Эксплуатация повышающих трансформаторов погружных электроцентробежных насосных установок в условиях низких температур; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 8
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 8.— 2026.— С. 102-111 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Other Authors: | , |
| Summary: | Актуальность. Установки погружных электроцентробежных насосов широко используются при механизированной добыче нефти на промыслах России. География использования таких установок чрезвычайно широка – от крайнего севера до ближнего востока. При этом наземное оборудование насосных установок подвергается воздействию суровых климатических условий. Так, зимой температура окружающей среды может опускаться до –60 °С. Наиболее уязвимым элементом наземного оборудования установок погружных электроцентробежных насосов является повышающий трансформатор. Погружные насосные установки часто эксплуатируются в повторно-кратковременном режиме из-за высокого значения газового фактора. Во время остановки откачки содержание газа в скважинном флюиде снижается. В условиях холодного климата за время остановки повышающий трансформатор успевает остыть до низких температур. При этом масло в трансформаторе загустевает, циркуляция масла нарушается, и ухудшается теплоотвод. После включения масло вокруг сердечника трансформатора нагревается быстрее, чем масло у стенок бака, что создает локальные перегревы и сопровождается термическим стрессом. Ослабевают механические крепления конструкции трансформаторов, повышается хрупкость электроизоляционных материалов. Поэтому работа в повторно-кратковременном режиме в значительной степени сокращает ресурс трансформатора и приводит к его быстрому выходу из строя. Установка высоковольтного выключателя на выходе повышающего трансформатора позволит оставлять трансформатор работающим на холостом ходу во время технологических пауз и избежать термического стресса при включении. Цель: исследовать температурный режим трансформатора при повторно-кратковременном режиме эксплуатации; разработать систему питания погружного электродвигателя, позволяющую оставлять трансформатор работающим на холостом ходу во время технологических пауз, что исключает воздействие термического стресса на повышающий трансформатор в моменты включения при повторно-кратковременном режиме эксплуатации скважины в условиях низких температур. Методы: тепловая модель трансформатора, тепловизионный контроль. Результаты. Предложена система питания погружного электродвигателя, позволяющая оставлять трансформатор работающим на холостом ходу во время технологических пауз. Это исключает воздействие термического стресса на силовой трансформатор скважинной насосной установки в моменты запуска в периодическом режиме работы в холодном климате и увеличивает ресурс Relevance. Submersible electric centrifugal pumps are widely used in artificial lift oil production in Russia. Their geographic reach is extremely wide, from the far north to the Middle East. The surface equipment of these pumps is exposed to harsh climatic conditions. In winter, ambient temperatures can drop to –60°C. The most vulnerable component of the surface equipment of electric centrifugal pumps is the step-up transformer. Submersible pumps are often operated in intermittent mode due to the high gas-oil ratio. During pumping shutdowns, the gas content in the wellbore fluid decreases. In cold climates, the step-up transformer cools to low temperatures during the shutdown. This causes the oil in the transformer to thicken, disrupting oil circulation and impairing heat dissipation. After switching on, the oil around the transformer core heats up faster than the oil near the tank walls, causing localized overheating and thermal stress. Mechanical fastenings in the transformer structure weaken, and the insulating materials become increasingly brittle. Therefore, intermittent operation significantly reduces the transformer service life and leads to its rapid failure. Installing a high-voltage switch at the step-up transformer output allows the transformer to remain idle during operational pauses, avoiding thermal stress upon switching on. Aim. To study the temperature regime of the transformer during intermittent short-term operation; to develop a power supply system for a submersible electric motor that allows the transformer to remain idle during process pauses, which eliminates the impact of temperature stress on the step-up transformer at the moments of switching on during intermittent shortterm operation of the well in low-temperature conditions. Methods. Methods for determining transformer temperature, thermal imaging control. Results. The authors have proposed a submersible electric motor power supply system that allows the transformer to remain idle during operational pauses. This eliminates the impact of thermal stress on the step-up transformer during short-term well operation in low-temperature conditions, reduces its wear, and increases its service life Текстовый файл |
| Language: | Russian |
| Published: |
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | bulletin_tpu-2026-v337-i8-10.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/8/5823 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=688439 |