节能降耗技术在潜油电泵井的应用

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1、节能降耗技术在潜油电泵井的应用化学工程与装备节能降耗技术在潜油电泵井的应用仇维章靳玉权2（大庆油出有限责任公司第一采油厂，黑龙江大庆163257）能技术，以提高电泵井的排量效率和系统效率，为实现潜油电泵井整体节能降耗提供技术保障。1问题的提出潜油电泵作为一种产液量高、排量效率高、检泵周期长、方便管理的机械采油方式，在油田得到广泛地应用。但电泵设计配置与牛•产动态变化间存在不协调环节，一是电泵机组设计扬程单一，出厂设计扬程均为1000m；二是目前电泵井井下配套电动机为异步潜油电动机，功率因数小于0.8,导致无功功率大，能耗损失高;三是随着潜油电泵井

2、供排关系的变化，电泵井的排量与油井供液能力不相匹配，经常出现欠载或过载停机等现象，致使机组损坏。为了解决上述问题，现场优化潜油电泵井参数，应用减级泵、自动补偿控制技术、永磁同步电动机技术、电泵变频调速技术，以及推广应用成熟管理技术，强化电泵井的日常管理，改善工作状况，提高经济运行能力，实现电泵井节能降耗的目的。2自动补偿控制柜技术潜油电泵井自动补偿控制柜技术是针对目前电泵井电网系统功率因数偏低，消耗无用功过高而研制的。其原理是利用电容与潜油电动机对电压超前和滞后的特性，在变压器输出侧安装补偿器，补偿6kV侧电压与电流过大的相位角，即功率因数,降低

3、电网消耗的无用功，达到节能的目的。机采井工作时的电能能耗主耍是电动机做功实际消耗的电能和电流通过导线传输时的线路损耗（P=3I2R）,简称线损。线损又甫有功电流和无功电流组成。电动机消耗的电能不能减少，否则会影响其正常运转。而线路损耗中的无功电流却可以通过一定的方法，使其降低到最低程度，使传输回路上只剩下有功电流的线路损耗。自动补偿控制柜的自动补偿控制器是采用TI公司的混合信号处理器（MSP）技术，具有集成度高、测量精度高、处理速度快、功耗低等特点，可保证系统的可靠性和抗干扰能力。它采用数字信号处理算法和模型识别与预估分析算法，确保采用最优化的电

4、容投切方案，自动识别故障（过压、元件损坏等）并报警。并且采用监控三相电压和三相电流，保证测量和控制的准确性和可靠性，能够真正实现长时间连续稳定运行。自动补偿控制柜主要是提高机采井的功率因数，最大限度地将无功电流降低到最低程度，使无功线损降低到接近为3永磁同步电动机技术永磁同步电动机与异步电动机相比，减少了定了电流和定了电阻损耗，使其效率比同规格的电动机提高2%8%.永磁同步电动机具有功率因数高、体积小、重量轻等特点，有利于改善电网供电状况，是一种技术较成熟、工艺较稳定的节能产品。永磁同步电动机的功率因数达到0.95,比异步电动机的功率因数（0.8

5、0）高0.15,其效率为85%,比异步电动机的效率（80%）高5%,且转速恒定。电动机的输入功率降低，可降低电动机无功功率,取得良好的节电效果。该电动机具备自启动能力，适用于90C以下井温的环境耍求。4变频调速电泵机组合理的排量效率应为80%120%.三次采油技术的应用，电泵井产液量有较大的阶段性变化，导致电泵机组某一段时间内在极不合理状态下运行，严重影响机组寿命。同时，仅依靠油嘴调整产液，满足不了油井产液量变化的需要，更换电泵机组投入费用又比较高。因此，为了延长潜油电泵井的检泵周期，保证正常生产，可采用变频调速技术。潜油电泵变频调速技术是运用变

6、频控制屏和普通的潜油电泵机组配套调速的工艺技术，通过变频控制屏内的变频系统和微机控制系统，进行自动跟踪改变电源频率，从而改变电动机的转速，调节多级离心泵的排量，使潜油电泵的特性和油井生产能力相匹配、电泵机组在最佳工作区内工作，达到减少机械及电气故障、延长电泵井寿命、增产及节能的目的。变频器频率调节范围通常为3060Hz,能使电泵额定排量范围扩展到30%120%,扩大了潜油电泵的合理排量范围。电泵变频调速技术主要有高压变频驱动系统与中压变频驱动系统。高压变频驱动系统的变频器采用高■低■高结构，即以低压变频器，配以升、降压变压器和输入、输出滤波器直接

7、集成高压变频系统。高压变频系统采用的滤波器和变压器都是针对具体应用专门设计的，可有效地解决高次谐波长线传输的问题。加配降压及升压变压器，一次性生产投入成本有所下降。在中压范围（三相交流1300V,内实现频率的可调，中压变频器通过改变频率，部分电泵井不仅提高液量和油量，而但保证电泵井在合理的范围内运行。电泵变频调速技术具有软启动功能、稳压保护功能、软失速功能和控制功能。变频器随着频率的逐级递增，缓慢、平稳地启动电动机；变频器可自动控制输向电动机的端电压，如发生过电压，变频器可自动稳压处理，发生欠电压，变频器可自动降频处理；变频器可控制机组转矩不超过

8、额定水平，并且可在变频器上进行反转电动机操作，确保机组正常运转。控制功能包括手动控制、转矩电流控制和间歇控制。手动控制是指在地面上可手动