Повышение надёжности электроснабжения предприятий нефтегазодобывающего комплекса

Содержание 6 Введение 8 Глава 1 Организация системы электроснабжения на объектах нефтедобычи 11 1.1 Потребители электрической энергии на объектах нефтегазодобычи 11 1.1.1 Буровые установки 12 1.1.2 Механизмы непосредственной добычи нефти 13 1.1.3 Объекты сбора и внутрипромысловой перекачки нефти 16 1.1.4 Объекты подготовки нефти 18 1.1.5 Газокомпрессорные станции 20 1.1.6 Объекты поддержания пластового давления 20 1.2 Электротехнические комплексы технологических установок 23 1.2.1 Промысловые компрессорные и насосные станций 23 1.2.2 Насосные перекачивающие станции магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов 29 1.3 Выводы по первой главе 31 Глава 2 Анализ существующей схемы внешнего электроснабжения 33 2.1 Краткая характеристика объекта электроснабжения 33 2.2 Схема электроснабжения и используемое электрооборудование 34 2.3 Расчёт режима электрических нагрузок и поиск проблемных места в системе электроснабжения 37 2.3.1 Расчет электрических нагрузок 37 2.3.2 Обоснование необходимости разработки альтернативной схемы электроснабжения 39 2.4 Выводы по второй главе 45 Глава 3 Повышение надежности системы внешнего электроснабжения 47 3.1 Имитационное моделирование системы электроснабжения 47 3.1.1 Обоснование схемы электроснабжения электротехнического комплекса с автономным источником 47 3.1.2 Имитационное моделирование системы «Газопоршневой двигатель – синхронный генератор – нагрузка» 51 3.1.3 Модель газопоршневого двигателя 53 3.1.4 Модель системы управления генератором 57 3.2 Оценка результатов моделирования автономной системы электроснабжения 64 3.2.1 Результаты моделирования системы «ГПД – синхронный генератор – нагрузка» 64 3.2.2 Результаты моделирования системы «Газопоршневой двигатель – синхронный генератор – нагрузка» с источниками тока 67 3.3 Оценка повышения надежности системы электроснабжения 74 Заключение 79 Список использованных источников 80

1. Ершов М.С., Егоров А.В., Малиновская Г.Н., Трифонов А.А. Диспетчерское управление системами электроснабжения распределенных объектов нефтяной и газовой промышленности // Труды Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2014. – № 3 (276). – С. 126–145. 2. Леушева Е.В., Моренов В.А. Энергообеспечение производственных объектов в условиях севера при кустовом строительстве скважин // Территория нефтегаз. – 2015. – № 5. – С. 92–95. 3. Мукани Э.Б. Режимы работы систем электроснабжения объектов нефтегазовых месторождений. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.63. – Москва, 2011. 165 с. 4. Устинов Д.А., Турышева А.В. Обоснование рациональной схемы электроснабжения машин и комплексов нефтегазодобывающих предприятий // Записки горного института. – 2011. – № 192. – С. 224–227. 5. Фрайштетер В.П., Кудряшов Р.А. Электрические нагрузки и электропотребление систем электрообогрева трубопроводов на нефтяных промыслах северных районов Сибири // Промышленный обогрев и электроотопление. – 2014. – № 3-4. – С. 42–53. 6. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение: Учебное пособие / Ю.Д. Сибикин. М.: РадиоСофт, 2009. – 328 c. 7. Чеботаев Н.И. Электрооборудование и электроснабжение открытых горных работ / Н.И. Чеботаев. – Вологда: Инфра-Инженерия, 2009. – 474 c. 8. Шевченко М.Р Водоснабжение и электроснабжение на дачном участке М.Р Шевченко. – М.: Эксмо, 2011. – 256 c. 9. Щербаков Е.Ф. Электроснабжение и электропотребление в сельском хозяйстве: Учебное пособие / Е.Ф. Щербаков, Д.С. Александров, А.Л. Дубов. СПб.: Лань, 2018. – 392 c. 10. Ильковский К.К. Проблемы малой энергетики в энергоизолированных районах Сибири и Дальнего Востока / К.К. Ильковский, А.П. Ливинский, Н.М. Парников, П.М. Дьяконов // Горный журнал. Спец, выпуск. - 2014. - С.15-21. 11. Григораш О.В. Нетрадиционные источники электроэнергии в составе систем гарантированного электроснабжения / О.В. Григораш, Н.И. Богатырев, Н.Н. Курзин // Промышленная энергетика. - 2014. - №1. - С. 59-62. 12. Меньшов Б.Г. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности: Учебник для вузов / Б.Г. Меньшов, М.С. Ершов, А.Д. Яризов. - М. : Недра, 2010. - 487 с. 13. Орлов В. Попутный газ снижает риски // Нефть России. - 2018. - №11. С . 80-81. 14. Смольянинова П.М. Нефти, газы и газовые конденсаты Томской области / Н.М. Смольянинова, К.К. Страмковская, С.И. Хорошко, C. И. Смольянинов. - Томск: Изд-во Томского ун-та ТГУ, 1978. - 233 с. 15. Гайсин Р. Обременительный попутчик // Нефть России. - 2018. - №11. С. 76-79. 16. А газ и ныне там // Нефть и капитал. - 2008. - №1-2. С. 50-51. 17. Абрамович Б.Н. Обеспечение автономного электроснабжения энергетических установок в условиях объектов нефтедобычи /Б.Н. Абрамович, Д.А. Устинов, А.В. Турышева // Геоэкологические и иненерно-геологические проблемы развития гражданского и промышленного комплексов города Москвы: Материалы научно-практической конференции. - М.: изд-во «КДУ». 2018. - С. 237-239. 18. Турышева А.В. Электроснабжение объектов нефтедобычи труднодоступных районов / Б.Н. Абрамович, А.В. Турышева // XXII Международная инновационно-ориентированная конференция молодых ученых и студентов (МИКМУС-2010) «Будущее машиностроения России», М.: Изд-во ИМАШ РАН - 2010. - С. 100 19. Сахабутдинов Р.З. Выбор направлений и методов утилизации нефтяного газа с учетом особенностей нефтепромысловых объектов /Р.З. Сахабутдинов, А.Н. Шаталов, В.М. Гревцов, Н.Г. Ибрагимов // Нефтяное хозяйство. - 2009. - №7. -С . 70-73. 20. Пожидаев В.М. Микрогазотурбинные электроагрегаты – новое направление в малой энергетике // Академия энергетики. - 2005. - №4. - С. 26-33. 21. Ананко В. Энергетика нефтепромыслов: своими силами // Нефтегазовая вертикаль. – 2016. - № 5. - С. 76-78. 22. Лоскутов А.Б. Расчет экологических показателей и характеристик МИНИ-ТЭЦ / А.Б. Лоскутов, О.В. Маслеева, Т.И. Курагина // Энергоэффективность: опыт, проблемы, решения. - 2005. - Вып. 4. - С. 3-7 23. Сравнение эффективности когенерационных установок систем малой мощности на базе микротурбинных и газопоршневых двигателей // Автономное газоснабжение. - 2018. - №6. - С. 15-18. 24. Rudge A. Conducting polymers as active materials in electrochemical capacitors / A. Rudge, J. Davey, I. Raistrick, S. Gottesfeld // Journal of Power Sources. - 2014. - Vol. 47. - No. 1-2. - P.89-107. 25. Поршаков Б.П. Газотурбинные установки: Учеб, пособие / Б.П. Поршаков, А.А. Апостолов, В.И. Никишин. -М. : ГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2013. - 240 с. 26. Ермилов А.А., Электроснабжение промышленных предприятий / 3-е изд. - М.: Энергия, 1977. - Вып. 453.-128 с 27. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в МаМаЬ 6.0.:Учеб. пособие - Спб.: КОРОНА принт, 2001. - 321 с. 28. Герман-Галкин С.Г. Силовая электроника: Лабораторные работы на ПК - Спб.: КОРОНА принт, 2002. - 304 с. 29. Попов Б.Н. Цифровые устройства систем приводов летательных аппаратов: Учеб, пособие - М.: МАИ-ПРИНТ, 2008.- 124 с. 30. Лазарев Г. Частотно регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок — эффективная технология энерго- и ресурсосбережения на тепловых электростанциях // Силовая электроника. – 2007. -№ 3 .-С . 41-48. 31. Газовая электростанция в комбинации с накопителем энергии. Электронный ресурс. Режим доступа: http://renen.ru/gas-power-plant-in-combination-with-an-energy-storage-unit/ 32. Инновационное развитие в электроэнергетике / Электроэнергетика России. В ожидании новых шагов. –Лондон. –2012. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.myshared.ru/slide/952708/ 33. Лукутин, Б. В. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении: монография –Электронный ресурс / Б.В. Лукутин, О.А. Суржикова, Е.Б. Шандарова – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 231 с. Режим доступа:http://portal.tpu.ru:7777/SHARED/i/IOM/liter/Tab/M_Vozobnovl_energ_v_dets_elsnab.pdf 34. Федоров, А.В. Система бесперебойного электроснабжения технологических объектов нефтегазового комплекса: дис. канд техн. наук : 05.09.03 / А. В. Федоров; НМСУ Горный; науч. рук. Б. Н. Абрамович. СПб, 2016 – 140 с. 35. Федотов, А.И. Работа собственной генерации в аварийном режиме Текст / А.И. Федотов, К.Р. Бахтеев // Электроэнергетика глазами молодежи: материалы VII Международной научно-технической конференции. – Казань. – 2016. – Т. 2. – С. 61-64. 36. Шуркалов П. С. Исследование эффективности использования энергетических комплексов на основе возобновляемых источников энергии для зарядки электротранспорта: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.14.08 / П. С. Шуркалов; НИУ «МЭИ»; науч. рук. М. Г. Тягунов. М., –2014. 20 с. 37. K. Rahmat, S. Jovanovic, K.L. Lo, «Reliability Comparison of Uninterruptible Power Supply (UPS) System Configurations», Telecommunications Energy Conference «Smart Power and Efficiency» (INTELEC), Proceedings of 2013 35th International, pp. 1-6, 2013.

ГЛАВА 1 ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОБЪЕКТАХ НЕФТЕДОБЫЧИ 1.1 Потребители электрической энергии на объектах нефтегазодобычи Потребители электроэнергии на нефтегазодобывающих предприятиях по функциональному признаку разделяются на следующие виды [2]: • буровые установки; • механизмы непосредственной добычи нефти – глубинно насосная установка с электродвигателем, установленным на поверхности земли (СКН); насосная установка с электродвигателем, расположенным у насоса (ЭЦН); • объекты сбора и внутри промысловой перекачки нефти, к которым следует отнести групповые замерные установки (ГЗУ), дожимные насосные станции (ДНС); • объекты подготовки нефти, к которым относятся электро-обезвоживающие и электрообессоливающие установки, термохимические установки, насосные станции внешней перекачки нефтесборных парков и пунктов; • газокомпрессорные станции, компримирующие попутный нефтяной газ; • объекты поддержания пластового давления – кустовые насосные станции (КНС), водораспределительные блоки (ВРБ), водозаборы, установки очистки сточных вод; • объекты вспомогательного назначения – базы обслуживания нефтепромысла, базы бурения, ремонтные базы и участки и т.п.