Авторы — В.С. Романов и В.Г. Гольдштейн (Самарский государственный технический университет) — рассматривают проблемы эффективности эксплуатации и обеспечения технического состояния погружных электроустановок (ПЭУ) нефтедобычи, проблемы реализации путей ее повышения с учетом обобщения и анализа опыта эксплуатации ПЭУ. Производится классификация и анализ результатов эксплуатационных физических воздействий на ПЭУ, их сопоставление со статистическими данными эксплуатации и формулируются практические мероприятия и рекомендации, направленные на обеспечение и повышение надежности ПЭУ.
Книга предназначена для инженерно-технического персонала эксплуатации и проектирования электроснабжения погружного электрооборудования в нефтедобыче, а также преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов бакалавриата и магистратуры электротехнических специальностей вузов.
Книга находится в открытом доступе на сайте издательства.
В предлагаемой монографии представлены результаты работы авторов по направлению, связанному со стоящей перед современной электроэнергетикой актуальной проблемой обеспечения надежного и эффективного энергоснабжения нефтедобычи и реализации путей повышения эффективности технического состояния погружных электроустановок (ПЭУ) с учетом обобщения и анализа опыта их эксплуатации. Определяя подходы и пути решения этой проблемы, авторы провели обобщение аспектов развития инфраструктуры и внутренних ингредиентов этих специфических систем энергоснабжения нефтедобычи. Были проанализированы эксплуатационные данные существующего и перспективного электрооборудования. Также критической селекции с учетом специфики нефтедобычи были подвергнуты наиболее перспективные организационные и технические мероприятия по повышению надежности, энергоэффективности и энергосбережения в энергоснабжении ПЭУ.
Характерной особенностью нефтяной электроэнергетики как ведущей составляющей экономики страны является динамичный рост спроса на электроэнергию во всех аспектах развития нефтяной промышленности, требующей все больше электроэнергии для поддержания собственной инфраструктуры, а также ее дальнейшего развития.
В то же время в ближайшей ретроспективе темпы роста мирового ВВП устойчиво отставали от темпов роста потребления электроэнергии в среднем на 8–12%. По репрезентативным прогнозам International Energy Agency (IEA), несмотря на повышение показателей эффективности энергопотребления, спрос на электроэнергию до 2030 года возрастет в 2,5 раза.
Развитие нефтяной электроэнергетики, неотъемлемой основной частью которой являются системы электроснабжения, на современном этапе времени невозможно без применения новых видов электрооборудования. В большой степени это относится к электроснабжению погружного электрооборудования, хотя также остро эта проблема стоит и для питающих сетей средних и низших классов напряжения.
Практика проектирования объектов энергоснабжения нефтедобычи показывает, что в большинстве случаев сама возможность возведения новых объектов определяется исключительно применением новых типов оборудования. Системы электроснабжения нефтедобычи и, в частности, погружного электрооборудования весьма разнообразны по конструкциям и видам исполнения. Среди них преобладают воздушные (ВЛ) и кабельные (КЛ), взаимодействующие и тесно связанные друг с другом
Их специфику и сочетания непосредственным образом определяют конкретные условия и особенности размещения трасс, а также, естественно, необходимость минимизации расходов на создание конструкции, строительство и эксплуатацию с учетом надежности и энергосбережения. Весьма существенным при этом является стремление к использованию современных энергоэффективных и экономичных как линейных, так и подстанционных электроустановок.
В основных положениях данной монографии обобщен опыт и результаты собственных работ авторов и в определенной мере (с необходимыми ссылками) научных коллективов, в которых они работают, а также отечественных и зарубежных специалистов и исследователей. Основное содержание этих исследований состоит в том, чтобы с помощью научно обоснованного построения и практической реализации погружных систем электроснабжения нефтедобычи и эффективной организации эксплуатации предотвратить аварийные ситуации, приводящие к значительным убыткам из-за отказов и аварийных выходов из строя дорогостоящих ответственных электроустановок, минимизировать затраты на внеплановые ремонты, а также ущербы от недоборов нефти, дополнительных потерь электроэнергии и др.
При этом большое внимание уделено физическим процессам, которые непосредственным образом связаны с фундаментальными положениями таких разделов электротехнической науки, как теория и практика электромагнитной совместимости, технологических ресурсов и методов их прогнозирования.
Можно констатировать, что влияние специфического погружного электрооборудования на функционирование системы электроснабжения нефтедобычи изучено далеко не полностью, что в ряде случаев приводит к серьезным отказам и аварийным нарушениям. С учетом изложенного настоящая монография, состоящая из шести глав, имеет своей целью сократить значительные затраты временных и материальных ресурсов на отрицательные последствия этих нарушений, а в ряде случаев обеспечить их полное устранение. Кроме того, она содержит необходимые электротехнической общественности современные сведения о специфике, особенностях и рациональной организации электроснабжения ПЭУ.
В первой главе рассматриваются основы построения и организации энергоэффективной эксплуатации современных систем электроснабжения ПЭУ нефтедобычи и возникающие в них проблемы экологического и биологического плана, характерные для электрических сетей различных классов напряжения. Особое внимание уделено глубокому ограничению эксплуатационных физических воздействий (ЭФВ), приводящих к значительному потоку нарушений и отказов ПЭУ. Наиболее значимыми из них, несомненно, являются разнообразные внешние и внутренние перенапряжения и токи коротких замыканий и др.
Глава вторая посвящена классификации, общим принципам анализа факторов, определяющих состояние ПЭУ, классификации эксплуатационных физических воздействий (ЭФВ) как причины старения ПЭУ и формирования нарушений и отказов. Представлена визуализация основных причин отказов ПЭО, а также сформулированы основные методы профилактики рассмотренных отказов.
В главе третьей приведено научное обоснование на базе математического моделирования и практические исследования процессов возникновения и развития повреждений в ПЭУ. Научно обоснованы методы анализа потока повреждений и дефектов для погружного электрооборудования. Разработаны математические модели анализа эксплуатационных ресурсов ПЭУ в условиях ЭФВ.
Глава четвертая посвящена моделированию уровней эксплуатационной эффективности и готовности ПЭД, определению их показателей и статистическому анализу данных по оптимизации. Сформулированы три уровня диагностирования системы ПЭУ по сложности и глубине решаемых задач с учетом технической необходимости, оснащенности средствами диагностирования. Дано определение уровня работоспособного состояния ПЭО, ниже которого использование недопустимо ввиду наличия комплекса осложняющих факторов.
В главе пятой анализируются пути решения проблемы разработки и исследования математической модели эксплуатационной эффективности ПЭД на основе классификация элементов ПЭД как сложной технической системы, а также построения математической модели ПЭД в виде структурно-функциональной схемы, оценки параметров постулируемых законов распределения постепенных отказов деталей в процессе эксплуатации, а также определения уточненных уровней эксплуатационной эффективности элементов ПЭД при различных законах распределения отказов.
Глава шестая посвящена вопросам стратегии, надежности и приоритетности ремонтов для электрооборудования нефтяной промышленности с учетом возможного риска на основе технико-экономического обоснования мероприятий, обеспечивающих надежную работу системы электроснабжения нефтедобычи. Основные направления этого раздела включают в себя принципы и методологию корректной организация эксплуатации ПЭУ с причинно-следственной оценкой и использованием FMEA анализа производственных рисков и интегральных показателей надежности эксплуатации парка ПЭУ.
В заключении приведены выводы по содержанию монографии.
Авторы с признательностью отмечают тщательно выполненное рецензирование монографии доктором технических наук, проф. В.В. Сушковым и доктором технических наук, проф. А.В. Кузнецовым. Они внимательно изучили рукопись, дали полезные замечания и рекомендации по улучшению ее качества и содержания.
Авторы благодарят руководство Самарского государственного технического университета за внимание, действенную поддержку и помощь на всех этапах работы по подготовке настоящей книги и ее изданию. Также авторы глубоко признательны А.А. Казанцеву, который при подготовке книги активно участвовал в выполнении компьютерной верстки, дизайна и графики.
Отзывы, замечания и предложения по книге просим направлять по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, дом 244, Самарский государственный технический университет, кафедра «Автоматизированные электроэнергетические системы», тел./факс 8-846-2784496; e-mail: [email protected].
Подписывайтесь на Telegram-канал журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»
Подписаться
