетических затрат в электротехническом комплексе добывающей скважины // Труды IX международной научно-практической конференции «Ашировские чтения». - 2012. - Т. I. - С. 108-112.

Шеховцов В.В.1, Ляшенко МВ.2, Шевчук В.П.3, Соколов-Добрев НС.4, Шеховцов К.В.5

Доктор технических наук, доцент; 2 доктор технических наук, профессор, 3кандидат технических наук, профессор, 4кандидат технических наук, доцент, 5аспирант; Волгоградский государственный технический университет

МЕТОД ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ И МЕСТ УСТАНОВКИ В СИЛОВУЮ ПЕРЕДАЧУ ДЕМПФЕРОВ КРУТИЛЬНЫХ

КОЛЕБАНИЙ

Аннотация

В статье описан метод исследования изменения нагруженности участков силовой передачи тягово-транспортного средства при резонансных колебаниях в зависимости от степени демпфирования колебаний масс. Метод позволяет определять нагруженность каждого участка при заданном демпфировании колебаний каждой массы и наилучшее место установки демпфера для гашения колебаний с каждой из резонансных частот.

Ключевые слова: силовая передача, колебания, демпфирование.

Shekhovtsov V.V.1, Lyashenko M.V.2, Shevchuk V.P.3, Sokolov-Dobrev N.S.4, Shekhovtsov K.V.5

^Doctor of Engineering Science, docent; 2Doctor of Engineering Science, professor; 3Candidate of engineering science, professor;4Candidate of engineering science, docent; 5Post-graduate student; Volgograd State Technical University METHOD OF CHOOSING THE PARAMETERS AND THE PLACE FOR INSTALLING TORSIONAL VIBRATION

DAMPERS IN POWER TRANSMISSION

Abstract

The article describes the method of research for traction and transportation vehicle’s power transmission sites loading change at resonant oscillations depending on the masses damping degree. The method allows to determine the loading of each site with a given damping of each mass, and the best place to install a damper for oscillations damping with each of the resonance frequencies.

Keywords: power train, vibrations, damping.

Как изменяется нагруженность каждого участка силовой цепи трактора при установке в данное место передачи демпфера с определенными параметрами демпфирования? В статье описана методика исследований [2, 3, 4] и программа [1, 2, 5, 6, 7, 8, 9], которая позволяет исследовать изменение динамической нагруженности участков силовой передачи во время резонансных колебаний ее масс с возможностью задания степени демпфирования этих колебаний. Исследование выполнено на базе динамической модели силовой передачи трактора Т-5 Волгоградского тракторного завода [3, 10], начальная и редуцированная схемы которой представлены на рис. 1.

115