任傳學(xué)（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

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高壓注水泵的泵控泵變頻技術(shù)

任傳學(xué)（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

大慶薩北油田老區(qū)注水系統(tǒng)耗電量占油田總體開發(fā)耗電量的40%，隨著各種先進(jìn)開采技術(shù)的投入使用，開發(fā)成本也逐年增高。為了控制注水泵耗電量的上升、降低原油開采成本，已把注水單耗、注水泵效等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為評判機(jī)泵高效運(yùn)行的依據(jù)。目前均采用6kV高壓電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)油田注水泵，因此注水電動(dòng)機(jī)節(jié)電是節(jié)能降耗的主要環(huán)節(jié)。通過對北Ⅱ-3注水站注水泵采用泵控泵變頻技術(shù)優(yōu)化減級，調(diào)節(jié)注水泵出口壓力、降低泵管壓差，達(dá)到降低電能的節(jié)能效果。

注水泵泵控泵變頻技術(shù)節(jié)能降耗

隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長，地層壓力明顯下降，注水泵出口壓力與高壓匯管壓力有較大的差值，在日常工作中通過控制高壓注水泵出口閥門達(dá)到調(diào)節(jié)注水匯管壓力的目的，這種控制方式既造成了大量的電能浪費(fèi)，又由于高壓注水泵泵腔內(nèi)壓力過高影響設(shè)備的安全運(yùn)行，縮短設(shè)備使用壽命［1］。在確保地層注水要求的前提下，第三采油廠第五油礦北Ⅱ-3注水站結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，將5#注水泵進(jìn)行優(yōu)化減級，采用泵控泵變頻調(diào)速控制技術(shù)，安裝變頻調(diào)速裝置，降低高壓注水泵電能浪費(fèi)，達(dá)到設(shè)備安全運(yùn)行，延長使用壽命，節(jié)約電能的目的。

1　注水站工藝簡介

高，運(yùn)行時(shí)磨損較大，耗電量較高，造成電能的浪費(fèi)。

2　泵控泵變頻技術(shù)

泵控泵變頻控制裝置是由1臺(tái)低壓單級離心泵及1臺(tái)與低壓離心泵匹配的低壓變頻器組成。通過變頻器的頻率變化達(dá)到無級調(diào)節(jié)增壓泵轉(zhuǎn)數(shù)、控制增壓泵出口壓力和流量的目的。高壓注水泵安裝泵控泵變頻裝置，需將高壓注水泵進(jìn)行減級，增壓泵安裝在高壓注水泵的進(jìn)口位置，增壓泵將低壓水加壓后供給高壓注水泵。增壓泵采用變頻控制，其控制調(diào)節(jié)范圍寬，投資較低，在工藝上改造簡單，操作方便［2］。

泵控泵變頻技術(shù)是無級調(diào)速，2008年北Ⅱ-3注水站結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，在5#高壓注水機(jī)組進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。高壓注水泵型號(hào)為D280-160A，高壓電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YKOS2240-2/990，高壓注水泵為11級，電動(dòng)機(jī)功率為2240kW，運(yùn)行時(shí)泵、管壓差達(dá)1.3MPa以上，因此在5#注水泵安裝泵控泵變頻裝置，高壓注水泵共11級，泵壓每級1.5MPa，因此將葉輪由11級減為10級，注水泵揚(yáng)程降低至15MPa左右，在注水泵進(jìn)口前加裝增壓泵，通過變頻器對增壓泵進(jìn)行無級變頻調(diào)節(jié)，提高高壓注水泵進(jìn)口壓力。

3　應(yīng)用效果

2007年北Ⅱ-3注水站改造后，2008年10月15日投產(chǎn)，采用泵控泵變頻調(diào)速技術(shù)后的5#（D280-大慶油田北Ⅱ-3注水站投產(chǎn)于1977年10月，經(jīng)1983、1997、2002及2007年4次改造，目前裝機(jī)能力為31920m3/d，含油污水運(yùn)行能力為12000m3/d，深度污水運(yùn)行能力為7200m3/d。站內(nèi)現(xiàn)有供水站4座（2801含油污水處理站、北Ⅱ-1含油污水處理站、北十三聯(lián)聚合物污水處理站、北十三聯(lián)深度污水處理站）。高壓水輸送至北二區(qū)一排、北二區(qū)三排、北三區(qū)四排、北二區(qū)五排、北二區(qū)新五排、北二區(qū)新一排、薩北2801注入站。由于大部分注水井采用分層注水，存在注入高壓水壓力不平穩(wěn)、注水量不達(dá)標(biāo)等問題，同時(shí)又由于高壓注水泵泵壓較160A）注水泵試運(yùn)行，運(yùn)行平穩(wěn)，高壓注水泵出口壓力由17.1MPa降低到16.3MPa，下降0.8MPa，泵管壓差也降低了0.8MPa，達(dá)到公司要求的泵管壓差0.5MPa以下的標(biāo)準(zhǔn)，高壓注水電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流由22.3A降為19.6A，降低2.7A，注水單耗降低了0.9kWh/m3。高壓注水泵日用電量由4.23×104kWh減少到3.67×104kWh，日節(jié)電5580kWh。增壓泵日耗電量1900kWh，日節(jié)電可達(dá)到3680kWh。采用此技術(shù)后既滿足了注水量需求，也確保了地層壓力。北Ⅱ-3注水站5#注水泵采用泵控泵變頻技術(shù)前后數(shù)據(jù)對比，見表1。

表1　泵控泵變頻技術(shù)前后數(shù)據(jù)對比

運(yùn)行泵控泵變頻控制可日節(jié)電5580kWh，每度電以0.5元計(jì)算，每年如運(yùn)行200天，年可節(jié)省55.8萬元。如果將增壓泵耗電考慮到注水機(jī)組耗電中來，日節(jié)電3680kWh，年可節(jié)省36.8萬元。

［1］陸濤平，胡靜邦.石油工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002：355-374.

［2］汪學(xué)峰.變頻器在大型化肥裝置氣化爐沱油泵的應(yīng)用［J］.石油石化節(jié)能，2012（8）：30-31.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.09.011

2015-05-04）

任傳學(xué)，2011年畢業(yè)于東北石油大學(xué)（石油工程專業(yè)），從事變電管理工作，E-mail：94454678@qq.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠第五油礦北二三注水變電隊(duì)，163152。