Investigation of the Operational State of Submersible Electric Motors under the Conditions of the Volga Oil-producing Region
Keywords:
submersible electrical installations, process violations, equipment life, operational efficiency, electric power quality, frequency converters, harmonic resonance
Abstract
The results of investigations aimed at ensuring reliable power supply, improving energy efficiency, and achieving better quality of electric energy in the power supply systems of submersible electrical installations of oil production facilities are analyzed. An operational data base has been formed, on the basis of which hazardous operational physical effects (OPE) of internal and external origin, which reduce significantly the submersible electrical equipment service life, are identified as the subject of research in this work. For the actual fleet of operating production wells, the factors that determine the quality and operating conditions of electric centrifugal pumps (EСP) with submersible electric motors (SEM) of oil production enterprises are defined and analyzed on the basis of mathematical modeling and practical measurements. The presented research results provide new opportunities in the scientific justification of the further development of submersible electrical equipment. In addition, they are focused on their direct use by the operational engineering and technical personnel for adequately assessing the effects of various factors on the equipment serviced.
References
1. Романов В.С., Гольдштейн В.Г. Повышение эффективности эксплуатации погружных электроустановок нефтедобычи. М.: Электроэнергия. Передача и распределение, 2023, 190 с.
2. Стариков А.В. и др. Линеаризованная математическая модель погружного асинхронного двигателя. – Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки, 2019, № 4 (64), с. 155–167.
3. Jacobsen E. et al. Dynamic Rating of Transmission Cables, CIGRE Session, Paris, 2010.
4. Sukhachev I.S., Gladkikh T.D., Sushkov V.V. An Algorithm of the Loss Risk Assessment in the Oil Production in Caseo Electric Submersible Motor Failure. – IEEE Conference 2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines, 2016, DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7819089.
5. Гольдштейн В.Г., Джагаров Н.Ф., Романов В.С. Защита погружных электроустановок нефтедобычи от перенапряжений. – Электричество, 2023, № 8, с. 30–38.
6. Таджибаев А.И. Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов: дис. … докт. техн. наук. Самара: 2006, 373 с.
7. Корявин А.Р. Проблемы выбора внешней изоляции для работы в условиях загрязнения. – Электричество, 2017, № 4, с. 22–30.
8. Сушков В.В., Сухачев И.С. Мероприятия повышения надежности эксплуатации УЭЦН при воздействиях внутренних и внешних перенапряжений. – Культура, наука, образование: проблемы и перспективы: материалы V международной научно-практической конференции, 2016, т. 2, с. 131–133.
9. Srinivas N.N. UtilX Corporation, USA. Strategies for Preventive Maintenance of Power Cable System. 2011.
10. Романов В.С., Гольдштейн В.Г., Васильева Н.С. Разработка методики оценки надежности и приоритетности ремонтов для электрооборудования нефтяной промышленности с учетом возможного риска. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2021, № 3, с. 106–116.
11. Mendelsohn A., Ramachandran R., Richardson B. Importance of Quality Compounds for Utility Cable Reliability. – IEEE Rural Electric Power Conference, 2008, DOI:10.1109/REPCON. 2008.4520138.
12. Liang X., Fleming E. Electrical Submersible Pump Systems: Evaluating Their Power Consumption. – IEEE Industry Applications Magazine, 2013, No. 6, pp. 46‒55, DOI: 10.1109/MIAS.2012.2215660.
13. Нурбосынов Д.Н., Табачникова Т.В., Швецкова Л.В. Повышение эксплуатационно-энергетических характеристик электротехнического комплекса добывающей скважины при добыче вязкой и высоковязкой нефти. – Промышленная энергетика, 2015, № 8, с.18–22.
14. Корявин А.Р. Электрическая прочность внешней изоляции. М.: Издательство МЭИ, 2018, 224 с.
15. Лебедев Д.Н. и др. Особенности пересчета коэффициента полезного действия энергоэффективных насосов на разные частоты вращения. – Нефтяное хозяйство, 2013, № 6, с. 110–113.
#
1. Romanov V.S., Gol'dshteyn V.G. Povyshenie effektivnosti ekspluatatsii pogruzhnyh elektroustanovok neftedobychi (Improving the Operation Efficiency of Submersible Electrical Installations of Oil Production). М.: Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie, 2023, 190 p.
2. Starikov A.V. et al. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Seriya: Tehnicheskie nauki – in Russ. (Bulletin of Samara State Technical University. Series: Technical Sciences), 2019, No. 4 (64), pp. 155–167.
3. Jacobsen E. et al. Dynamic Rating of Transmission Cables, CIGRE Session, Paris, 2010.
4. Sukhachev I.S., Gladkikh T.D., Sushkov V.V. An Algorithm of the Loss Risk Assessment in the Oil Production in Caseo Electric Submersible Motor Failure. – IEEE Conference 2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines, 2016, DOI: 10.1109/Dynamics. 2016.7819089.
5. Gol’dshteyn V.G., Dzhagarov N.F., Romanov V.S. Elektri-chestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 8, pp. 30–38.
6. Tajibaev A.I. Nauchnyye osnovy sistem otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya elektrooborudovaniya elektrotekhnicheskikh kompleksov: dis. … dokt. tekhn. nauk (Scientific foundations of systems for assessing the technical condition of electrical equipment of electrical complexes: dis. ... Dr. Sci.(Eng.)). Samara, 2006, 373 p.
7. Koryavin A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 4, pp. 22–30.
8. Sushkov V.V., Sukhachev I.S. Kul'tura, nauka, obrazovaniye: problemy i perspektivy: materialy VI mezhdunarodnoy nauchno-prak-ticheskoy konferentsii – in Russ. (Culture, Science, Education: Problems and prospects: Materials of the V International Scientific and Practical Conference), 2017, vol. 2, pp. 131–133.
9. Srinivas N.N. UtilX Corporation, USA. Strategies for Preventive Maintenance of Power Cable System. 2011.
10. Romanov V.S., Gol'dshteyn V.G., Vasilyeva N.S. Elektro-energiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2021, No. 3, pp. 106–116.
11. Mendelsohn A., Ramachandran R., Richardson B. Importance of Quality Compounds for Utility Cable Reliability. – IEEE Rural Electric Power Conference, 2008, DOI:10.1109/REPCON. 2008.4520138.
12. Liang X., Fleming E. Electrical Submersible Pump Systems: Evaluating Their Power Consumption. – IEEE Industry Applications Magazine, 2013, No. 6, pp. 46‒55, DOI: 10.1109/MIAS.2012.2215660.
13. Nurbosynov D.N., Tabachnikova T.V., Shvetskova L.V. Promyshlennaya energetika – in Russ. (Industrial Power Engineering), 2015, No. 8, pp. 18–22.
14. Koryavin A.R. Elektricheskaya prochnost' vneshney izolyatsii (Electrical Strength of External Insulation). M.: Izdatel'stvo MEI, 2018, 224 p.
15. Lebedev D.N. et al. Neftyanoye khozyaystvo – in Russ. (Oil Industry), 2013, No. 6, pp. 110–113
2. Стариков А.В. и др. Линеаризованная математическая модель погружного асинхронного двигателя. – Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки, 2019, № 4 (64), с. 155–167.
3. Jacobsen E. et al. Dynamic Rating of Transmission Cables, CIGRE Session, Paris, 2010.
4. Sukhachev I.S., Gladkikh T.D., Sushkov V.V. An Algorithm of the Loss Risk Assessment in the Oil Production in Caseo Electric Submersible Motor Failure. – IEEE Conference 2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines, 2016, DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7819089.
5. Гольдштейн В.Г., Джагаров Н.Ф., Романов В.С. Защита погружных электроустановок нефтедобычи от перенапряжений. – Электричество, 2023, № 8, с. 30–38.
6. Таджибаев А.И. Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов: дис. … докт. техн. наук. Самара: 2006, 373 с.
7. Корявин А.Р. Проблемы выбора внешней изоляции для работы в условиях загрязнения. – Электричество, 2017, № 4, с. 22–30.
8. Сушков В.В., Сухачев И.С. Мероприятия повышения надежности эксплуатации УЭЦН при воздействиях внутренних и внешних перенапряжений. – Культура, наука, образование: проблемы и перспективы: материалы V международной научно-практической конференции, 2016, т. 2, с. 131–133.
9. Srinivas N.N. UtilX Corporation, USA. Strategies for Preventive Maintenance of Power Cable System. 2011.
10. Романов В.С., Гольдштейн В.Г., Васильева Н.С. Разработка методики оценки надежности и приоритетности ремонтов для электрооборудования нефтяной промышленности с учетом возможного риска. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2021, № 3, с. 106–116.
11. Mendelsohn A., Ramachandran R., Richardson B. Importance of Quality Compounds for Utility Cable Reliability. – IEEE Rural Electric Power Conference, 2008, DOI:10.1109/REPCON. 2008.4520138.
12. Liang X., Fleming E. Electrical Submersible Pump Systems: Evaluating Their Power Consumption. – IEEE Industry Applications Magazine, 2013, No. 6, pp. 46‒55, DOI: 10.1109/MIAS.2012.2215660.
13. Нурбосынов Д.Н., Табачникова Т.В., Швецкова Л.В. Повышение эксплуатационно-энергетических характеристик электротехнического комплекса добывающей скважины при добыче вязкой и высоковязкой нефти. – Промышленная энергетика, 2015, № 8, с.18–22.
14. Корявин А.Р. Электрическая прочность внешней изоляции. М.: Издательство МЭИ, 2018, 224 с.
15. Лебедев Д.Н. и др. Особенности пересчета коэффициента полезного действия энергоэффективных насосов на разные частоты вращения. – Нефтяное хозяйство, 2013, № 6, с. 110–113.
#
1. Romanov V.S., Gol'dshteyn V.G. Povyshenie effektivnosti ekspluatatsii pogruzhnyh elektroustanovok neftedobychi (Improving the Operation Efficiency of Submersible Electrical Installations of Oil Production). М.: Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie, 2023, 190 p.
2. Starikov A.V. et al. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Seriya: Tehnicheskie nauki – in Russ. (Bulletin of Samara State Technical University. Series: Technical Sciences), 2019, No. 4 (64), pp. 155–167.
3. Jacobsen E. et al. Dynamic Rating of Transmission Cables, CIGRE Session, Paris, 2010.
4. Sukhachev I.S., Gladkikh T.D., Sushkov V.V. An Algorithm of the Loss Risk Assessment in the Oil Production in Caseo Electric Submersible Motor Failure. – IEEE Conference 2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines, 2016, DOI: 10.1109/Dynamics. 2016.7819089.
5. Gol’dshteyn V.G., Dzhagarov N.F., Romanov V.S. Elektri-chestvo – in Russ. (Electricity), 2023, No. 8, pp. 30–38.
6. Tajibaev A.I. Nauchnyye osnovy sistem otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya elektrooborudovaniya elektrotekhnicheskikh kompleksov: dis. … dokt. tekhn. nauk (Scientific foundations of systems for assessing the technical condition of electrical equipment of electrical complexes: dis. ... Dr. Sci.(Eng.)). Samara, 2006, 373 p.
7. Koryavin A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 4, pp. 22–30.
8. Sushkov V.V., Sukhachev I.S. Kul'tura, nauka, obrazovaniye: problemy i perspektivy: materialy VI mezhdunarodnoy nauchno-prak-ticheskoy konferentsii – in Russ. (Culture, Science, Education: Problems and prospects: Materials of the V International Scientific and Practical Conference), 2017, vol. 2, pp. 131–133.
9. Srinivas N.N. UtilX Corporation, USA. Strategies for Preventive Maintenance of Power Cable System. 2011.
10. Romanov V.S., Gol'dshteyn V.G., Vasilyeva N.S. Elektro-energiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2021, No. 3, pp. 106–116.
11. Mendelsohn A., Ramachandran R., Richardson B. Importance of Quality Compounds for Utility Cable Reliability. – IEEE Rural Electric Power Conference, 2008, DOI:10.1109/REPCON. 2008.4520138.
12. Liang X., Fleming E. Electrical Submersible Pump Systems: Evaluating Their Power Consumption. – IEEE Industry Applications Magazine, 2013, No. 6, pp. 46‒55, DOI: 10.1109/MIAS.2012.2215660.
13. Nurbosynov D.N., Tabachnikova T.V., Shvetskova L.V. Promyshlennaya energetika – in Russ. (Industrial Power Engineering), 2015, No. 8, pp. 18–22.
14. Koryavin A.R. Elektricheskaya prochnost' vneshney izolyatsii (Electrical Strength of External Insulation). M.: Izdatel'stvo MEI, 2018, 224 p.
15. Lebedev D.N. et al. Neftyanoye khozyaystvo – in Russ. (Oil Industry), 2013, No. 6, pp. 110–113
Published
2024-11-28
Issue
Section
Article
