Введение 6
1. Технологический процесс 8
1.1 Технологический процесс гидродинамических исследований 8
1.2 Способы автоматизации гидродинамических исследований 11
1.3 Функциональная схема 18
2. Расчет и выбор оборудования. Выбор метода управления асинхронным
двигателем 19
2.1 Регулировочный клапан с электроприводом 19
2.1.1 Определение параметров схемы замещения в абсолютных единицах по
справочным техническим данным электродвигателя 21
2.1.2. Расчет естественной механической характеристики 25
2.1.3. Расчет искусственных статических характеристик двигателя и нагрузки
электропривода при частотном скалярном управлении 29
2.2. Выбор преобразователя частоты 34
2.3. Выбор контроллера 38
2.4. Выбор расходомера и манометра 40
2.5. Выбор метода управления асинхронным двигателем 42
3. Имитационные исследования электропривода в среде MATLAB 47
3.1. Имитационная модель асинхронного двигателя. 47
3.1.1. Математическое описание процессов электромеханического
преобразования энергии в АД 47
3.1.2. Математическая модель асинхронного двигателя в неподвижной системе
координат статора , 50
3.2 Имитационная модель одномассовой механической системы с моментом
нагрузки реактивного характера 52
3.3 Система управления электропривода клапана 53
3.4 Исследования электропривода запорного игольчатого клапана на
имитационной модели 54
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 61
5. Социальная ответственность 79
Заключение 94
Список использованной литературы 95
Приложение 97
Объектом изучения являются гидродинамические исследования скважин.
Цель работы - автоматизация процесса нагнетания жидкости при проведении гидродинамических исследований скважин.
В процессе исследования производились: расчет и выбор оборудования, разработка имитационной модели.
В результате исследования выбрано оборудование для автоматизации процесса нагнетания, методом имитационного моделирования получены графики переходных процессов.
Область реализации: добыча углеводородов.
В работе был просчитан экономический эффект, срок окупаемости составляет полтора года.
Введение
Гидродинамические исследования скважин (ГДИС) - совокупность многообразных мероприятий, обращенных на измерение установленных параметров (температура, давление, дебит, уровень жидкости и др.) и забор проб флюидов пластовых (газа, нефти, воды и газоконденсата) в действующих или остановленных скважинах и их фиксацию во времени. [15]
С помощью интерпретации ГДИС позволит определить фильтрационные и продуктивные характеристики пластов и скважин (продуктивность, давление пластовое или фильтрационные коэффициенты, газовый фактор, обводнённость , гидропроводность, проницаемость, пьезопроводность, скин-фактор), а также особенности удалённой зон пласта и околоскважинной. Данные изыскания являются прямым методом нахождения фильтрационных свойств пород горных в условиях их залегания, характера наполнения пласта (газ, нефть, вода) и свойств физических пластовых флюидов (вязкость, плотность, сжимаемость, объёмный коэффициент, давление насыщения). [15]
Цель данной работы является автоматическое управление процессом гидродинамического исследования скважин.
Основываясь на поставленные цели, нужно разрешить следующие
задачи:
• Знакомство с существующей системой ГДИС;
• Создание функциональной схемы автоматизации процесса нагнетания при ГДИС;
• Рассчитать и выборать необходимое оборудование;
• Создание имитационной модели.
• Рассмотрение социальной безопасности;
• Оценка технического уровня.
Предметом изучения представляется модель автоматизации движения нагнетания при гидродинамических изысканиях скважин (инжект-тест) с применением проходного регулирующего клапана.
Теоретической и методологической базой дипломной деятельность представляется диалектико-материалистический путь к исследованию автоматизации научно-технического движения гидродинамических изучений скважин в основании режима «преобразователь частоты - асинхронный двигатель», общенаучные способы изучения, комплексный аспект, исследование и обобщение, статистические исследования, оценки экспертной.
Для процесса автоматизации при проведении гидродинамического исследования скважин было избрано следующее оборудование:
• манометр тип марки ДМ5002Г;
• расходомер тип марки US-800;
• контроллер тип марки Schneider Modicon M238;
• преобразователь частоты HYUNDAI N700E-370HF;
• игольчатый регулирующий клапан с электроприводом марки ПЭМ-А16;
Электропривод регулируемого игольчатого клапана производятся в вместе с двигателем асинхронным тип марки АИР63В6.
Были построены и рассчитаны электромеханические и механические характеристики двигателя.
Была в програмной среде matlab создана имитационная модель, которая позволет получить графики переходных процессов регулируемого электропривода регулировочного клапана.
При помощи модели имитационной, которая создана в среде MATLAB, были проанализированы следующие ситуации:
• работа электропривода под нагрузкой ступенчатой и без нагрузки;
• работа электропривода под нагрузкой плавно изменяющейся;
• работа электропривода при различных частотах питающего напряжения;
• изменение величины перемещения иглы клапана на малые (<10%) и большие (>10%) расстояния.
В ходе ознакомления с существующей системой ГДИС было выяснено что в данный момент управлением клапаном запорным в ПАО «Газпром» осуществляется в режиме ручного управления. В связи с этим можно сказать, что автоматизация процесса нагнетания жидкости при гидродинамических исследованиях скважин с использованием проходного регулировочного клапана является актуальной темой. Срок окупаемости оборудования составит 18 месяцев.
