Инновации для нефтяной отрасли

В этом году, в рамках реализации Программы по внедрению новейшего оборудования и передовых технологий в компании ОАО «Татнефть» нефтедобывающие установки на 30 объектах будут оснащены новыми электродвигателями, обладающими повышенным коэффициентом мощности, что позволит сократить потери электрической энергии на 4,7%. К таким результатам пришли сотрудники Инженерного центра ОАО «Татнефть», разработавшие новую конструкцию электроприводов для бесштанговых погружных центробежных насосов, обеспечивающих подъем жидких фракций из нефтеносных скважин. В настоящее время наиболее распространенными приводами для УЭЦН (установка электрического центробежного насоса) являются погружные асинхронные трехфазные электродвигатели, управляемые дистанционно по кабельной линии с поверхности со станции управления и защиты. Классическая конструкция электродвигателя, состоящая из цилиндрического корпуса со статором, ротором на валу, контактным узлом (токовводом) и системами гидрозащиты является экономичной, однако большая протяженность бронированного погружного питающего кабеля, напрямую зависящая от глубины спуска погружной части УЭЦН приводит к определенным потерям активной мощности, а соответственно и к потерям денежных средств.

Согласно проведенным исследованиям, коэффициент мощности электропривода УЭЦН, в зависимости от производительности скважины и типоразмера насосной установки, находится в пределах от 0.7 до 0.8. Также на него влияет и уровень нагрузки на электродвигатель, чем больше недогрузка, тем меньше коэффициент и больше потери активной мощности при ее передаче. Для решения данной проблемы используют конденсаторные установки компенсации реактивной мощности (примеры см. здесь и в этом материале). В то же время их установка на поверхности, вдали от основного потребителя реактивной мощности - электродвигателя насоса погружного насоса, с помощью кабеля протяженностью 1,5 – 2 км и более ведет к существенным потерям электроэнергии в нем.

По утверждению разработчиков, для повышения энергоэффективности насосного оборудования, источник реактивной мощности – низковольтный косинусный трехфазный конденсатор (см. здесь) размещается в непосредственной близости от погружного электродвигателя, присоединенный непосредственно к обмоткам статора. Генерация реактивной мощности происходит «на месте», что приводит к сокращению потребления ее из сети и потерь активной мощности в погружном кабеле, а также к повышению коэффициента мощности погружного электропривода. Непосредственное оснащение электродвигателя косинусным конденсатором мощностью 20 кВАр насосной установки мощностью 70 кВт, запитанной от подстанции 6 кВ и удаленной от скважины на 3,5 км позволяет снизить потери электроэнергии на 13% в питающем кабеле, что эквивалентно 1,9 МВт·ч в год. Новинка уже была представлена в рамках Международной специализированной выставки «Энергетика. Ресурсосбережение-2015» и удостоена престижной награды в номинации «Энергоэффективная продукция».