吳宇瀅(大慶油田有限責任公司第三采油廠工程技術(shù)大隊 黑龍江 大慶 163113)
潛油電泵工作在高溫、高壓的油、氣、水三相介質(zhì)中,含有一定的腐蝕物和砂、蠟等,工作環(huán)境惡劣,線路損耗大,啟動電流為正常值3~8倍,對電泵電纜及電機的沖擊較大,易造成泵軸損壞。
電泵機組的損壞可以從以下三個方面來分析:
(1)潛油電泵軸是潛油電泵的重要部件,泵軸細而長,傳遞的功率大,工作時扭轉(zhuǎn)角較大,易于引起泵軸過早斷裂。
(2)頻繁啟機易造成泵軸斷。每啟動機組一次,井下電機上會加以電機額定電流的3—8倍的沖擊電流,對泵的機械沖擊損害較大,容易發(fā)生軸斷問題。
(3)每停機一次,在電泵供電系統(tǒng)中產(chǎn)生放電反沖擊,使電纜絕緣下降;井下電機上會加以電機額定電流的3—8倍的大電流沖擊,電纜絕緣性能受到較大影響,對電纜絕緣低的井容易造成電纜被擊穿而燒泵。
軟啟動控制技術(shù)主要應用電子技術(shù),由16位單片機對可控硅導通角進行智能控制輸出電壓。在電泵井啟動與停機過程中,對起停機時間,及啟動電壓進行人工設(shè)置。啟動過程中,可控硅使電機工作電壓由零伏無級連續(xù)升至機組額定電壓值,旁通開關(guān)自動吸合,這時軟啟動器實現(xiàn)監(jiān)控、保護和測量功能。停機過程中,停機調(diào)整時間之初,旁通開關(guān)打開,轉(zhuǎn)到軟啟動器工作,在調(diào)整時間內(nèi)軟啟動器實現(xiàn)軟停功能,避免了操作過電壓對電機及電纜絕緣造成的破壞。
從北3-2-60井啟動電流特征曲線圖(圖1)可以看出,常規(guī)全壓啟動存在瞬時電流沖擊波峰,瞬時(1-2S)電流高達239A,而軟啟動使電機工作電壓在10S內(nèi)由完成啟動過程,電機運行電流平穩(wěn)增加,最高值只有81A,避免了瞬間的峰值大電流沖擊。
主要技術(shù)指標如下:
⑴啟動電壓5%~95%U,啟動、停機時間0~60s可調(diào);
⑵欠載、過載、短路、缺相、電流不平衡保護;
⑶三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)自動顯示。
在17口電泵井安裝了軟啟動控制屏,便于長期觀察軟啟動控制屏的應用效果。目前,該17口井運行良好,軟啟動裝置沒有出現(xiàn)任何故障。
電泵井安裝軟啟動控制屏后運行情況表 表1
1.啟動機組時的沖擊電流大大下降
普通控制屏電泵機組啟動電壓為全壓啟動,會帶給機組4-8倍額定電流的大電流沖擊,安裝軟啟動控制屏,啟動電壓全部實施降壓啟動,啟動電壓為額定電壓的19%。
2.最大限度降低了電流沖擊
普通控制屏電泵機組起停機時間由瞬間(1S~2S)完成,存在明顯沖擊波,安裝軟啟動控制屏后起停時間為13S,最大限度降低了電流沖擊;
3.減緩機組絕緣值下降的速度
更換軟啟動控制屏井,機組絕緣指標保持了作業(yè)投產(chǎn)時2000MΩ的指標值;沒有安裝的井,平均下降了23MΩ。軟啟動技術(shù)可以減緩機組絕緣值下降的速度,有利于延長電泵機組使用壽命。
1.軟啟動使啟動電流由全壓啟動時額定電流的3-8倍降低到2倍左右,消除了啟動時大電流對電纜的沖擊。
2.軟啟動能平緩升壓,降低了啟動電流,避免了機組轉(zhuǎn)軸由靜態(tài)突然加速所造成的機械損傷,降低了機組斷軸的幾率;
3.軟啟動裝置投入成本低,無需其它配套設(shè)施,具有和變頻控制屏相媲美的啟動性能,而費用只有相同功率變頻控制屏的三分之一,適合大面積推廣應用。
[1]張玉斌,于海春潛油電泵機組質(zhì)量可靠性評定.石油鉆探技術(shù).2003.031(002):31-34.