Дослідження енергетичних параметрів електротехнічного комплексу для електробуріння

Abstract

Провівши аналіз експлуатаційної надійності електротехнічного комплексу для електробуріння в умовах Прикарпаття, було зроблено висновок, що ефективний видобуток нафти і газу можливий тільки у випадку застосування електробуріння. Це зумовлено тим, що поклади знаходяться на великій глибині (3-5 км) у твердих і міцних породах, які доцільно розробляти бурінням горизонтально-розгалужених і похилоспрямованих свердловин [1]. Метою дослідження є розроблення в середовищі програмування LABVIEW математичної моделі системи електропостачання електробура для проведення досліджень режимів роботи на різній глибині буріння свердловини. Програмна реалізація математичної моделі дозволяє визначати такі параметри електротехнічного комплексу для електробуріння: опори схеми заміщення електродвигуна електробура в залежності від ковзання; опори схеми заміщення бурового трансформатора; опори схеми заміщення струмопідводу в залежності від глибини буріння свердловини, типу кабелів та труби; лінійні напруги на початку струмопідводу в залежності від ковзання; фазні струми та напруги на затискачах електродвигуна електробура; коефіцієнт несиметрії струмів електродвигуна електробура, його механічні характеристики. Проведено дослідження з використанням програмного забезпечення фірми National Instruments Corporation LABVIEW і розроблених авторами програм на буровій Прикарпатьського УБР у с. Ясеновець, Рожнятівський район, Івано-Франківська область. Під час проведення експерименту зібрано дані: гармоніки струмів та напруг, пуск електробура, споживання активної, реактивної та повної потужностей, коефіцієнт потужності, фазний струм та напруга на глибині забою свердловини 362 м.

В результате анализа эксплуатационной надежности электротехнического комплекса для электробурения в условиях Прикарпатья, сделан вывод, что эффективная добыча нефти и газа возможна только при применении электробурения. Это обусловлено тем, что залежи находятся на большой глубине(3-5 км) в твердых и крепких породах, которые целесообразно разрабатывать бурением горизонтально-разветвленных и наклонно-направленных скважин [1]. Целью исследования является разработка в среде программирования LABVIEW математической модели системы электроснабжения электробура для проведения исследований режимов работы на разной глубине бурения скважины. Программа позволяет определять следующие параметры электротехнического комплекса для электробурения: сопротивления схемы замещения электродвигателя электробура в зависимости от скольжения; сопротивления схемы замещения бурового трансформатора; сопротивления схемы замещения токоподвода в зависимости от глубины бурения скважины; линейные наприжения в начале токоподвода в зависимости от скольжения; фазные токи и напряжения на зажимах электродвигателя электробура; коэффициент несимметрии токов электродвигателя електробура, его механические характеристики. Проведено исследование с использованием программного обеспечения фирмы National Instruments Corporation LABVIEW и разработанных авторами программ на буровой Прикарпатьского УБР в с. Ясеновець, Рожнятивский район, Ивано-Франковская область. Во время проведения эксперимента поличены данные: гармоники токов, пуск электробура, потребление активной, реактивной и полной мощностей, коэффициент мощности, фазный ток и напряжение на глубине забоя скважины 362 м,.

After the analysis of operating reliability of electric and technical complex for electric bottomhole drilling under the conditions of the Prykarpatya Region had been conducted, it was inferred that the efficient oil and gas extraction was possible only with the electric bottomhole drilling utilization. It is caused by the fact that the deposits lie very deep (3-5 km) in solid and hard formations which are reasonable to be developed by means of horizontally branched and directional wells drilling [1]. The aim of the research is to develop the mathematical model of the electricity supply for electric bottomhole drill system under the LABVIEW programming environment for conducting research of work regimes at different well drilling depths. The mathematical model program realization makes it possible to define the following electric and technical complex for electric bottomhole drilling characteristics: supports of the displacement scheme of the electric engine of electric bottomhole drill depending on sliding; supports of the displacement scheme of drilling transformer; supports of the displacement scheme of electricity supply depending on depth of well drilling, cable and pipe types; linear voltages in the beginning of electricity supply depending on sliding; phase electrical currents and voltages on the clutches of the electric engine of electric bottomhole drill; coefficient of asymmetry of electric currents of the electric engine of electric bottomhole drill, its technical characteristics. The research of National Instruments Corporation LABVIEW software utilization and the research of the developed by the program authors on the drilling site of the Prykarpatya UBR in the village of Yasenovets, Rozhnyativskyy district, Ivano-Frankivsk region have been conducted. While conducting the experiment the following data have been obtained: harmony of electric currents and voltages; electric bottomhole drill start-up; active, reactive, and full power utilization; electric power coefficient; phase electric current and voltage at the well bottom depth of 362 m.