«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Частотная ПИ-стабилизация подачи с автоконтролем режимных ограничений для скважин с ЭЦН

УДК: 622.276:681.5
DOI: 10.33285/2782-604X-2023-8(601)-5-12

Авторы:

¹ Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Россия

Ключевые слова: модели, алгоритм, осложняющие факторы, ПИ-стабилизация, автономный режим, границы функциональной устойчивости, наблюдатель, параметрические настройки

Аннотация:

Основу обсуждаемых автономных решений для технологий нефтедобычи образуют теоретические положения и методы синтеза адаптивных систем, обеспечивающих функциональную "живучесть" процессов эксплуатации в условиях неопределенности. Простейшую форму адаптивного поведения, в условиях дрейфа параметров объекта, доставляет закон пропорционально-интегрального (ПИ) регулирования. Рассмотренный вариант ПИ-стабилизатора плановой производительности с одновременным контролем функциональных ограничений, реализуемый на информационных ресурсах кустовой автоматики, образует первый (нижний) уровень иерархии системы автономного управления процессами эксплуатации скважин. Алгоритмы оптимальной коррекции режимов эксплуатации на основе идентификации факторов неопределенности реализуются на более высоких уровнях иерархии управления, и в том числе на информационных ресурсах цеха. Реализация подобных решений с распределенной структурой функций управления возможна по стандартам и технологиям промышленного интернета с дистанционным хранением и передачей данных. Результаты вычислительного анализа свидетельствуют о состоятельности рассмотренного решения, демонстрируя полный функционал работы системы ПИ-стабилизации плана, упреждая предаварийные остановы переходами на режим стабилизации функциональных границ по газу и динамическому уровню.

Список литературы:

1. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. – М.: Издат. дом МЭИ, 2008. – 394 с.
2. Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1983. – 424 с.
3. Соловьев И.Г., Константинов И.В., Говорков Д.А. Оптимизация параметров обустройства и режима эксплуатации скважины с ЭЦН в условиях осложнений // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2019. – № 9(554). – С. 28–35. – DOI: 10.33285/0132-2222-2019-9(554)-28-35
4. "ЭРА:Добыча" – интегрированная платформа для повышения эффективности эксплуатации механизированного фонда скважин / А.А. Шушаков, А.В. Билинчук, Н.М. Павлечко [и др.] // Нефт. хоз-во. – 2017. – № 12. – С. 60–63. – DOI: 10.24887/0028-2448-2017-12-60-63
5. Luenberger D.G. Introduction to Dynamic Systems, Theory, Models, and Applications. – New York: John Wiley & Sons, 1979. – 446 p.
6. Шабонас А.Р., Горидько К.И. Обзор подходов к реализации алгоритма виртуального расходомера на скважинах, оборудованных установками электроцентробежного насоса // Нефтепромысловое дело. – 2022. – № 1(637). – С. 33–41. – DOI: 10.33285/0207-2351-2022-1(637)-33-41
7. A Review of Downhole Wireless Technologies and Improvements / B. Bouldin, A. AlShmakhy, A.Kh. Bazuhair [et al.] // Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conf., Abu Dhabi, UAE, Nov. 15–18. – 2021. – DOI: 10.2118/207466-MS
8. System Engineering Recommendations to Improve Intelligent Completions / R. Nelson, E. Handley, J. Joubran [et al.] // SPE Annual Technical Conf. and Exhibition, Houston, Texas, USA, Oct. 3–5. – 2022. – DOI: 10.2118/209965-MS
9. Downhole Telemetry Systems to Monitor Electric Submersible Pumps Parameters in Oil Well / D.A. De Moura Fonsêca, A.O. Salazar, E.R.L. Villarreal [et al.] // IEEE Access. – 2021. – Vol. 9. – P. 12824–12839. – DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3049116
10. Соловьев И.Г., Белашевский С.С. Барометрическая модель скважины с ЭЦН второго порядка // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2019. – № 11(556). – С. 33–38. – DOI: 10.33285/0132-2222-2019-11(556)-33-38
11. Илюшин П.Ю., Вяткин К.А., Козлов А.В. Разработка интеллектуальных алгоритмов управления периферийным технологическим оборудованием куста скважин с помощью единой станции управления // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333, № 10. – С. 59–68. – DOI: 10.18799/24131830/2022/10/3718
12. Справочное руководство по проектированию, разработке и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти / Р.С. Андриасов, И.Т. Мищенко, А.И. Петров [и др.]; под общ. ред. Ш.К. Гиматудинова. – М.: Недра, 1983. – 455 с.
13. Мищенко И.Т. Расчеты при добыче нефти и газа. – М.: Нефть и газ, 2008. – 296 с.
14. Соловьев И.Г., Константинов И.В., Говорков Д.А. Ресурсно-энергетическая эффективность обустройства скважин с частотно-регулируемой подачей насоса // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332, № 6. – С. 60–72. – DOI: 10.18799/24131830/2021/06/3236
15. Брилл Дж.П., Мукерджи Х. Многофазный поток в скважинах: пер с англ. – М.-Ижевск: Ин-т компьютер. исслед., 2006. – 384 с.
16. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023662453 Рос. Федерация. Цифровой имитатор гидродинамики скважины с ЭЦН / Д.А. Говорков, И.Г. Соловьев, О.И. Лапик. – № 2023661090; заявл. 29.05.2023; опубл. 08.06.2023.
17. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023614656 Рос. Федерация. Наблюдатель состояний и ПИ-регулятор производительности скважины с ЭЦН / Д.А. Говорков, И.Г. Соловьев. – № 2023613484; заявл. 14.02.2023; опубл. 03.03.2023.
18. Assessing Industrial Communication Protocols to Bridge the Gap between Machine Tools and Software Monitoring / E. Tapia, L. Sastoque-Pinilla, U. Lopez-Novoa [et al.] // Sensors. – 2023. – Vol. 23, Issue 12. – P. 5694. – DOI: 10.3390/s23125694