Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Инновационные технологии электроприводной техники

На основе существующих технологий и решений для частотно-регулируемых, обратимых и питаемых от вентильных преобразователей частоты синхронных электрических машин (двигателей и генераторов) с возбуждением поля ротора от постоянных магнитов (вентильные электродвигатели) инженеры ООО «НПК «Энергодвижение» разработали ряд инновационных технологических решений в области электроприводной техники для нефтедобычи. Среди них капсульный электроприводной нефтеперекачивающий насос и капсульный газоперекачивающий агрегат, в том числе погружного исполнения для подводного добывающего комплекса, погружной вентильный электродвигатель для УЭЦН и роторных компоновок низа бурильной колонны (КНБК), осевой насос для перекачки неподготовленных нефтепродуктов на базе кольцевого электродвигателя (в том числе для донного нефтепровода), а также высокооборотные турбогенераторы для создания безредукторных кластерных газотурбинных и паротурбинных электростанций. Также Компания готова разработать другие технические решения с учетом потребностей и пожеланий Заказчика.

21.09.2017 Инженерная практика №05/2017
Клинцевич Вячеслав Юрьевич Генеральный директор ООО «НПК «Энергодвижение»

Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственная компания «Энергодвижение» специализируется на разработке и производстве электрических машин для судостроения, энергетики, нефтегазодобычи и других отраслей промышленности. Компания выполняет полный спектр услуг: от разработки технологического решения с учетом потребностей Заказчика и создания эскиза проекта до серийного производства изделий, их сервисного обслуживания и модернизации.

В основе технических решений Компании находятся синхронные электрические машины (двигатели и генераторы) с возбуждением поля ротора от постоянных магнитов, частотно-регулируемые, обратимые и питаемые от вентильных преобразователей частоты. Разработка двигателей ведется по четырем направлениям: высокомоментные низкооборотные электродвигатели (частота вращения ниже 800 об/мин), высокооборотные электродвигатели и генераторы (от 800 до десятков тысяч оборотов в минуту), кольцевые и линейные электрические машины, в том числе погружного исполнения.

За счет постоянных магнитов в роторе отсутствует необходимость тратить энергию на возбуждение «пассивного» ротора и практически отсутствуют потери в роторе, снижаются потери и в статоре за счет уменьшения тока. Все это приводит к повышению энергоэффективности работы оборудования.

К иным конструктивным особенностям синхронных электрических машин с постоянными магнитами можно отнести улучшенные массогабаритные характеристики, надежность, технологичность изготовления, повышенный ресурс работы, ремонтопригодность.

Рис. 1. Капсульный электроприводной нефтеперекачивающий насос
Рис. 1. Капсульный электроприводной нефтеперекачивающий насос
Рис. 2. Агрегат газоперекачивающий погружной для подводного добычного комплекса
Рис. 2. Агрегат газоперекачивающий погружной для подводного добычного комплекса

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

ООО «НПК «Энергодвижение» разрабатывает и производит частотно-регулируемые электродвигатели для применения в судостроении, а также в электрогазо-перекачивающих агрегатах. На основе наших частотно-регулируемых высокооборотных электродвигателей с постоянными магнитами мы создаем газои нефтеперекачивающие агрегаты, в том числе капсульный электроприводной нефтеперекачивающий насос и газоперекачивающий погружной агрегат для подводного добывающего комплекса мощностью 2 и 6 МВт соответственно (рис. 1, 2).

В отличие от асинхронных двигателей работа синхронных двигателей с постоянными магнитами (вентильных электродвигателей, ВЭД) не привязана к частоте вращения, что позволяет создавать агрегаты, основываясь, в первую очередь, на характеристиках и возможностях компрессора или насоса.

Также на базе ВЭД в соответствии с запросами нефтяных компаний ведется разработка электродвигателей для погружных центробежных насосов (ЭЦН) для откачки пластовой жидкости и для привода управляемых роторных систем в составе КНБК.

Благодаря освоению специальных технологий изготовлены и применяются безмасляные электродвигатели, способные работать в агрессивной среде. Вся обмотка двигателя залита специальными компаундами и защищена стойкими к воздействию химических веществ материалами. Такие двигатели отличаются высокими надежностью, удельной мощностью и КПД, регулируемым диапазоном вращения при постоянном моменте на валу, отсутствием потерь на возбуждение ротора и тепловыделения на роторе.

Рис. 4. Безредукторный привод лебедки
Рис. 4. Безредукторный привод лебедки
Рис. 3. Мотор-колесо грузового автомобиля
Рис. 3. Мотор-колесо грузового автомобиля
Рис. 5. Безредукторный привод АВО газа
Рис. 5. Безредукторный привод АВО газа

Также в ООО «НПК «Энергодвижение» налажено производство специальных двигателей вращения и агрегатов на их основе: для автомобильных приводов (рис. 3), приводов лебедок и лифтов (рис. 4), аппаратов воздушного охлаждения (АВО) газа (рис. 5).

Рис. 6. Погружной плунжерный насос на базе линейного двигателя
Рис. 6. Погружной плунжерный насос на базе линейного двигателя

ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

Линейные электродвигатели ООО «НПК «Энергодвижение» разрабатываются в основном для военных изделий. Они представляют собой импульсные системы или системы запуска. В настоящее время ведется разработка линейного электродвигателя в качестве привода погружного плунжерного насоса для перекачки жидкостей (рис. 6). Также наша компания готова проработать и изготовить линейные электродвигатели для нефтяной промышленности.

Рис. 7. Кольцевой электродвигатель
Рис. 7. Кольцевой электродвигатель
Рис. 8. Осевой насос для перекачки неподготовленного нефтепродукта
Рис. 8. Осевой насос для перекачки неподготовленного нефтепродукта

КОЛЬЦЕВЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

Кольцевой электродвигатель представляет собой электрическую машину с «дырой» в роторе (рис. 7). ООО «НПК «Энергодвижение» изготавливает кольцевые электродвигатели различных мощностей и габаритов. Они могут применяться для безредукторного привода задвижек роторов на буровых установках.

Недавно по результатам переговоров в ООО «НИИ Транснефть» начата разработка осевого насоса для перекачки неподготовленного нефтепродукта (смеси нефти, газа, воды и песка) от подводного месторождения к участку сепарирования, расположенному на суше (рис. 8). После проработки вариантов прочистки такого агрегата мы планируем изготовить его опытный образец и провести его ОПИ.

ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Новые возможности генерации, основанные на применении синхронных электрогенераторов с постоянными магнитами, связаны с изготовлением высокооборотных турбогенераторов, за счет применения которых можно исключить использование редуктора в газотурбинных установках, уменьшить вес оборудования, сократить количество узлов в агрегате, повысить его КПД и увеличить надежность. К примеру, газотурбинная электростанция мощностью 8 МВт на базе ГТД Е70/8РД производства ПАО «НПО «Сатурн» весит 49 т, а альтернативная ей установка, разработанная ООО «НПК «Энергодвижение», – всего лишь 28 т (рис. 9).

Рис. 9. Газотурбинная электростанция мощностью 8 МВт на базе ГТД Е708РД
Рис. 9. Газотурбинная электростанция мощностью 8 МВт на базе ГТД Е708РД

На базе таких установок Компания также предлагает создание кластерных газоотурбинных электростанций с циклом утилизации тепла, которые отличаются более высокими надежностью и компактностью по сравнению с классическими установками (рис. 10).

Рис. 10. Кластерная газотурбинная электростанция с утилизацией тепла мощностью 44 МВт
Рис. 10. Кластерная газотурбинная электростанция с утилизацией тепла мощностью 44 МВт

В заключение хотелось бы отметить, что рассмотренные проекты и решения представляют собой отдельные варианты в «широком поле» возможных решений. ООО «НПК «Энергодвижение» готово к разработке нового оборудования на основе вентильных двигателей с учетом потребностей и пожеланий Заказчика.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Вячеслав Юрьевич, какой срок службы ООО «НПК «Энергодвижение» определяет для своих вентильных двигателей? Ведь со временем в роторе происходит постепенное размагничивание, что снижает поток сцепления, и, соответственно, влияет на характеристики двигателей.
Вячеслав Клинцевич: Производители заявляют срок службы постоянных магнитов в 50 лет, но практикой этот период пока не подтвержден. Электродвигатель с постоянными магнитами для подводной лодки, изготовленный сотрудниками нашей компании в 1989 году, до сих пор работает, при этом никаких изменений его характеристик замечено не было. Также ряд изготовленных нами двигателей работают по 8-10 лет, и процессов размагничивания в них также не обнаружено.
Вопрос: Проводились ли специальные испытания двигателей на предмет размагничивания?
В.К.: Да, испытания по перегрузкам двигателей с целью размагничивания мы проводили по заказу ЗАО «ПК «Яровит-Моторс». В ходе испытаний магниты ни разу не вышли из строя.
Вопрос: В качестве одной из разработок Вы представили капсульный электроприводной нефтеперекачивающий насос, где двигатель и насос расположены в одном корпусе. Какие сильные стороны у этого решения?
В.К.: Это позволяет повысить обороты всей установки, уйти от применения редукторов, значительно уменьшить габариты насосной станции и упростить ее строительное оснащение, поскольку в данном случае нет необходимости разделять станцию на взрывозащищенное и невзрывозащищенное помещения. Кроме того, это решение дает возможность экономить на уплотнениях.
Вопрос: В какой стадии находится разработка газоперекачивающего погружного агрегата для подводного добычного комплекса?
В.К.: В 2016 году мы закончили разработку эскизного проекта этого агрегата по заказу Минпромторга России. В настоящее время ожидается решение по выделению финансирования на дельнейшую реализацию этого проекта в рамках Государственной программы «Развитие судостроения и техники для освоения шельфовых месторождений на 2013-2030 годы». Если будет получено это финансирование, или нам удастся привлечь финансы частных заказчиков, мы приступим к изготовлению опытного образца этого агрегата.
Вопрос: Изготавливает ли ООО «НПК «Энергодвижение» системы управления и преобразователи частоты для комплектации своего оборудования или приобретает их у других производителей?
В.К.: В большинстве случаев мы приобретаем их у других производителей, хотя у нас есть опыт изготовления преобразователей частоты и систем управления для оборудования мощностью до 10 МВт.
Вопрос: Магниты чьего производства вы используете в своих двигателях?
В.К.: Мы используем магниты китайского производства и покупаем их у одной московской фирмы, которая производит для нас их доработку и намагничивание.
Вопрос: С чем связана необходимость доработки магнитов?
В.К.: С тем, что в Китае качество намагничивания пока еще достаточно низкое, хотя китайские производители активно двигаются к его улучшению.
Вопрос: А что Вы можете сказать о качестве самих китайских магнитов?
В.К.: Оно существенно улучшилось за последние годы. Раньше китайские магниты были очень сильно подвержены коррозии и разрушались под ее воздействием в течение одного-двух лет. Сейчас китайские производители освоили технологии нанесения на магниты коррозионно-стойких покрытий, которые позволили повысить срок службы магнитов до десятков лет.
Вопрос: Не могли бы Вы сравнить стоимость двигателей производства ООО «НПК «Энергодвижение» и импортных аналогов
В.К.: Стоимость двигателей для газоперекачивающего агрегата мощностью 10 МВт одной из европейских компаний составляет 150 млн руб., тогда как аналогичный двигатель ООО «НПК «Энергодвижение» стоит 55 млн руб.
Вопрос: Насколько ремонтопригодны ваши электродвигатели с постоянными магнитами? В частности, есть ли возможность заменить магниты в случае их выхода из строя?
В.К.: Теоретически у нас есть технологии для того, чтобы поставить новые магниты, но на практике мы их пока не применяли из-за отсутствия такой необходимости.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Внедрение оборудования для одновременно-раздельной добычи в ПАО «ЛУКОЙЛ»
Опыт применения станций управления УЭЦН с обводным контактором (байпасом)
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №10/2017

Инженерная практика

Выпуск №10/2017

Промысловый трубопроводный транспорт
Актуализация нормативно-технической базы трубопроводного транспортаРезультаты испытаний новых марок сталей, защитных покрытий и химреагентовТрубопроводный транспорт высоковязкой нефтиОценка способов защиты стыков сварных соединенийДиагностика и эксплуатация неметаллических трубопроводных системОсобенности углекислотной коррозии и антикоррозионной защиты газопроводов
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Разработка месторождений
ОРЭ — 2017
Производственно-технический семинар-совещание

ОРЭ '2017. Практика применения технологий ОРД и ОРЗ, проектирования и интеллектуализации разработки многопластовых месторождений

Мероприятие перенесено на 16-18 апреля 2018 г., г. Москва
Обсуждение в кругу руководителей и специалистов в области разработки месторождении и эксплуатации механизированного фонда скважин результатов новых ОПИ и эксплуатации скважинных компоновок для ОРЭ, геофизического оборудования для раздельного учета и методик мониторинга параметров добычи, систем управления для ОРЭ и перспектив развития данного направления.
Общая информация Планируется
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — февраль 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

12 – 16 февраля 2018 г, г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми (отель «Урал») в рамках авторского курса С. Балянова.