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應(yīng)用設(shè)計

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森蘭 潛油電泵的變頻調(diào)速

森蘭 潛油電泵的變頻調(diào)速

一、概述

潛油電泵是油井井下工作的多級離心泵,是常用的采油設(shè)備之一。油泵長期連續(xù)工作于2~3km井下高溫、強(qiáng)腐蝕的惡劣環(huán)境中,由于深入油層,故工作效率較高,近年來油田應(yīng)用愈加廣泛。潛油泵的電動機(jī)功率均不太大,一般在55~75kW之間。由于油井深、線路長,若采用較低的電源電壓,則線路壓降太大,電動機(jī)的端電壓低無法正常工作。若提高電源電壓,線路壓降雖小,由于線路分布參數(shù)的影響,使得啟動過程中反壓較高,容易損壞電纜電機(jī)的絕緣性,影響使用壽命。因此,電源電壓也不能太高,目前國內(nèi)大部分油田采用的多是1140伏電壓供電。

電源電壓提高到1140伏后,線路壓降滿足電動機(jī)起動和運(yùn)行的要求,但上電起動時沖擊電流大,分布電感使系統(tǒng)內(nèi)反壓過高,經(jīng)常造成電動機(jī)、線路絕緣損壞的問題仍然存在。由于油井地質(zhì)狀況變化較大,而潛油電泵設(shè)計余量又往往偏大,尤其是井下液量不足時,泵產(chǎn)生的油壓過高,故縮短泵的使用壽命,其維修及更換幾率增加。另外,潛油電泵在離地2~3km井下,無法實施就地功率因數(shù)補(bǔ)償,電動機(jī)消耗的無功功率,需由電源供給,線路上既有有功電流,又有無功電流傳輸,合成的電流很大,由此產(chǎn)生的損耗也大。為解決上述問題,對油泵電機(jī)必須進(jìn)行變頻調(diào)速控制。

二、潛油電泵變頻調(diào)速的優(yōu)勢

變頻器具備軟起動功能,可以在電動機(jī)額定電流下順利起動,故反電勢及沖擊電流很小,絕緣易受破壞的問題出現(xiàn)幾率較低。用變頻器后,無論重載或輕載,系統(tǒng)的功率因數(shù)均較高,電動機(jī)需要的無功能量直接取自于變頻器,可減少供電線路上的能量損耗。另外,可按油井當(dāng)前狀況調(diào)節(jié)出油量,使油井工作在最佳狀態(tài),降低故障率的同時提高工作效率。還可組成壓力、溫度閉環(huán)系統(tǒng),提高自動化程度及實現(xiàn)最佳控制。

采用變頻調(diào)速后,對于富油油井,可以增產(chǎn);對于貧油油井可以做到連續(xù)生產(chǎn)且減少停井次數(shù)并達(dá)到節(jié)能的目的;對含砂油井,可以減少卡泵次數(shù),并可反轉(zhuǎn)排砂,延長電泵壽命;對于含氣油井,可提高轉(zhuǎn)速減少油氣分離不佳所致的氣鎖現(xiàn)象出現(xiàn)而增產(chǎn)增效;對于含蠟油井,可減少結(jié)蠟、結(jié)垢而降低管路堵塞次數(shù);對于稠油油井,可低速大功率運(yùn)行,減少停井次數(shù)并獲得可觀的節(jié)能效果。

三、變頻調(diào)速的技術(shù)方案

采用森蘭1140V中壓變頻器。為降低變頻器的輸出諧波,需在變頻器的輸出端加裝輸出電抗器和輸出濾波器或正弦波濾波器。操作方式為手動控制,操作人員可根據(jù)現(xiàn)場情況手動調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率來滿足工藝的需要。

本公司研發(fā)的1140伏三電平變頻器,與二電平相比較,其輸出的電壓波形為梯形脈沖所組成,但其脈沖幅值卻降低一倍,較好地解決了dv/dt高所帶來的絕緣及諧波等問題,使變頻器的輸出波形更接近正弦波,徹底地解決了器件換流對電機(jī)絕緣造成的沖擊導(dǎo)致的絕流損傷、軸電壓對電機(jī)軸承的腐蝕以及傳導(dǎo)干擾、輻射干擾等諸多問題,降低漏電流及電機(jī)噪音。研發(fā)成功后,潛油電泵變頻調(diào)速全部使用1140伏的三電平變頻器。

審核編輯(
王靜
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