《变频器在油田中的应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《变频器在油田中的应用.docx(5页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、变频器在油田中的应用和山东风光电子有限责任公司都有现成产品提供,并在成功油田中有一些应用,并获得一定的效果。对电潜泵井进展变频改造后,实现了电潜泵的软启动、软停车,有效地保护了电潜泵与电缆;通过调节频率可方便的调节油压,防止了电潜泵在高压下长期运行;延长了电潜泵的寿命,节约了油井维修、维护费用,使电泵机组在最正确工况下运行。大大进步了电潜泵采油系统的效率。同时,进步功率因数,进步了电网的供电才能,节电效果明显。大面积推广电潜泵变频技术改造,将带来良好的经济效益和社会效益。应用中也暴露出来一些问题,一方面,由于是新产品,在产品的软硬件设计和设备配套上由一些缺乏,这时就要将新的控制方法引入到实际应
2、用中去开展变化适应多变的工作环境,进步配套产品的质量;另一方面,控制系统的一次性投资较高,有的甚至要高于电潜泵的投资,只有进一步降低本钱,才能促进变频器控制在电潜泵中的应用。4变频器在注水泵控制中的应用油田开发经过中地层能量不断衰减,常用注水方式以保持地层能量,进展油田开发。一方面,注水压力的上下是决定油田公道开发和地面管线及设备的重要参数。考虑到后期开发注水井的增多,注水工艺设计和机电设备配置都比实际宽裕,加之地质情况的变化,开关井数的增减,洗井及供水缺乏的影响,经常引起注水压力的波动,注水量不均匀,不稳定。注水压力低,注水量知足不了油田开发的需要,必然会造成油层压力下降;注水压力过高,浪费
3、动力,也造成超注,导致水淹,水窜;注水压力控制难度大,也给油田消费和治理带来众多不便,因此要求油田注水压力恒定。另一方面,由于储油地层的压力及油气水分布不断在发生变化,其数值很难准确预测和控制,考虑到油田开发中的需要,在工艺和机电设备的配置上都按照油田最大可能的需求来设计,这一点在注水系统的设计当中显得尤为突出。油田注水设备多采用高压离心泵匹配高压电机,大功率系统运行常是“大马拉小车,效率低下。注水压力靠泵出口闸门手动控制,即靠改变管网特性曲线来调节泵的排量,泵、电机匹配难以到达在泵的最正确工况点运行,管网效率低,电能损失高达50%以上。正是从恒压注水和节能的两个方面考虑,在油田注水系统中引入
4、变频控制。通过流体力学的根本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Qn,Hn2,Pn3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。通过上述分析可以知道,通过改变电动机转速可方便地改变水的流量,保证水压恒定;通过改变电动机转速,在降低水流量的同时,可有效降低系统的电能损耗。通过变频改造的注水系统具有如下优点:1实现了电机软起动、自由停车。电机均通过变频器或者软起动从050Hz作缓慢加速起动,可减少机泵因忽然高速起动所带来的影响,减少了直接起动时起动电流对电网的冲击。2进步了功率因数,改善了电机电源质量,电机的功率
5、与实际负荷相匹配,系统到达节能运行的目的。3消除了泵的喘振现象,使泵运行处于最正确工况状态。4实现了压力自动控制,被调节量得到更平稳的调节,增强了系统的稳定性和可靠性。目前变频调速技术在注水系统中,主要应用在供水水源井电潜泵、注水站注水泵、配水间增压泵工艺中。应用变频调速技术,对注水设备的电机转速进展调节,到达稳压、稳流供注水。同时软起软停的功能代替了减压启动,使电机起停平稳,减少了对电网和机械设备的冲击,不会造成管网压力、流量、流速的剧烈变化,不需要阀门截流,因此对防止汽蚀、水击、喘振极为有利,可以延长管网、泵、阀门的维修周期和使用寿命。在注水泵变频改造中涉及的品牌比拟多,进口品牌有ABB、
6、AB、三菱、东芝、富士及西门子等,国产品牌有佳灵、安圣等,在这个领域的应用技术已经比拟成熟。5变频器在油气集输控制中的应用在油田消费中,与注水泵类似,输油泵的额定排量往往大于实际需要排量,现大马拉小车现象。一方面,假如完全采用阀门调节输油量,一旦油量变化较快,输油阀门调节频繁,增加了工作人员的劳动强度且所需人员也较多。假设阀门调节不当,易造成被抽干或者冒罐现象。泵出现干抽烧损,冒罐那么造成原油白白浪费。另一方面,为保证输出油量的恒定,需要保证管压恒定,阀门的开度直接影响到管压,太大太小都不行。假如使用变频调速器,可以彻底解决这个问题。它通过减小电机电源频率实现降低电机转速。电机带动泵运行,电动
7、机转速降低,对于柱塞泵来讲,就是降低了柱塞的运行频率,减小了泵的实际排量;对于离心泵来讲,降低了叶轮转速,同样降低了泵的排量。因此,当需要排量变化时,可以通过调节变频器的输出频率,到达控制排量的目的,保证管压恒定。泵的排量降低了,电动机的负荷也就随之减小,这样电机输出功率出随之减小,这样电机的效率可以有很大进步,电机损耗及电机输出功率得到有效减小,到达节能的目的。总之,变频调速技术作为高新技术、根底技术和节能技术,其应用已经浸透到石油行业的各个技术部门。在游梁式抽油机控制和电潜泵控制中的应用还处于开场阶段,在应用中也出现了很多问题,这些都待于进步解决。只有充分考虑油田油井的实际情况,才能促进变频技术在采油设备中的应用。在油田注水和油气集输中的应用与生活中的恒压供水类似,其应用技术已经成熟,应用也特别普遍。变频调速技术在油田中的应用应该集中解决以下两个方面的问题:1解决变频器的控制问题。这个必须解决变频器怎样适应多变的工作环境,对某一台抽油机控制的成功并不代表对所有油井都成功,因此必须进步变频器控制技术适应不同井况的才能。2解决变频控制本钱较高的问题。与一般控制柜相比,变频控制的本钱太高。无论上双PWM变频器还是电潜泵专用变频器,都面临着这个问题,因此必须进步相关产品的配套才能,在保证可靠性的前提下降低本钱。