Details

Целью данной бакалаврской работы является разработка двухконтурной каскадной системы регулирования забойного давления для повышения эффективности добычи нефти. В качестве объекта исследования изучался процесс эксплуатации скважины с УЭЦН и частотно-регулируемым приводом, рассматривались методы каскадного управления режимами работы насоса. В ходе выполнения работы были решены следующие задачи: проведен анализ конструкции и характеристик УЭЦН; исследованы зависимость параметров насоса от частоты вращения; влияние забойного давления на фильтрацию в пласте и дебит скважины, обоснована необходимость его стабилизации. Была разработана структурная схема двухконтурной каскадной системы автоматического регулирования (САР). Её внешний контур стабилизирует забойное давление, формируя задание для внутреннего контура. Внутренний контур отрабатывает возмущения по частоте вращения и току двигателя. Выполнен анализ динамических характеристик системы. Система на основе каскадного регулирования обеспечивает точное поддержание забойного давления, компенсирует внутренние возмущения, снижает динамические нагрузки на оборудование. Областью её применения являются нефтегазодобывающие предприятия и проектные организации, занимающиеся созданием систем автоматизации механизированной добычи нефти.

The purpose of this bachelors thesis is to develop a two-circuit cascade system for regulating the bottom-hole pressure in order to increase the efficiency of oil production. The study focused on the process of operating a well with an ESP and a variable-frequency drive, as well as on the methods of cascading control of the pumps operating modes. During the course of the work, the following tasks were solved: the design and characteristics of the ESP were analyzed; the dependence of the pumps parameters on the rotational speed was investigated; the influence of the bottom-hole pressure on filtration in the reservoir and the wells flow rate was studied, and the need for its stabilization was justified. A structural diagram of a two-loop cascade automatic control system (ACS) has been developed. Its external loop stabilizes the bottom-hole pressure, forming a task for the internal loop. The internal loop compensates for disturbances in the motors rotational speed and current. The dynamic characteristics of the system have been analyzed. The cascade control system ensures precise maintenance of bottom-hole pressure, compensates for internal disturbances, and reduces dynamic loads on equipment. Its application area includes oil and gas production enterprises and design organizations that create automated systems for mechanized oil production.