Автоматизация управления добычей нефти из малодебитных скважин на основе биротативного привода

• Автор: Шаньгин, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 377 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений.

Введение
Глава 1. Анализ состояния и пути решения задачи управления процессом нефтедобычи из малодебитных высокообводненных скважин.
1.1. Анализ проблемы и задачи автоматизации управления технологическими режимами нефтеизвлечения .

1.2. Комплексный подход к построению АСУ ТП нефтедобычи

1.3. Цель и задачи диссертационной работы.

Выводы по первой главе

Глава 2. Моделирование процессов добычи нефти из малодебитных высокообводненных скважин.
2.1. Системные аспекты моделирования управления производством нефтедобывающих предприятий
2.2. Моделирование процессов нефтеизвлечения для оценки эксплуатационных резервов нефтедобычи
2.3. Оценка особенностей технологического процесса нефтедобычи как объекта управления.
2.4. Оценка влияния энергетических затрат технологического процесса на эффективность нефтедобычи.
Выводы по второй главе.
Глава 3. Вопросы построения и моделирования системы управления нефтедобычей нижнего уровня.
3.1. Анализ особенностей эксплуатации и методов построения подсистем управления нефтедобычей нижнего уровня
3.2. Методика эволюционного синтеза и оптимизации характеристик подсистемы управления нижнего уровня.
3.3. Имитационное моделирование режимов работы наземного привода ШСНУ маятникового типа в пакете МаШАВ 8ши1пк
3.4.Формирование концепции построения системы управления приводом ШСНУ с повышенными эксплуатационными свойствами
Выводы по третьей главе.
Глава 4. Вопросы проектирования и расчета системы управления
технологическими режимами ШСН.
4.1. Методологические основы создания систем управления режимами ШСН с применением биротативного привода
4.2. Оценка характеристик биротативного привода
как исполнительной системы в АСУ ТП.
4.3. Формирование методов управления режимами биротативного электропривода ШСНУ.
4.3.1. Задача сохранения постоянной частоты относительного вращения ротора и статора биротативного двигателя при переменной нагрузке
4.3.2. Задача сохранения постоянной частоты вращения выходного вала при переменной нагрузке.
4.3.3. Задача определения закона изменения передаточного отношения для равноускоренного движения
4.3.4. Задача оптимального по быстродействию движения выходного вала.
4.3.5. Задача синтеза системы регулирования,
оптимальной по потерям.
4.4. Разработка системы управления биротативным
приводом разомкнутого типа
4.5. Математические модели нагруженного привода.
4.6. Способы регулирования координат привода
и их основные показатели.
4.7. Разработка и исследование системы управления параметрами привода ШСН.
Выводы по четвертой главе.
Глава 5. Разработка и исследование методов регулирования рабочих
режимов биротативных электроприводов ШСН.
5.1. Регулирование частоты вращения с применением торможения.
5.1.1. Регулирование частоты вращения с применением фрикционного тормоза.
5.1.2. Регулирование частоты вращения путем создания тормозного момента гидравлическим насосом
5.2. Регулирование частоты вращения с использованием вариатора.
Выводы по пятой главе.
Глава 6. Разработка и исследование некоторых подсистем
АСУ ТП нефтедобычи
6.1. Разработка и экспериментальные исследования биротативного привода ШСН замкнутого типа
6.1.1. Натурное моделирование биротативного привода
с вариатором.
6.1.2. Описание конструкции и опытнопромышленные испытания привода ШСН АРБЭ
6.2. Разработка и исследование экспериментального образца привода ШСН маятникового типа
6.3. Описание технологического процесса и технического обеспечения подсистемы измерения динамического уровня скважинной жидкости
6.4. Оценка эффективности разработанной системы управления добычей нефти из малодебитных высокообводненных скважин .
6.5.Вопросы построения и перспектив развития интегрированной АСУ нефтедобычи.
Выводы по шестой главе
Основные выводы и результаты.
Список литературы


С учетом перечисленных особенностей, типовым вариантом организации структуры АСУ ТП нефтегазодобывающею управления НГДУ является двухуровневая схема рис. Рисунок 1. ТИИ. ТР передача дискретных или непрерывных команд на уставки регуляторов или непосредственно на исполнительные механизмы регуляторов производственных процессов. На основе сообщений, формируемых датчиками, можно также осуществлять местное управление объектами с помощью локального устройства управления ЛУУ и исполнительного органа ИО . Схема информационных потоков, формируемых с помощью перечисленных источников, представлена на рис. Рисунок 1. В технологических объектах добычи нефти переходные процессы имеют значительную инерционность. Использование относительного приоритета эффективно в связи с тем, что позволяет сократить общее время передачи информации и имеет сравнительно простую техническую реализацию. Для решения локальной задачи по определению рациональных режимов добычи нефти может быть использована упрощенная схема сбора и обработки информации рис. Рисунок 1. Контроль технического состояния объектов насосной нефтедобычи по замерам дебита и динамометрирования телединамомегрирования осуществляется на нижнем уровне цехе НГДУ . Все виды сообщений, формируемых первичными преобразователями, передаются в канал связи через устройство контролируемого пункта или телеячейку системы телемеханики. С помощью пульта управления и устройства обработки информации осуществляется прием, обработка и вывод на внешнее устройство, а также регистрация информации в диспетчерском пункте рис. Рисунок 1. ВРГ, расположенные там же и служащие для распределения закачиваемой воды в нефтеносный пласт через нагнетательные скважины. Количество ЗУ и ВРГ, охваченных средствами специального наблюдения за их работой, является одним из важнейших показателей степени оснащенности любого НГДУ. В настоящее время практически все телеметрические системы системы телемеханики построены на основе ЗУ, ВРГ и средств электронного сбора информации в контрольном пункте КП, который передает КИВЦ информацию, собранную с каждой скважины. Точнее, промысловая ЭВМ занимается сбором информации с КП. Затем эту информацию используют диспетчер промысла, геологическая и технологическая службы . На промысле время реагирования отклик на какоелибо воздействие, например, на закачку воды в пласт может достигать нескольких суток. Поэтому для того, чтобы представлять развитие процесса добычи нефти, требуются данные за значительные промежутки времени. Существующий подход к автоматизации управления работой продуктивных скважин, представленный на рис. При этом проблема оперативного управления работой нефтедобывающего месторождения на основе собранных данных решается путем использования двухпозиционных устройств управления ШСНУ в режиме включеновыключено. Таким образом, на основании анализа существующих систем сбора и обработки информации можно сделать заключение о том, что на современном этапе развития методов и технических средств добычи нефти не существует скольконибудь законченной концепции построения автоматизированной системы управления процессом нефтедобычи. Для определения состояния существующих методов управления процессами нефтедобычи проведем системный анализ технических средств и подходов к проблеме повышения эффективности АСУ ТП. Область применения системного анализа весьма обширна. Широко распространены системные исследования в экономике и технике. Особое значение системный анализ приобретает при решении задач совершенствования управления предприятием, в частности, нефтедобывающим. Анализ возможности технической реализации предложенной СУ. Управление технологическими процессами нефтедобычи предполагает такую организацию этого процесса, которая обеспечивает достижение основной цели снижение себестоимости единицы продукции повышение эффективности нефтедобычи. Для анализа путей решения проблемы построим логическую структуру дерево целей с использованием операции ИЛИ входные события вместе исчерпывают возможные пути достижения главной цели, каждое из входных событий также приводит к достижению цели рис. Основная цель снижение себестоимости единицы продукции.