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变频技术在油田螺杆泵井上的应用
发布时间:2022-06-02浏览次数:156

  有油井2 671 口胜利油田孤东采油厂现,00 余口开井2 1,.2 万余t日产液量12,水94%平均含,60 多万t年产原油2,的深入开发随着油田,区块日益衰退高品质的整装,块的比例逐渐增加低渗透低效率区,油年产量为98 万t目前低渗透区块的稠。井存在严重的供液不足全厂约有10%的油,逐年下降油井液面,量降低产液,增加电耗,在着油井系统效率低特别是稠油井更是存,耗高能,成本高开采,象严重等问题能源浪费现。液面低、产液量少的问题针对油井供液不足、油井,工艺取代传统的游梁式抽油机生产工艺国内各油田普遍采用油井螺杆泵采油,足螺杆泵抽油装置的生产工艺要求但不少油井特别是稠油井仍不能满,、能耗高的问题存在油泵空抽,此为,应用变频调速螺杆泵的转速在油田螺杆泵抽油装置上,在合适的运行状态以保证螺杆泵工作,井连续抽油从而确保油,系统的运行效率并达到提高油井,能的目的节约电。

  先进的节电设备变频器是一种,过对电源的频率的变化其主要工作原理是通,机的转速来改变电,机的输出功率从而调整电,信号如图1 所示基本的工作流程。方式可分开环控制、闭环控制两种变频器应用过程中对信号的工作,作原理如图2所示其中开环控制工,原理如图3所示闭环控制工作。

  制方案可以采用开环控制(手动)方式在油田螺杆泵井上应用变频调速技术控,控制(自动)方式也可以采用闭环,闭环控制相结合的方式以及采用开环控制与,自动切换开关的方法在系统中设置手动和,产工作的需要以满足现场生。

  速控制柜上的电位器来控制其运行该方案的螺杆泵电动机由变频调。不安装流量油井管道上,人工定时检测流量检测采用,油井供液情况操作人员根据,位器来调节变频器的输出频率通过人工调节5 k赘的电,杆泵的排量控制油井螺,不间断连续抽油从而实现油井,螺杆泵空抽防止油井,生产平稳运行的目的达到节能降耗和油井。

  杆泵原油管道的流量来自动控制其运行该方案的螺杆泵电动机由变频器根据螺。20 mA 模拟信号输出的流量阀螺杆泵油管出口管道上安装带4耀,信号传给变频器通过它将流量,号作为输出的反馈信号变频器把该流量模拟信。后与变频器设定值进行比较变频器在接收流量反馈信号,D调节控制算法之后采用PI,来自动调节控制螺杆泵的排量通过变频器输出频率的变化,平稳运行自动控制的目的达到节能降耗和油井生产。明井下可抽油量充足流量反馈值高时说,转速以增大抽油能力变频器提升螺杆泵,井下油量少供液不足流量反馈值低时说明,低螺杆泵转速变频器会降,一定低值直到降低,断连续抽油保证不间。

  应用试验根据现场,应控制在25 Hz变频器最低输出值,机转速太低因为抽油,效严重下降会导致地泵,能降耗效果直接影响节。时同,拟信号来控制起停和运行状态变频器根据外部启动信号和模,杆泵的全面保护从而实现对螺。

  和闭环控制技术方案结合于一体该方案是将开环控制技术方案,手动和自动切换开关并在控制系统中加入,其中的一种运行方式现场实际运行时选,电器、电路检修它既便于现场,生产连续运行又能确保正常,方式出现故障时当其中一种运行,种运行方式下运行可以切换到另一。华体汇app

  油装置上各应用了ABB 型号为ACS400 的30 kW 小功率变频器2 台和VF-A5P型30 kW小功率变频器1 台自2005 年7 月以来先后在孤东采油厂新滩油田KD701# 油井、KD701-1# 油井和KD44X1 油井螺杆泵抽,场控制工艺方法采用一控一的现。开环控制方式三者均采用。状况如表1 所列安装前后的运行。

  器输出频率均在30Hz左右由表1 中可看出3 台变频,果显著节电效。-1#和KD44X1应用变频调速技术前后的各数据对比表表2、表3 和表4 分别是油井KD701#、KD701。

  上安装变频器后在油井螺杆泵,流大幅下降电机工作电,率也大幅下降电机输入功,随之提高功率因数,果明显节电效,也大幅提高系统效率,降325 kWh平均日耗电量下。是泵效有所下降值得指出的一点,正常现象但这是,率下降之后因为电流频,设计工况下运行电机和泵不能在,能最佳效果不,有所下降因此泵效,效果显著但节电,节电率可达35%以上3台在用泵机组综合,18 800 kWh 以上3 台在用变频器年节电达1。用既可为解决因地层供液不足而造成的空抽现象由此可见变频调速技术在油田油井螺杆泵上的应,了一个好的解决方法这给降低能耗提供,连续运行的工作需要又可满足油田生产,产设备的使用寿命且延长了油井生。

  调节螺杆泵转速1)采用变频器,油系统效率可以提高采,械故障减少机,设备使用寿命延长抽油装置,系统高效运行确保油井机采。

  防抽空保护装置2)采用油井,成抽油机空抽而损坏抽油装置的问题能有效解决油井因地层供液不足造,生产平稳运行确保油井连续。

  操作简单3)系统,可靠性能。杆泵抽油装置同步运行变频调速控制系统与螺,特殊调节不必进行,系统稳定可靠整个控制操作,率低故障。

  软启、软停和保护功能4)具有油井螺杆泵。的流质含量成分复杂由于螺杆泵管道内,、软停功能可以减少对抽油杆的冲击具有变转矩负载特性的变频器的软启,过载等情况都能有效地进行保护停机对稠油、结腊、沙卡等造成的堵转,机及机械设备以保护电动,维修量减少,断杆防止。路及电动机失速都能可靠地保护变频器对过压、欠压、过载、短,动机的寿命对延长电,都具有很好的作用减少设备磨损等。

  组件的使用寿命5)延长密封,机维修率降低停,的维护费用节省大量,井变压器的容量同时还可增加油,器容量费用节省变压。

  频调速技术后1)应用变,果显著节能效。D44X1油井油气生产工艺流程中应用的3 台变频器情况来看从孤东采油厂新滩油田KD701#、KD701-1# 和K,率明显得到提高油井平均系统效,达462 890 余kWh使用4 年多来累计节约电能,kWh价格计算以0.65元/,电费达30多万元则已实现累计节省。

  设备使用寿命2)延长了,障维修工作量减少设备故。用情况看从现场使,调速技术后使用变频,节约了能源不但大大,设备的维修维护费用而且有效地减少了。泵实现低速旋转后由于油气混输螺杆,泵启动电流小油气混输螺杆,的冲击波减小对供电电网,电设备也大有好处对整条电网其他用,调速技术后采用变频,数大大降低泵的维修次,螺杆泵的完好率提高了油气混输,螺杆泵易损件的维修费用同时也节省了油气混输。

  生产工艺的噪音污染3)降低了油井油气,职工的工作环境有效地改善了,职业危害减少了。

  过程实现变频调速控制4)供液不足油井生产,程的平稳运行保证了生产过,生产不间断输送满足了油井连续,连续输送防止管道堵塞的工艺要求特别是冬季气温低连续生产长距离。

  自动化管理水平和企业的经济效益5)提高了油井油气生产过程的,的生产开发提供了良好的经验尤其对稠油区块低渗透油田。

  性能的变频调速控制技术在油井螺杆泵上应用高,节上减少大量的开发成本和电能费用可以帮助油田开发企业在采油生产环,推广应用价值具有良好的。

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