彼尔姆理工大学开发新程序助力石油生产节能降耗
2025-05-22 09:48
来源:彼尔姆理工大学
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能源消耗问题兼具经济与环境双重属性,合理利用资源既能提升企业盈利能力,又能减少碳足迹、降低环境负面影响,对运输、能源及石油天然气等行业意义重大。其中,石油天然气行业在原材料提取阶段尤为耗费资源。

在石油生产中,为将油井中的石油提升至地面,常使用电动离心泵。它从电动机获取动力泵出液体,液体再经管道向上流动,这是常见的人工举升方法之一,在井内部分充水或储层压力低致生产困难的油田应用广泛。然而,此类装置虽能耗大,却无法满负荷运行,还会损失约50%的电力。原因在于设备并非总处于最佳配置状态,而要实现最佳配置需考虑40多个输入参数并开展大量计算,现有软件运行速度慢且未涵盖所有工厂运行场景。

近日,彼尔姆国立研究理工大学(彼尔姆理工大学)的科学家取得新突破,开发出一款程序。该程序能以快75%的速度计算泵的能源效率,且考虑到不同运行模式。

项目经理、彼尔姆国立研究理工大学微处理器自动化工具系副教授谢尔盖·米舒林斯基赫介绍,其开发的“UESP周期性”程序(原文可能存在笔误,结合后文推测此处为该程序名)可分析石油生产关键组成部分。用户输入油藏流体流入数据、泵特性(如功率和压力)以及石油钻井平台的电机、电缆和变压器参数,如有必要还可调整。该软件考虑了电气和技术特性的相互影响,提高了计算准确性,计算仅需15分钟,而类似竞争程序需一小时。

项目程序员、彼尔姆国立研究理工大学微处理器自动化工具系高级讲师安德烈·巴秋林指出,“UESP周期性”程序独特之处在于不仅能模拟石油设备连续运行,还能模拟周期性运行,即泵非连续运行而是停止运行的情况,此技术适用于产量较低的油井。该程序可计算出泵开关的最佳间隔,在降低能耗的同时不损失石油产量。

据开发人员称,此软件实施后,石油生产公司可减少75%的计算时间,降低设备运行成本,单位能耗降低5%。对于每年能源消耗达数十亿千瓦时的石油行业而言,即便只是小比例的节省,也是数千万卢布的成本节约。

该软件目标受众为俄罗斯石油公司、卢克石油公司和俄罗斯天然气工业石油公司等石油生产和服务公司。其应用不仅可通过降低能源成本增加企业利润,还能减少石油生产的碳足迹,契合全球可持续发展趋势。未来,开发人员计划通过START竞赛和俄罗斯科学基金会(RSF)资助吸引资金,用于开发该程序的“盒装”版本。

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