張曉霞（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向，具有顯著的節(jié)能效果和優(yōu)異的調(diào)速性能。在石油行業(yè)中，注水系統(tǒng)是油田的耗電大戶，耗電量占整個(gè)油田生產(chǎn)的40%左右，因此，降低注水系統(tǒng)能耗是油田注水面臨的重大問(wèn)題[1]。

1 某區(qū)塊注水系統(tǒng)概述

某區(qū)塊注水系統(tǒng)已建成注水站9座，共安裝注水泵25臺(tái)，注水能力75000m3/d，注水井1599口，平均泵壓15.6MPa，平均管壓15.1MPa，平均注水單耗5.74kWh/m3。

某區(qū)塊注水系統(tǒng)由于受鉆關(guān)、洗井、測(cè)試等因素的影響，注水系統(tǒng)的注水量波動(dòng)較大，只能通過(guò)調(diào)節(jié)注水泵出口閥門來(lái)控制流量，增加了管網(wǎng)損耗，泵管壓差較大，注水單耗較高。

為了解決某區(qū)塊注水系統(tǒng)存在的問(wèn)題，我們提出在某區(qū)塊注水管網(wǎng)的中杻位置某注水站安裝高壓變頻裝置。

2 高壓注水變頻應(yīng)用

A注水站建有D300-150×11注水泵2臺(tái)，電動(dòng)機(jī)功率2240kW，日平均注水量8500m3以上，注水單耗5.80kWh/m3。某區(qū)塊注水管網(wǎng)相互聯(lián)通，A注水站又處于注水管網(wǎng)的中杻位置，對(duì)整個(gè)注水系統(tǒng)影響較大，通過(guò)利用高壓變頻調(diào)節(jié)靈活的優(yōu)勢(shì)，能夠最大限度挖掘其系統(tǒng)節(jié)能潛力。注水站變頻控制應(yīng)用見(jiàn)圖1。

圖1 某注水站控制原理

3 高壓注水變頻運(yùn)行效果分析

3.1 A注水站運(yùn)行效果分析

A注水站安裝高壓變頻器以來(lái)，泵管壓差、注水單耗下降幅度較大，2012年與2010年對(duì)比分別下降了0.50MPa、0.96kWh/m3（表1），取得了較好的節(jié)能效果。

表1 A注水站安裝高壓變頻前后效果對(duì)比

變頻器運(yùn)行前后某注水站月平均注水單耗見(jiàn)圖2。

表2 A注水站高壓變頻運(yùn)行前后某區(qū)塊注水系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

圖2 變頻器運(yùn)行前后某注水站月平均注水單耗趨勢(shì)

3.2 某區(qū)塊注水系統(tǒng)運(yùn)行效果分析

由于注水系統(tǒng)是由各個(gè)注水站及注水管網(wǎng)構(gòu)成的一個(gè)整體，A注水站作為某區(qū)塊注水系統(tǒng)的一部分，改變A注水站的運(yùn)行狀況必然會(huì)引起系統(tǒng)各部分能量損耗發(fā)生變化，并使各注水站的負(fù)荷分配發(fā)生改變，對(duì)整個(gè)區(qū)塊注水系統(tǒng)造成一定的影響[1]。

從表2可以看出，變頻運(yùn)行后，某區(qū)塊注水系統(tǒng)單耗由5.74kWh/m3下降到5.54kWh/m3，下降了0.2kWh/m3，運(yùn)行效果比較好。但同時(shí)我們也注意到某區(qū)塊注水系統(tǒng)的6座注水站單耗有3座上升，3座下降，這說(shuō)明某區(qū)塊注水系統(tǒng)耦合性較強(qiáng)。因此必須考慮單站運(yùn)行狀態(tài)的改變對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，要保證整個(gè)系統(tǒng)處于優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)，就必須采取統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制方式，才能取得更加顯著的節(jié)能效果。

4 結(jié)論

1）高壓注水變頻作為調(diào)節(jié)單個(gè)注水站運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)措施，可以保證注水站運(yùn)行在較優(yōu)的工況下，實(shí)現(xiàn)注水量的無(wú)節(jié)流調(diào)節(jié)，降低注水單耗。

2）由于注水系統(tǒng)一般整體性較強(qiáng)，改變一個(gè)注水站的運(yùn)行狀況會(huì)引起系統(tǒng)各部分能量損耗發(fā)生變化，因此高壓注水變頻作為整個(gè)系統(tǒng)調(diào)控的一個(gè)“支點(diǎn)”，只有統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。

[1]王海文,王一平,馮明華,等.高壓變頻器技術(shù)在油田注水系統(tǒng)的應(yīng)用與節(jié)能分析[J].石油工程建設(shè)，2006（3）:28-29.