«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Автоматизация управления качеством работы скважинных штанговых насосов

УДК: 004.9:006.07
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия
² ПРК-Гамма, Москва, Россия

Ключевые слова: управление качеством, скважинный штанговый насос, автоматизация, клапанная пара, математическая модель, надежность, частотное регулирование, цифровые двойники, эффективность процесса нефтедобычи

Аннотация:

В статье описывается процесс разработки теоретической модели оценки качества элементов скважинного штангового насоса (СШН) и приводится расчет показателей клапанной пары, а также рассматривается возможность автоматизации управления качеством работы СШН на основе созданной математической модели. Представленный подход позволит оптимизировать работу элементов насоса, что положительно повлияет на основные показатели качества СШН, такие как коэффициент наполнения, надежность и экономичность. Особое внимание уделяется автоматизации управления качеством СШН и интеграции в современные системы автоматизации, включая частотное регулирование, SCADA-системы и цифровые двойники. Модель учитывает динамику изменения давления и расхода жидкости для оптимизации гидравлического сопротивления клапанной пары, а также адаптирует концепцию Тагути для минимизации влияния факторов помех на ресурс оборудования. Показано, что внедрение цифровых двойников, интегрирующих разработанную модель, позволяет прогнозировать износ элементов СШН и увеличивать межремонтный период скважин за счет анализа реальных производственных данных.

Список литературы:

1. Логинова М.А., Шматин А.К. Перспективы применения SMART-стандартов на предприятиях нефтегазового комплекса // Инновационный потенциал развития науки в современном мире: технологии, инновации, достижения: сб. науч. ст. по материалам XV Междунар. науч.-практ. конф., Уфа, 24 мая 2024 г. – Уфа: Науч.-издат. центр "Вестн. науки", 2024. – С. 100–110.
2. Этапы и методы проектирования изделий и процессов по Тагути. – URL: https://helpiks.org/6-33549.html (дата обращения 10.05.2025).
3. Ивановский В.Н., Долов Т.Р. Исследование эффективности работы клапанных узлов скважинных штанговых насосных установок // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2014. – № 2. – С. 29–33.
4. Анализ работы различных конструкций клапанных пар скважинного штангового насоса / В.Н. Ивановский, О.Ю. Елагина, Б.М. Гантимиров [и др.] // Территория Нефтегаз. – 2015. – № 9. – С. 92–99.
5. Браго Е.Н., Ермолкин О.В., Гавшин М.А. Новые технологии и информационно-измерительные системы контроля нефтегазодобычи // Тр. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – 2009. – № 1(254). – С. 92–104.
6. Шматин А.К., Пантелеев А.С. Будущее управления качеством: искусственный интеллект как ключевой инструмент оптимизации процессов // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2024. – № 1(139). – С. 18–22.
7. Латыпов Б.М., Гумерова В.И. Совершенствование системы контроля состояния скважинной штанговой глубинной насосной установки на основе нейросетевых технологий // Нефтегазовое дело. – 2022. – Т. 20, № 6. – С. 155–164. – DOI: 10.17122/ngdelo-2022-6-155-164
8. Пантелеев А.С., Шматин А.К. Современные проблемы цифровой революции в нефтегазовой отрасли // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2022. – № 12(593). – С. 15–22. – DOI: 10.33285/2782-604X-2022-12(593)-15-22
9. Цифровая экономика нефтяного производства / Г.И. Шмаль, Л.И. Григорьев, В.Я. Кершенбаум, Д.Г. Леонов // Нефт. хоз-во. – 2019. – № 1. – С. 100–103. – DOI: 10.24887/0028-2448-2019-1-100-103