Ссылка для цитирования: Раков И.В., Глазырин А.С., Кладиев С.Н. Разработка и настройка наблюдателя полного порядка для электротехнического комплекса «кабельная линия – асинхронный двигатель» // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – №10. – С. 219-231.

Актуальность. В связи с тем, что запасы нефти, не требующие для своей добычи высоких энергозатрат, снижаются, количество фонтанирующих скважин становится меньше, а обводненность добываемого флюида увеличивается, перед специалистами нефтедобывающих компаний встает задача – максимально уменьшить все виды энергозатрат, обеспечив повышение рентабельности добычи нефти. Одним из методов снижения энергетических затрат при добыче нефти из низко- и среднедебитных скважин является перевод скважины, оборудованной установкой электроцентробежного насоса, с режима непрерывной эксплуатации на режим периодической эксплуатации скважины и в частности ее подтипа – циклической эксплуатации скважины, которая характеризуется чередованием кратковременных периодов извлечения (до 15 минут) и накопления (до 30 минут) нефти на забое скважины. При переводе скважины на циклическую эксплуатацию происходит снижение потребления электроэнергии погружным электродвигателем до 40 % и увеличение добычи нефти до 3 % за счет частичной гравитационной сепарации добываемого флюида на этапе накопления. В свою очередь, негативным эффектом от перевода скважины на циклическую эксплуатацию является уменьшение среднего срока наработки на отказ из-за увеличения бросков тока и момента при интенсивном разгоне вала погружного электродвигателя до номинальной скорости. Решением данных проблем будет переход от разомкнутой скалярной к векторной бездатчиковой системе управления. Для реализации векторной системы управления необходимо получить информацию о переменных состояния погружного электродвигателя. Учитывая основные достоинства и недостатки прямого измерения и косвенного оценивания переменных состояния, перспективным способом получения информации можно считать построение наблюдателя полного порядка на основе явных математических моделей. На основании вышеизложенного разработка наблюдателя полного порядка электротехнического комплекса «кабельная линия – асинхронный двигатель», а также методики его настройки является актуальной задачей, решение которой позволит создать предпосылки для реализации векторной системы управления погружным электродвигателем. Цель: разработать и экспериментально подтвердить работоспособность наблюдателя полного порядка для электротехнического комплекса «кабельная линия – асинхронный двигатель». Методы: анализ литературных источников, системный анализ, математическое моделирование, экспериментальное исследование. Результаты. Была проведена разработка и экспериментальное испытание наблюдателя полного порядка для электротехнического комплекса «кабельная линия – асинхронный двигатель». Результаты данного исследования подтверждают работоспособность наблюдателя и возможность его применения для реализации векторной системы управления погружным электродвигателем.