УДК 620.92+622.276.054
(UDK 620.92+622.276.054)
Требования нефтяников к повышению энергоэффективности технологического оборудования, в первую очередь скважинных установок электроприводных лопастных насосов, сохраняют свою актуальность. В то же время возможность выбора оборудования, выставляемого на конкурсы по поставкам, часто ограничивается по формальному признаку – уровню энергоэффективности ступеней насосов, регламентированному национальным стандартом Российской Федерации. Эта методика не позволяет объективно оценить уровень энергозатрат при эксплуатации скважинных установок электроприводных лопастных насосов для добычи нефти. Энергоэффективность этого оборудования необходимо определять не только и не столько по коэффициенту полезного действия ступени в оптимальном режиме, сколько по потреблению энергии всей насосной установкой в сборе. В качестве примера, подтверждающего данный тезис, в статье рассмотрены варианты использования двух ступеней с разными уровнями энергоэффективности и показателями напора, предназначенных для работы в составе насосной установки с диаметром корпуса насоса 103 мм (5‑й условный габарит) при частоте вращения, соответствующей частоте питающего тока асинхронного электродвигателя в 50 Гц. Анализ затрат энергии при значениях потребного напора 1000 м и плотности жидкости 103 кг / м3 показал, что разность мощности насосов составит всего 0,13 кВт, или 0,5 %. По результатам проведенного исследования сделан вывод, что совокупная стоимость владения более дорогой насосной установкой, ступени которой имеют высокий коэффициент полезного действия, но уменьшенный напор, может оказаться существенно выше стоимости владения установкой со ступенями с меньшей энергоэффективностью, но с более высоким напором и более простой конструкцией рабочих элементов.
The requirements of oil companies to improve the energy efficiency of process equipment, first of all of downhole units of electrically driven vane pumps, remain topical. At the same time, the possibility of selecting equipment put out to tenders for supply is often limited by a formal criterion – the level of energy efficiency of pump stages, regulated by a national standard of the Russian Federation. This methodology does not allow an objective assessment of the level of energy consumption in the operation of downhole units of electrically driven vane pumps for oil production. The energy efficiency of this equipment should be determined not only and not so much by the coefficient of efficiency of the stage in the optimal mode, but by the energy consumption of the pumping unit as a whole. As an example to illustrate the point, the article examines two stages with different energy efficiency levels and different heads, designed to operate as part of a pumping unit with a pump casing diameter of 103 mm (5th nominal size) at a speed corresponding to an asynchronous electric motor supply current of 50 Hz. Analysis of power consumption at required head of 1000 m and density of liquid 103 kg/m3 showed that difference in pump power will be only 0,13 kW or 0,5%. The study has shown that the total cost of ownership of a more expensive pumping unit with high efficiency stages but reduced head may be significantly higher than that of a unit with lower energy efficiency stages, but with higher head and a simpler design of the operating elements.
В.Н. Ивановский1, e-mail: ivanovskiyvn@yandex.ru
С.А. Карелина1
1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный университет нефти и газа (Национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина» (Москва, Россия).
V.N. Ivanovskiy1, e-mail: ivanovskiyvn@yandex.ru
S.A. Karelina1
1 Federal State Autonomous Educational Institution for Higher Education “Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University)” (Moscow, Russia).
Ивановский В.Н., Карелина С.А. К вопросу об энергоэффективности электроприводных центробежных насосов // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019. № 3. С. 36–43.
ГОСТ Р 56624-2020. Энергетическая эффективность. Скважинные электроприводные лопастные насосы и электродвигатели для добычи нефти. Определение индикаторов энергетической эффективности: национальный стандарт РФ. URL: https://files.stroyinf.ru/Data/745/74506.pdf (дата обращения: 20.02.2022). Текст: электронный.
Ivanovskiy V.N., Karelina S.A. On the Issue of Energy Efficiency of Electric Centrifugal Pumps. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2019;(3):36–43. (In Russ.)
Russian National Standard (GOST R) 56624-2020. Energy Efficiency. Downhole Electric Motor-Driven Vane Pumps and Motors for Oil Production. Definition of Energy Efficiency Indicators. Weblog. Available from: https://files.stroyinf.ru/Data/745/74506.pdf [Accessed: 20.02.2022]. (In Russ.)