Том 336 № 8 (2025)

О совершенствовании моделей АСУ ТП нижнего уровня УЭЦН в условиях перевода нефтяных скважин в прерывистые режимы эксплуатации

Актуальность. В настоящее время большая часть объема добычи нефти приходится на установки центробежных электронасосов, при этом с каждым годом возрастает доля установок, работающих в режиме прерывистой эксплуатации с циклами накопления и откачки жидкости. При этом последние исследования надежности их компонентов показывают, что наработка на отказ погружного оборудования снижается до 2,5 раз по сравнению с оборудованием, находящимся в режимах непрерывной эксплуатации. Снижение надежности связано с динамикой переходных процессов в автоматизированных системах управления нижнего уровня, которая на сегодняшний день при выработке управленческих решений по оптимизации работы скважины не учитывается, а вся подсистема нижнего уровня, как правило, представляется линейными или нелинейными статическими звеньями. Такой подход не позволяет управлять динамикой процессов внутри самой подсистемы в условиях перевода скважин к прерывистым режимам эксплуатации. Это обуславливает актуальность разработки динамических моделей подсистемы электропривода погружных насосов с целью оптимизации переходных процессов по критерию наработки на отказ элементов погружного оборудования. Цель. Совершенствование моделей систем нижнего уровня автоматизированного управления погружным электродвигателем установки центробежных электронасосов добычи нефти в условиях перевода скважины в режим прерывистой эксплуатации с целью повышения управляемости. Методы. Методы системного анализа и структурно-параметрического синтеза систем автоматизированного управления технологическими процессами, методы проектирования систем векторного управления электроприводов, методы идентификации переменных состояния на основе наблюдателей с использованием явных математических моделей, методы параметрической идентификации настраиваемых моделей нестационарных динамических систем. Результаты. Предложен подход к построению оперативного уровня управления установками центробежных электронасосов, включающий внедрение замкнутых бездатчиковых систем электропривода с применением наблюдателей состояния на основе явных настраиваемых математических моделей нестационарной динамической системы «длинный кабель – погружная регулируемая электрическая машина» и методов их динамической идентификации, создающий предпосылки для дальнейшей постановки и решения задач оптимизации динамических процессов внутри подсистемы нижнего уровня в условиях перевода скважины в прерывистые режимы эксплуатации. Предложен переход к динамическим моделям автоматизированных систем управления нижнего уровня на основе редуцированных математических моделей электротехнической подсистемы установок центробежных электронасосов из соображений повышения управляемости и учета физических ограничений доступных средств измерений.

Ключевые слова:

автоматизированная система управления технологическим процессом, автоматизированная система управления нижнего уровня, установки центробежных электронасосов, системы управления электроприводов, прерывистый режим эксплуатации скважины

Авторы:

Александр Савельевич Глазырин

Евгений Игоревич Попов

Владимир Анатольевич Копырин

Рустам Нуриманович Хамитов

Владимир Захарович Ковалев

Александр Александрович Филипас

Семен Семенович Попов

Евгений Владимирович Боловин

Евгения Александровна Беляускене

Скачать pdf

Для оптимальной работы сайта журнала и оптимизации его дизайна мы используем куки-файлы, а также сервис для сбора и статистического анализа данных о посещении Вами страниц сайта (Яндекс Метрика). Продолжая использовать сайт, Вы соглашаетесь на использование куки-файлов и указанного сервиса.