潛油電泵井應用中壓變頻器節能效果分析

李卓?。ù髴c油田有限責任公司裝備制造集團）

?

潛油電泵井應用中壓變頻器節能效果分析

李卓（大慶油田有限責任公司裝備制造集團）

隨著油田不斷開發，供排情況發生變化，潛油電泵井受到高壓、高溫、地層壓力等井下參數的影響，使潛油電泵在啟動時產生沖擊性電流，損壞電泵電纜及機組等。通過在潛油電泵上安裝變頻器，可根據供液情況適時地調整油井生產參數，有效地解決上述問題，延長了機組運行壽命，提高系統穩定性?，F場實施3臺電泵井，功率因數平均提高了0.195，綜合節電率為7.03%，為潛油電泵正常運行提供了保障。

變頻器；潛油電泵井；功率因數

隨著油田產量的逐漸變化，油水井的連通性差，造成部分油井產量及動液面變化較大，對采用潛油電泵采油方式的油井來說，當產液量低時，電泵井容易抽空，定轉子將出現干磨，影響到電泵井的正常作業和電泵的使用壽命。在生產中為滿足動液面的變化，需對電泵井進行頻繁的啟停，造成能源的浪費，在電泵井上安裝變頻器可解決上述問題，變頻器可使電動機的啟動方式為低壓、低頻，可按生產要求設置或調整工作頻率，可根據生產參數自動調整轉速，實現閉環控制［1］。在電泵井上安裝變頻器不僅能滿足工藝要求還能保證機組正常運行。

1　工作原理

潛油電泵是目前油田應用較多的一種采油方式。井下部分是潛油電泵的主要機組，一般布置時潛油多級離心泵在上面，油氣分離器和保護器在中間，潛油電動機在下面。電泵機組在井下工作時，如果井下液面波動較大，會引起轉矩電流產生一定幅度的波動，造成線路壓降變化，同時電動機端電壓變化較大，易引起電動機過勵磁和欠勵磁，加之井下電動機散熱條件較差，容易燒毀電動機。如果通過調整油嘴進行整改，不能滿足生產需要，而更換泵機組的成本又太過昂貴。泵機組工頻啟動時，啟動電流過大，對電極絕緣有一定損傷，產生的沖擊扭矩對管線和電泵結構會產生損害，如果井內含砂，泵吸入口突然產生的吸力易造成卡泵。

潛油電泵安裝中壓變頻器后，可實現自動控制液量及液面。由于泵排量與轉速成正比，軸功率與轉速的3次方成正比，在下調頻率后，電動機轉速及軸功率下降；同時，由于供電頻率下降使電泵井的理論排量下降，起到了更換小泵的作用，達到節能效果。此外，變頻器還可增大排量范圍，尤其是供液不足的井況，可避免欠載停機，保證油井連續生產，減少電泵損壞概率。

2　現場應用

2013年，在油田某采油廠對3臺安裝中壓變頻器裝置的電泵井進行了現場節能效果測試，通過對其改造前后進行現場比對測試，3臺電泵井安裝中壓變頻器后平均有功節電率為5.38%，無功節電率為44.53%，綜合節電率為7.03%，功率因數平均提高了0.195，取得了較好的增產和節能效果，并有效提高了抽油機井的系統效率，見表1。

表1　中壓變頻器應用效果對比

自2013年1月現場3口電泵井開始應用后，1#、2#、3#電泵井單井輸入功率分別降低了1.41 kW、1.49 kW、1.49 kW。安裝前1#、2#、3#電泵井年用電總計為46.79×104kWh（按330 d計算），安裝后1#、2#、3#電泵井年用電總計為43.31×104kWh（按330 d計算），年節約3.48×104kWh電量，按電價0.6元/kWh計算，3口電泵井平均年節約成本2.09萬元。

3　結論

通過對潛油電泵裝置安裝中壓變頻器的現場實際應用效果測試，可以得出以下結論：

1）能夠在生產過程中根據生產參數隨時調整頻率來控制排量及液面，使泵機組始終處于最佳工況點工作。

2）電泵井進行變頻改造實現了電泵的軟啟動、軟停車，有效保護了電泵與電纜；通過調節頻率可方便調節油壓，避免了電泵在高壓下的長期運行；延長了電泵壽命，節約了油井維修、維護費用，使電泵機組在最佳工況下運行，大大提高了電泵采油系統的效率。同時，提高了功率因數，節電效果明顯。

［1］朱益飛，淳永忠，張恒鈺，等.變頻調速技術在油田潛油電泵中的應用［J］.電力需求側管理，2011（1）：46-48.

（編輯鞏亞清）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.05.008

2016-01-27

李卓，2011年畢業于黑龍江工程學院（測控技術與儀器專業），從事潛油電泵生產管理工作，E-mail：40192239@qq.com，地址：黑龍江省大慶市力神泵業有限公司，163000。