Способ транспортировки нефти

Авторы патента:


Способ транспортировки нефти

 


Владельцы патента RU 2622119:

Яримов Марат Отеллович (RU)
Яримов Альберт Маратович (RU)

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и, в частности, к транспортировке нефти насосами по локальным и магистральным нефтепроводам. Технический результат – повышение эффективности транспортировки за счет сокращения затрат электрической энергии. Способ предусматривает перемещение по трубопроводу или транспортировку ее магистральным насосом с приводом от электрического двигателя. Предусматривают преобразование электрической энергии в механическую путем взаимодействия проводников или обмоток под электрическим током с магнитными полями после подачи электрического напряжения с вращающимся ротором заданной массы и моментом инерции, механически соединенным с насосом. С подачей напряжения на обмотки в период пуска аккумулируют механическую энергию, которую в свою очередь получают, когда преобразуют часть электрической энергии при разгоне ротора. Сохраняют и применяют эту накопленную механическую энергию в установившемся режиме работы двигателя в виде кинетической энергии. В результате получают сумму из двух составляющих общей механической работы или энергии: первой - работы электрического тока по вращению ротора с насосом в установившемся режиме, а второй - работы, аккумулированной механической энергии, преобразованной из электрической энергии при разгоне вращения ротора, которую применяют совместно с первой. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к способам механизированной транспортировки нефти насосами по локальным и магистральным нефтепроводам.

Известны способы транспортировки нефти путем последовательного перекачивания магистральными насосами по трубам с приводом от электродвигателя (1).

Известные способы обеспечивают транспортировку нефти только от части реально существующих физических процессов.

Недостатками широко известных способов транспортировки нефти являются низкие КПД и эффективность, а также факт значительного несоответствия работы перекачивающих нефтяных магистральных насосов с приводом от электрических двигателей действительно происходящим процессам при работе самих (2)-(4) двигателей, что заложено почти два века назад из (5). Через низкие КПД и эффективность работы известных электрических двигателей вытекают и низкие показатели работающих ныне магистральных нефтяных насосов.

Из уровня техники не известны способы транспортировки нефти, способные достичь столь высоких показателей КПД и эффективности, через действия известного установленного нефтяного оборудования. Существующие способы транспортировки нефти не соответствуют закону сохранения энергии (6), основным законам механики Ньютона (8) и Международно установленным единицам измерения: физической величине работа и энергия (7), через работу известных и широко распространенных электродвигателей (2)-(5). Как известно, любые технические и технологические процессы, которые не соответствуют законам физики, являются недействительными и не могут быть промышленно применимы.

Задачей предложенного изобретения является повышение КПД и эффективности существующих способов транспортировки нефти, существенная экономия энергетических ресурсов, повышение экологической совместимости технологии, приведение в соответствие с существующими законами физики и Международно принятыми единицами измерения: физической величине работа и энергия.

Целью изобретения является создание принципиально нового ранее не известного способа транспортировки нефти с высоким КПД и эффективностью при преобразовании электрической энергии через электродинамический двигатель в электродинамическую работу нефтяного насосного оборудования. Выполнение основного закона природы, закона сохранения энергии, выполнение всех основных законов механики с соблюдением Международно установленной единицы измерения: физической величины работа, в предложенном способе. Приведение известных способов транспортировки нефти в соответствие с реально происходящими физическими процессами.

Технический и технологический результат достигается тем, что для обеспечения нового способа транспортировки нефти привод насосного оборудования выполняют и далее осуществляют новым электродинамическим двигателем с ротором массой m и моментом инерции J, вращают ротор, механически соединенный с нефтяным насосом, при этом с подачей напряжения на обмотки в период пуска аккумулируют механическую энергию, которую в свою очередь получают, когда преобразуют часть электрической энергии при разгоне ротора, при этом далее сохраняют и применяют эту накопленную механическую энергию в установившемся режиме работы двигателя в виде кинетической энергии, в результате получают сумму из двух составляющих общей механической работы или энергии: первой Аэ - работы электрического тока по вращению ротора в установившемся режиме, второй Ад - работы аккумулированной механической энергии, преобразованной из электрической энергии при разгоне вращения ротора, которую применяют совместно с первой, а общую работу совершают и определяют по выражению:

где Аобщ - общая работа электродвигателя с насосом по преобразованию электрической энергии в механическую энергию при транспортировке нефти.

В предлагаемом способе транспортировки нефти однозначно в энергетическом балансе насосов имеется основная составляющая |Ад|, аккумулированная в пусковой или разгонный период времени работы устройств, после подачи электрического питания на электродвигатель. Возможно выполнение и далее осуществление привода нефтяных насосов, когда вращают статор с соответствующей массой и моментом инерции при неподвижном роторе. По источнику (2)-(4) КПД и эффективность известных электродвигателей с начала 19-го века, заложенные в эпоху Наполеона (5), основаны государственные стандарты (9), которые не соответствуют существующим физическим законам в области механики. В предложенном способе транспортировки нефти обеспечивается полный баланс всех задействованных видов энергии: электрической, электродинамической и чисто динамической, а за основу изложения принята энергетическая диаграмма авторов на чертеже. Все рассуждения основаны на том, что масса и момент инерции вращаемых деталей насосов на много меньше, чем характеристики электродинамических двигателей в предлагаемом способе, а при ином варианте являются «ноу-хау».

В известных способах транспортировки нефти привод насосов осуществляется известными электродвигателями (2), (3), (4) и (5) с уравнением движения электрического двигателя по (4) на стр. 195, а также по энергетической диаграмме электродвигателя из (2), которые не отражают механические процессы, происходящие в существующих способах работы электродвигателей и далее в способах перемещения нефти. К примеру, на чертеже с энергетической диаграммой работы электродинамического двигателя авторов, если отключить от электрического питания работающий двигатель Аэ=0, то его ротор продолжит вращение по инерции длительное время tд, пока не остановится под воздействием трения и различных потерь, а также нефтяной насосной нагрузки. Это доказывает и подтверждает, что однозначно наравне с работой Аэ - сил вращения ротора, вызванная взаимодействием электрического тока в обмотках с магнитным полем электродинамического двигателя одновременно постоянно присутствует и действует динамическая работа |Ад| - от кинетической энергии движения ротора с массой m и моментом инерции J, по абсолютной величине или накопленная в результате разгона ротора с нефтяной насосной нагрузкой механическая энергия, в виде кинетической энергии.

При пуске электродвигателя на чертеже в начальный tп момент времени |Ад|=0 работа вращательного движения ротора по инерции с массой m равна нулю, но в то же время работа Аэ=max сил вращения ротора, вызванная взаимодействием электрического тока в обмотках с магнитным полем электродинамического двигателя и в процессе разгона ротора, на много больше, чем при работе в установившемся режиме, в некоторых случаях при больших потерях или нагрузках превышает в два и более раз. Далее по энергетической диаграмме авторов происходит постепенный переход и преобразование превышающей части от установившейся после разгона электрической энергии в механическую или динамическую, которая сохраняется и аккумулируется в виде кинетической энергии движения ротора по инерции в промежутке времени tп. По завершении этого времени электродвигатель работает в установившемся режиме в промежутке времени tp. Этот факт также подтверждает, что в авторском варианте соблюдается закон сохранения энергии и происходит превращение повышенной части работы Аэ - сил вращения ротора, вызванной взаимодействием электрического тока или пусковой части этой работы, в разгон ротора, чтобы в дальнейшем в установившемся режиме использовать |Ад| как работу от кинетической энергии движения ротора по инерции с массой m и с моментом инерции J.

Таким образом на чертеже по энергетической диаграмме авторов, в предлагаемом способе работы электродинамического двигателя, а через него и в способе транспортировки нефти, на протяжении времени tp - «в режиме» установившегося режима двигателя, одновременно работают две составляющие. Это работа Аэ - сил вращения ротора, вызванная протеканием электрического тока в обмотках при взаимодействии с магнитным полем электродинамического двигателя, и |Ад| - работа аккумулированной при пуске кинетической энергии вращательного движения ротора с массой m и моментом инерции J в форме динамической энергии, которые в сумме дают общую электродинамическую работу в предлагаемом способе перемещения нефти с приводом нефтяного насоса от электродинамического двигателя. В источниках информации (2)-(4) для широко известных и в существующих способах работы электродвигателей в составе известных способов перемещения нефти, |Ад| - работа вращательного движения ротора с массой m и моментом инерции J, с отдельно выделенным слагаемым в (4) на стр. 195, в уравнении движения, не предусмотрена в принципе. То есть принцип действия широко известных электродвигателей в известных способах перемещения нефти основан и описывается вышеназванным уравнением движения на стр. 195 (4) без слагаемой работы движения ротора в форме кинетической энергии по инерции, что не может быть объяснено и описано, как по энергетической диаграмме авторов, так и по известной диаграмме из (2). По источнику информации (2) на стр. 267, 271, к примеру, по энергетической диаграмме невозможно показать и объяснить, куда девается повышенная электрическая энергия во время пуска и разгона электродвигателя, где та часть энергии, в которую превратилась она в дальнейшем, ведь по закону сохранения энергии она никуда не исчезает бесследно и должна присутствовать постоянно в другой форме, как конкретно в предлагаемом способе транспортировки нефти. Не показана работа |Ад|, или для известных источников информации мощность |Рд|=|Ад|/t электродвигателя, где t - время. Эта мощность постоянно присутствует и не исчезает бесследно, как в широко известных способах. В то же время электросчетчик мощности, потребляемой электродвигателем, а через него и нагрузки нефтяного насоса, замеряет только Рээ/t, со всеми потерями, равную по значению Робщ=(√3)U⋅I, где U - напряжение питания, I - электрический ток в широко распространенных системах измерения. Электросчетчик не измеряет мощность |Ад| кинетической энергии движения ротора электродвигателя по инерции, несмотря на то, что эта составляющая присутствует постоянно и только благодаря работе этой составляющей обеспечивается установившийся режим работы по энергетической диаграмме авторов на предложенном чертеже. По источнику (3), стр. 213 и (9), КПД широко применяемых способов работы электродвигателей или электрических машин определяется примерно так же, как эффективность электрических трансформаторов, которые вообще не имеют вращающихся роторов. Этот факт подтверждает, что принцип работы и действия известных электродвигателей с вращающимся ротором мало чем отличается от электрических трансформаторов, у которых не существует механическая составляющая работы от кинетической энергии движения ротора и в конструкциях не предусмотрена в принципе. Это не приемлемо изначально, они являются принципиально различными устройствами. Это в очередной раз подчеркивает о существующем и недопустимом далее нарушении закона сохранения энергии и невозможно представить, как можно приводом от электрического «трансформатора» вести транспортировку нефти.

Для достоверности утверждений авторов обратимся к единице измерения: физической величине работа - с принципиальной точки зрения килограмм на метр (кг⋅м) или ньютон на метр (Н⋅м). В источнике (7) из серии «Знаете ли вы Физику?» стр. 116, 117 неотразимо приведена суть самого понятия работа, которая по определению содержит часть пути перемещения массы по инерции в форме затухающей кинетической энергии движения, в противном случае не происходит соблюдение закона сохранения энергии. Для вращательного движения в механике единица измерения работы имеет ту же размерность (кг⋅м) или (Н⋅м) как в (7) и по сущности также должна содержать часть движения по инерции в составе единой инерциальной системы, к примеру, в предлагаемом способе транспортировки нефти. В случае предлагаемого баланса авторами Аобщэд, [1] - работа, производимая электрическим током или развиваемая мощность двигателем, которая получается после деления обеих частей равенства [1] на время t:

где Робщ - общая мощность электродинамического двигателя в предлагаемом способе транспортировки нефти;

Рэ - мощность электродинамического двигателя от действия электрических токов при взаимодействии с магнитными полями для вращения ротора;

д| - мощность от кинетической энергии движения ротора с массой m и моментом инерции J, по абсолютной величине или накопленная в результате разгона ротора и далее постоянно действующая кинетическая энергия (с нефтяной насосной нагрузкой), полностью соблюдается закон сохранения энергии, а также соблюдаются основные законы механики Ньютона (8). Предлагаемый способ транспортировки нефти с работой электродинамического двигателя по энергетической диаграмме авторов соответствует полной размерности выполняемой по сути работы или мощности, через деление на время, и соответствует величине Международно установленной единице измерения: физической величине работа килограмм на метр (кг⋅м), ньютон на метр (Н⋅м) или мощности килограмм на метр в секунду (кг⋅м/с) или ньютон на метр в секунду (Н⋅м/с), ватт (Вт).

Для известных и ныне существующих способов транспортировки нефти с известным электродвигателем по разъяснению (7) и по уравнению из (4), стр. 195, можно сделать однозначный вывод, что единица измерения (кг⋅м) или (Н⋅м) применима только частично. Если изложить более точно в идеальном случае на основании законов Ньютона (8) для вращающегося тела, в электродвигателях известных способов транспортировки нефти, применима только половина значения работы или мощности, поскольку движение по инерции или примерно половина движения отсутствует в принципе. Таким образом, в известных способах перемещения нефти работа электрических двигателей в них по уравнению движения из (4), стр. 195, имеется только половина работы от вращательного движения ротора, то есть без учета работы от накопленной кинетической энергии его движения по инерции, а существующие способы работы электродвигателей выполняют только часть от реально существующей работы или развиваемой мощности по преобразованию электрической энергии в механическую энергию. Замер электросчетчиком электрической энергии однозначно показывает только потребленную электрическую часть энергии или только часть работы электродвигателя вместе с нагрузкой нефтяного насоса в единицу времени, но ни в коем случае не показывает динамическую составляющую мощности, в которую перешла удвоенная пусковая часть электрической энергии электродинамического двигателя при разгоне ротора и |Рд| далее присутствует постоянно в установившемся режиме работы электродинамического двигателя авторов в предлагаемом способе транспортировки нефти. Если электросчетчик потребленной электрической энергии не может технически показать динамическую составляющую развиваемой мощности, это не значит, что она не существует в данном физическом процессе. Более того, она всегда присутствует, влияет на КПД и эффективность предлагаемого способа транспортировки нефти через способ работы электродинамического двигателя по энергетической диаграмме авторов. При проектировании известных электродвигателей заложено, что их работа осуществляется только по уравнению (4), стр. 195, и теоретически наукой изначально установлено несоответствие с практикой и в противоречие с опытом отсутствие отдельного слагаемого динамической составляющей при работе известных электродвигателей |Ад| или |Рд| в общем объеме выполняемой работы Аобщ или мощности Робщ.

Абсолютные величины работы и мощности вращательного движения ротора по инерции в [1], [2] взяты по причине того, что они являются отрицательными по направлению и имеют замедленную природу и убывающий характер движения по инерции под влиянием трения и нагрузки в случае предлагаемого способа перемещения нефти.

Если существует способ работы электродвигателя при транспортировке нефти, где происходит преобразование электрической энергии в механическую, то полученный механический процесс должен полностью подчиняться с возможностью математического описания существующими законами механики и законом сохранения энергии. В широко известных (1)-(5) способах транспортировки нефти, в работе электрических двигателей и в устройствах для их осуществления вторая составляющая Ад отсутствует и не фигурирует при выполнении работы [1] и развиваемой у них [2] мощности, что противоречит фундаментальному закону сохранения энергии, законам механики и не соответствует Международно установленной единице измерения - физической величине работа, и не может применяться на практике.

Осуществление изобретения

Предложенный способ транспортировки нефти производят следующим образом: привод нефтяных насосов выполняют и далее осуществляют электродинамическим двигателем с ротором массой m и моментом инерции J, вращают ротор, механически соединенный с нефтяным насосом, при этом с подачей напряжения на обмотки в период пуска аккумулируют механическую энергию, которую в свою очередь получают, когда преобразуют часть электрической энергии при разгоне ротора, при этом далее сохраняют и применяют эту накопленную механическую энергию в установившемся режиме работы двигателя в виде кинетической энергии, в результате получают сумму из двух составляющих общей механической работы или энергии: первой Аэ - работы электрического тока по вращению ротора с насосом в установившемся режиме, второй Ад - работы аккумулированной механической энергии, преобразованной из электрической энергии при разгоне вращения ротора, которую применяют совместно с первой, а общую работу совершают и определяют по [1], развитие мощности по [2]. Далее с этим высоким КПД и эффективностью электродинамического двигателя через нефтяной насос осуществляют новый ранее не известный способ транспортировки нефти, где совершают в полтора и более раз большую работу, чем известные способы, а КПД насосов обеспечивают больший, чем ныне известные.

Краткое описание чертежа

На чертеже представлена энергетическая диаграмма авторов, где наглядно изложен способ работы электродинамического двигателя в предложенном способе транспортировки нефти. Диаграмма имеет три вертикальные зоны работы, сверху разделенные по видам энергии, Э - электрическая, в середине ЭМ - электромеханическая или электродинамическая, и М - чисто механическая или динамическая. Слева показаны три периода времени или режима работы электродинамического двигателя при работе нефтяного насоса: tп - время пуска, tp - время установившегося режима, tд - время остановки двигателя после отключения электропитания. Каждому периоду времени, справа от диаграммы показаны интервалы значения работы, пусковому периоду соответствует разгон и вращение массы ротора до установившейся работы от энергии движения его по инерции от Ад=0 до Ад=max, от нуля до максимальной, при обеспечении суммарного баланса работы или энергии [1]. Далее в установившемся режиме tp работа равна суммарному значению Аобщэ+|Ад|, и после отключения напряжения tд работа определяется в интервале от Ад=max до Ад=0. В виде отрезков со стрелками на нижней части диаграммы наглядно показано равенство [1] как баланс энергии или сумма работ предложенного способа. По середине диаграммы сверху вниз двухсторонней стрелкой показаны потери при работе способа, а также степень нагрузки при работе способа транспортировки нефти, которые имеют влияние на каждую из составляющих Аэ и |Ад|, в зависимости от периодов времени или режимов работы. В пусковой период tп, в начале потери, чисто зависящие от работы больших электрических пусковых токов, а механическое трение равно нулю, и в конце, уже при установившемся tp режиме потери выравниваются и равномерно ложатся на каждую электромеханическую Аэ и чисто динамическую работу |Ад| от кинетической энергии движения ротора по инерции. После отключения электрического напряжения, питающего электродинамический двигатель, существуют только механические потери с нагрузкой, к примеру, транспортируемой нефти, которые убывают по мере уменьшения скорости движения ротора по инерции, показано в нижней части диаграммы, где так же соблюдается общий баланс [1]. По середине пунктирной линией сверху вниз ограничены и показаны потери, которые в отдельности и суммарно обозначены стрелками, где Апот.общпот.эпот.д. В чисто механической части работы на диаграмме показана математическая формула |Ад|=J⋅ω2/2 и наглядно подчеркивает, что это зона кинетической энергии движения ротора, эта работа постоянно присутствует после перехода из чисто электрической энергии из зоны в период tп, пуска электродинамического двигателя при полном соблюдении баланса [1]. На верху энергетической диаграммы в начале пускового времени tп, общая работа Аобщ имеет чисто электрический характер и содержание, только по мере разгона ротора никуда не исчезает, уменьшается и превращается в чисто механическую работу от кинетической энергии вращательного движения ротора и нагрузки по инерции, сдвигаясь в правую механическую зону диаграммы с балансом [1]. На чертеже наглядно изображен теоретический масштаб составляющих электромеханической и механической или динамической частей работы предлагаемого способа работы электродинамического двигателя, который примерно в два раза превышает, чем в существующих способах работы по источникам (2), стр. 267, энергетической диаграммы, а также из (3), (4).

О КПД и эффективности предлагаемого способа транспортировки нефти

Коэффициент полезного действия известных способов перемещения нефти из (1)-(5) и (9) через известные электродвигатели определяется классическим методом. В предлагаемом авторами способе он определяется по математическому выражению с участием основной механической составляющей |Ад| или |Рд| после деления обеих частей равенства [1] на время t. Если принять Рпот - общие потери электродинамического двигателя.

Формула η - КПД авторов отличается от (1)-(5) и (9) тем, что в знаменателе дроби авторов присутствует Рд мощность от кинетической энергии движения ротора по закону сохранения энергии из (6) и (8). Учитывая сопоставимость величин Рэ и Рд по энергетической диаграмме авторов и по законам физики, можно в первом приближении записать:

Здесь дробь или частное от деления в формуле авторов почти в два раза меньше, отсюда следует, что КПД предложенных способов транспортировки нефти выше, чем у известных, через доказанный выше по [3] КПД электродинамических двигателей.

Эффективность предлагаемых способов транспортировки нефти выходит из общей выполняемой суммарной работы электродинамическим двигателем по [1] и развиваемой мощности [2], практически они почти в полтора-два раза больше известных через приводные двигатели. Таким образом, повышение КПД и эффективности для предложенного способа транспортировки нефти очевидно. Не вызывает сомнений и сам фактор в отношении к экологической совместимости и соответствия закону сохранения энергии, законам механики и Международно установленной единице измерения: физической величине работа и энергия.

Дополнительно по источнику (6) существует основание для обеспечения возможности осуществления предлагаемого изобретения, ставшего общедоступным до даты приоритета на стр. 67, 68 «Закон сохранения механической энергии», согласно которому основная аккумулированная в период разгона ротора составляющая работа или энергия |Ад| или мощность |Рд| обязательна и ее применяют совместно с первой электрической составляющей как неотъемлемый признак по [1] или [2]. Из этого вытекает очевидное решение, к примеру, в известном НМ-10000-210 магистрального нефтяного насоса с электродвигателем СТД-8000, пусковая повышенная часть электрической энергии аккумулируется при разгоне массы ротора, далее сохраняется и непосредственно действует в номинальном установившемся режиме при транспортировке нефти, как основная составляющая энергия |Ад|.

Описание решений, известных до даты приоритета заявленного изобретения на конкретном примере:

1. «Насосным агрегатам нефтеперекачивающей станции», НПС «Терновка», 2.9 «Электроснабжение».

2. «Расчетные пусковые характеристики» СТД-6300 и СТД-8000 синхронных электрических двигателей для приводов магистральных насосов.

3. Масса ротора электродвигателя СТД-8000, m=4520 кг и диаметром активной части ротора 600 мм (по техпаспорту).

По пункту 1 очевидно, что для пуска в работу основного нефтеперекачивающего агрегата НМ-10000 с электрическим двигателем СТД-8000 необходимы большие пусковые токи для разгона ротора массой m=4520 кг и моментом инерции J=m⋅r2/2=4520 кг×0,32/2=2034 кг/м2. В связи с чем, вводится пусковой режим электрического питания, для этого включают два силовых трансформатора по 25 МВА в параллельном суммирующем режиме, с помощью секционных масляных выключателей СМВ-10. После завершения режима запуска основного силового агрегата СМВ-10 отключают, и магистральный насосный агрегат далее работает от одного трансформатора 25 МВА в установившемся режиме. Таким образом, в период пускового режима обеспечивается сбор, аккумулирование кинетической энергии ротора до расчетного значения Ад=(m⋅ω2)/2, при оборотах 3000 об/мин или скорости . Далее после завершения пускового режима происходит применение полученной кинетической энергии для транспортировки нефти магистральным насосом с общим энергетическим балансом, определяемым по математическим выражениям [1] и [2] в описании изобретения, по закону сохранения механической энергии из (6). Приведенные примеры режимов пуска магистрального насоса с переключением режимов и далее работы в установившемся режиме полностью совпадают с приведенным на чертеже и в описании на странице 7 и 8 материалов заявки на изобретение «Способ транспортировки нефти». Таким образом, признак изобретения «промышленная применимость» обеспечен.

В пункте 2 приведены расчетные пусковые характеристики СТД-6300 и СТД-8000 в виде отношений пусковых токов к номинальным - в числителе, и в виде отношений пускового момента к номинальному моменту на валу двигателя - в знаменателе. Максимальное значение пускового тока доходит до семикратного значения. Есть возможность определить по формуле авторов Аэ=√3⋅U⋅I⋅6,93⋅tп/2 (как площадь треугольника на чертеже, в пусковой части режима в период разгона ротора двигателя) общую пусковую часть электрической энергии, которая переходит в кинетическую энергию ротора, где собирается, аккумулируется и далее применяется в установившемся после разгона режиме. Таким образом, признак «промышленная применимость» обеспечен одновременно паспортными данными самого электродвигателя СТД-8000, но способ работы этого двигателя, с участием составляющей Ад, а через него и предлагаемый «Способ транспортировки нефти», раскрыт только в данной заявке на изобретение по чертежу.

Величину кинетической энергии ротора, применяемой в установившемся режиме работы магистрального насоса, находим по формуле , или с поправкой на вальную часть ротора Ад=89130784 Дж. Если сопоставить паспортные данные мощности СТД-8000 кВт или 8000000 Вт, с мощностью, развиваемой кинетической энергией ротора при 3000 об/мин или угловой скорости , Рд=89130784 Вт или работы Ад=89130784 Дж (Вт⋅с). В первом приближении Аэ в установившемся режиме составит не более 10% (8,236%), без учета различных потерь и нагрузки, от Аобщ по выражению [1]. Согласно закону сохранения энергии, пусковая часть электрической энергии электродвигателя СТД-8000 (без учета потерь) собрана и перешла в аккумулированную энергию ротора. Далее эта аккумулированная энергия, по закону сохранения механической энергии (6), сохраняется и применяется, а также является основной частью энергетического баланса общей развиваемой мощности магистрального насоса, где выполняет преобладающую часть работы Аобщ транспортировки нефти по трубопроводам. Таким образом, признак «промышленная применимость» также обеспечен через паспортные данные самого электродвигателя СТД-8000 путем простых математических расчетов при реализации закона физики в предлагаемом способе транспортировки нефти. На вышеприведенных примерах расчета показано соотношение затрат энергии на разгон ротора необходимой массы и аккумулирование энергии.

Таким образом, предлагаемый способ транспортировки нефти соответствует критериям патентоспособности изобретения «новизна», изобретательский уровень и промышленная применимость.

Источники информации

1. Л.М. Беккер, К.Ю. Штукатуров, Д.К. Элькис. Патент на изобретение №2523923. «Способ транспортировки нефти путем реверсивной перекачки». 2012 г.

2. В.С. Попов, С.А. Николаев. «Общая электротехника с основами электроники». Издание второе переработанное и дополненное. Москва, «Энергия», 1976 г., стр. 267-271.

3. А.Е. Зорохович, В.К. Калинин. «Электротехника с основами промышленной электроники». Издание второе переработанное и дополненное. Москва, «Высшая школа», 1975 г., стр. 213 и др.

4. И.П. Копылов, Б.К. Клюков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев. «Проектирование электрических машин». Учебник, 4-ое издание, переработанное и дополненное, допущено МинОбр РФ для электромеханических и электроэнергетических специальностей вузов, Москва, 2011 г.

5. Ф.А. Брокгауз, И.А. Ефрон. «Энциклопедический словарь». 1890 г., репринтно воспроизведенное издание к 100-летию выхода в свет 1-го издания 1890-1990, «Терра» - TERRA, т. 80, 1994 г., стр. 469, «Электродвигатели».

6. Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. «Справочник по Физике», для инженеров и студентов вузов, издание четвертое, переработанное, Издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, Москва, 1968 г.

7. Я.И Перельман. «Занимательная механика». Домодедово, издательство ВАП, 1994 г.

8. И. Ньютон. «Математические начала натуральной философии». Перевод с латинского с примечаниями и пояснениями А.Н. Крылова. Л.: Издательство АН СССР, 1936 г.

9. ГОСТ 25941 - 83, «Методы определения потерь и КПД электрических машин.

Способ транспортировки нефти, включающий перемещение по трубопроводу или транспортировку ее магистральным насосом с приводом от электрического двигателя, где преобразуют электрическую энергию в механическую путем взаимодействия проводников или обмоток под электрическим током с магнитными полями после подачи электрического напряжения с вращающимся ротором заданной массы и моментом инерции, механически соединенным с насосом, отличающийся тем, что с подачей напряжения на обмотки в период пуска аккумулируют механическую энергию, которую в свою очередь получают, когда преобразуют часть электрической энергии при разгоне ротора, при этом далее сохраняют и применяют эту накопленную механическую энергию в установившемся режиме работы двигателя в виде кинетической энергии, в результате получают сумму из двух составляющих общей механической работы или энергии: первой Аэ - работы электрического тока по вращению ротора с насосом в установившемся режиме, второй Ад - работы аккумулированной механической энергии, преобразованной из электрической энергии при разгоне вращения ротора, которую применяют совместно с первой, а общую работу совершают и определяют по выражению:

Аобщэ+|Ад|,

где Аобщ - общая работа электродвигателя с насосом по преобразованию электрической энергии в механическую энергию при транспортировке нефти.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам снижения потребления электрической энергии из питающей сети. Способ снижения потребления электрической энергии из питающей сети заключается в накоплении инерционным аккумулятором (маховиком) кинетической энергии с последующей передачей накопленной энергии электродвигателям и синхронному генератору во время появления активной электрической нагрузки в цепи генератора.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим передачам, преобразующим вращательное движение в поступательное. В многозвенной рычажной системе синхронно с равномерным вращением ведущего колеса (3) ускоренно-замедленно вращаются ведомые колеса (20) и (21).

Изобретение относится к движителям транспортных средств. Движитель содержит платформу на опорной поверхности, имеющую ось, связанную с приводным шкивом, обеспечивающим движение платформы.

Изобретение относится к устройствам накопления электрической энергии с использованием кинетической энергии. Устройство накопления электрической энергии с использованием кинетической энергии содержит установленный внутри корпуса маховик кольцевой формы.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к инерционным установкам (двигателям) - устройствам, устанавливаемым на колесные тракторы с задним приводом вала отбора мощности, аккумулирующим механическую энергию вращения и передвижения грузов в целях преодоления кратковременных нагрузок на двигатель и трансмиссию, увеличения их эксплуатационной долговечности, снижения общего расхода топлива.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к инерционным приводам, использующим кинетическую энергию вращающегося маховика. Инерционный привод состоит из герметичного корпуса.

Изобретение относится к области электротехники, электромеханики и систем автоматического управления и может найти применение при построении замкнутых аппаратов, движение которых осуществляется без расходования реактивных масс, выбрасываемых наружу, как в ракетах, или за счет фактора трения, как это характерно для автомобилей, кораблей, вертолетов и т.д.

Изобретение относится к энергетике и представляет собой вакуумную установку для преобразования механической энергии в электрическую или иную энергию для использования в промышленности, сельском хозяйстве и т.д.

Изобретение относится к механическим движителям, предназначенным для преобразования энергии вращательного движения в энергию поступательного движения. .

Маховик // 2439394
Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в машинах, имеющих в приводе маховик. .

Изобретение относится к области добычи углеводородов, а именно к погружным насосным установкам для эксплуатации скважин в скважинах с негерметичной эксплуатационной колонной либо в скважинах для одновременно-раздельной добычи с большим газовым фактором.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов. Технический результат - повышение эффективности расклинивания и очистки установки электроцентробежного насоса от отложений механических примесей и солей, образовавшихся в процессе отбора пластового флюида и, как следствие, увеличение межремонтного периода эксплуатации насосных установок данного типа.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа, конкретно - к добыче вязкой нефти, керогеносодержащей нефти из глинистых пластов. Устройство для разработки месторождения трудноизвлекаемой нефти содержит бак горючего и систему подачи воздуха на поверхности, скважинный газогенератор, установленный в горизонтальной части обсадной колонны нагнетательной скважины, соединенный колтюбингом горючего с баком горючего.

Изобретение относится к способам эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин и может быть использовано для сокращения потерь ретроградного конденсата и предотвращения аккумулирования жидкости в стволе скважины.

Группа изобретений относится к нефтяному машиностроению и, в частности, к эксплуатации скважин с использованием многоступенчатых погружных насосов для откачки пластовой жидкости из скважин.

Изобретение относится к области исследования буровых скважин и, в частности, к средствам для комплексного измерения параметров скважинной жидкости. Технический результат - расширение функциональных возможностей установленного совместно с погружным насосом погружного приборного модуля с датчиками параметров состояния скважины за счет возможности более точных измерений.

Изобретение относится к области добычи нефти и, в частности, к насосной системе для добычи нефти с погружным линейным электродвигателем. Технический результат - создание насосной системы с погружным линейным электродвигателем с высоким коэффициентом полезного действия.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам оснащения скважин, пробуренных в зонах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород (ММП), при наличии аномально высоких пластовых давлений (АВПД) подземным эксплуатационным оборудованием.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке месторождений вторичным методом. Способ разработки нефтеносного пласта содержит бурение и чередование через один ряд, размещая на первом расстоянии друг от друга, рядов горизонтальных эксплуатационных и рядов горизонтальных нагнетательных скважин.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Способ сбора и утилизации низконапорных газов при промысловой подготовке природного газа включает поступление конденсатосодержащего газа на установку низкотемпературной сепарации (НТС) для дегазации.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для эксплуатации малодебитных и малорентабельных скважин. Технический результат - повышение технологичности эксплуатации скважины. Установка для эксплуатации малодебитных скважин содержит два насоса. Один из этих насосов установлен на поверхности и выполнен с возможностью использования рабочей жидкости из системы поддержания пластового давления и доставки упомянутой жидкости по насосно-компрессорным трубам. Второй насос – струйный. Он установлен в скважине на расчетной глубине и предусматривает использование однолифтовой или двухлифтовых колонн насосно-компрессорных труб. Струйный насос имеет ловильную головку и закрепленный под ним автономный геофизический прибор. Этот прибор предназначен для контроля работы струйного насоса и параметров пласта. Предусмотрена возможность спуска геофизического прибора в скважину с приближением к пласту и удаления из скважины совместно со струйным насосом с помощью монтажного инструмента и каната или восходящим потоком рабочей жидкости. Посадочное устройство для струйного насоса имеет канал для забора пластовой жидкости при создании разрежения струйным насосом, отверстие для выхода смеси рабочей и пластовой жидкостей с обеспечением возможности их подъема по затрубному пространству лифтовой колонны. Под струйным насосом установлен обратный клапан для разобщения пласта и рабочей жидкости и пакерно-якорное оборудование или герметизирующее устройство. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх