潛油電泵電氣控制技術(shù)探討

張文宇

【摘要】近幾年來(lái)，隨著我國(guó)石油工業(yè)的快速發(fā)展以及為了能夠滿足油田開(kāi)采油的需要，此時(shí)潛油電泵電氣控制技術(shù)開(kāi)始成熟起來(lái)。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，這樣做不僅可以提高油田的采油速度，而且可以提高采收率。本文主要對(duì)潛油電泵電氣控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，確保石油開(kāi)采業(yè)的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】潛油電泵；電氣；控制技術(shù)

潛油電泵是一種較為常見(jiàn)的機(jī)械采油設(shè)備，潛油電泵具有屬于其自身的特點(diǎn)，因此在國(guó)內(nèi)以及國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用。在海上平臺(tái)采油中已經(jīng)廣泛使用潛油電泵。為了能夠保證油田穩(wěn)定發(fā)展以及生產(chǎn)，這就要選用潛油電泵大排量強(qiáng)采這一手段。

1.潛油電泵的電氣控制

1.1電氣控制的簡(jiǎn)介

隨著油田的發(fā)展，潛油電泵的用途越來(lái)越廣，潛油電泵的電氣控制變的越來(lái)越主要，逐步成為了電泵生產(chǎn)過(guò)程中的重要組成部分。現(xiàn)在一般的生產(chǎn)廠家所用的電氣控制系統(tǒng)通常是將用到的各種斷路器、接觸器、繼電器等傳統(tǒng)低壓電器與PLC、變頻器、觸摸屏等現(xiàn)代智能化控制設(shè)備組合裝配成電氣控制柜，同時(shí)也將控制系統(tǒng)的控制、測(cè)量、信號(hào)、保護(hù)、調(diào)節(jié)等功能組合在一起，安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或控制室內(nèi)?？梢?jiàn)，電氣控制柜是實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)控制的主要部分，是電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要裝置。

1.2潛油電泵工作特性

離心泵工作特性是潛油電泵井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一。離心泵工作特性曲線主要反映揚(yáng)程一流量特性、泵軸功率一流量特性及效率一流量特性。

在離心泵工作特性曲線上有一個(gè)最高效率點(diǎn)，稱為額定工作點(diǎn)，最高效率點(diǎn)下的揚(yáng)程、流量和功率。將最高效率點(diǎn)流量的80%至120%區(qū)間內(nèi)各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn)稱為高效工作區(qū)，只要離心泵在高效區(qū)內(nèi)工作，就認(rèn)為離心泵的工作是經(jīng)濟(jì)合理的。

2.怎樣提高潛油電泵的電氣控制

潛油電泵的電氣控制主要是通過(guò)電控柜來(lái)實(shí)現(xiàn)的，近幾年來(lái)，潛油電泵在世界單位得到了廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)以及國(guó)外在潛油電泵采油技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了研究，所以不僅要擴(kuò)大潛油電泵的應(yīng)用范圍，而且要不斷提高潛油電泵的控制柜的制造水平。

要想對(duì)電氣控制柜進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，就必須對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，因此電氣控制柜的人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)是一個(gè)全新的課題。隨著近些年的研究，特別是模糊綜合評(píng)價(jià)理論引入到人機(jī)工程學(xué)的產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系中之后，該領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善。模糊綜合評(píng)價(jià)法是將不確定的因素進(jìn)行了量化，通過(guò)確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重并且用專家打分的方式得到產(chǎn)品的量化分?jǐn)?shù)，從而對(duì)其進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)的評(píng)價(jià)的方法。

3.潛油電泵的工作原理以及優(yōu)缺點(diǎn)

潛油電泵機(jī)組主要是將電能作為其動(dòng)力源，電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)降壓器來(lái)對(duì)電壓進(jìn)行改變，然后再輸入到變頻器中，通過(guò)變頻器切換到電源頻率之后，又輸入到升壓變頻器，從而可以將電壓提升到電機(jī)所需要的電壓，再通過(guò)潛油電纜將電能傳輸給潛油電機(jī)，然后再借助潛油電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，促使?jié)撚碗x心泵高速旋轉(zhuǎn)。

潛油電泵的優(yōu)點(diǎn)如下：第一，潛油電泵的最主要的優(yōu)點(diǎn)就是大排量采液。然而現(xiàn)階段潛油電泵也會(huì)應(yīng)用到產(chǎn)液量較低的油井；第二，潛油電泵還可以將油井中位于上部水層的水轉(zhuǎn)注到注水層中；第三，簡(jiǎn)便的操作以及簡(jiǎn)便的管理；第四，可以更好的運(yùn)用到斜井、水平井以及海上采油，但是，目前潛油電泵也經(jīng)常應(yīng)用于產(chǎn)液量比較低的油井；第五，容易處理腐蝕等問(wèn)題；第六，方便井下壓力以及溫度等測(cè)試裝置的安裝，并且可以借助電纜將信號(hào)傳遞到地面。然而潛油電泵的缺點(diǎn)如下：第一，電機(jī)額定功率影響著潛油電泵的深入，如果套管的尺寸以及井底的溫度較高的時(shí)候，此時(shí)也會(huì)影響著潛油電泵的下入深度。如果大型高功率設(shè)備不能為電機(jī)提供給冷卻空間，這就會(huì)使得電機(jī)使用壽命受到嚴(yán)重的影響；第二，多級(jí)的、大功率的潛油功率的費(fèi)用比較高，這就會(huì)增加初期的投資，尤其是電纜的費(fèi)用也是比較昂貴的。比如：這些潛油電泵必須要具備抗腐蝕以及耐高溫，此時(shí)所需要的費(fèi)用是比較高的；第三，由于這些裝置會(huì)安裝在井下，如果這些裝置發(fā)生了故障，那么此時(shí)要修理這些管柱，這樣做不僅增加了修理費(fèi)用而，而且也會(huì)造成一定的浪費(fèi)；第四，由于井下的溫度是比較高，這就會(huì)使得電纜出現(xiàn)問(wèn)題，最終給電機(jī)帶來(lái)了危害。在石油開(kāi)采過(guò)程中，要認(rèn)識(shí)到潛油電泵的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，從而可以保證潛油電泵的正常運(yùn)行。

4.提高潛油電泵電氣控制技術(shù)的具體做法

近幾年來(lái)，在石油開(kāi)采過(guò)程中，潛油電泵得到了廣泛的應(yīng)用。然而石油工業(yè)的快速發(fā)展要求潛油電泵從數(shù)量以及質(zhì)量上都要不斷提升。除此之外，由于潛油電泵使用范圍的不斷擴(kuò)大，此時(shí)油田對(duì)潛油電泵提出了特殊的要求。為了能夠不斷提升潛油電泵的性能，此時(shí)國(guó)內(nèi)以及國(guó)外開(kāi)始不斷改進(jìn)潛油電泵及其配套控制柜的技術(shù)，目前已經(jīng)研發(fā)出一些新技術(shù)。

4.1新型控制柜技術(shù)

新型控制柜主要由中心控制器、柜體、隔離開(kāi)關(guān)、交流真空接觸器、電流互感器、電壓互感器、控制變壓器及其它輔助元件構(gòu)成。其中中心控制器是本文設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。該方案的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：中心控制器應(yīng)具有優(yōu)良的抗干擾性能（鋁合金外殼） ；電壓、電流互感器應(yīng)具備較高的測(cè)量精度和優(yōu)良的安全保護(hù)性能；中心控制器的軟硬件設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和裝置功能的升級(jí)；中心控制器應(yīng)具備傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)（可對(duì)中控開(kāi)斷功能和柜門按鈕連線是否正確等進(jìn)行檢測(cè)）；控制器要具有友好的人機(jī)界面，大屏幕多行全漢化液晶顯示，抗低溫性能強(qiáng)；中心控制器要采用鍵盤操作，參數(shù)修改和保護(hù)功能投退方便可靠[1]。

4.2防腐電泵

由于印尼、新疆等油田中的二氧化碳、氫化硫具有腐蝕性，因此要將機(jī)組中主要部件設(shè)計(jì)為316L等不銹鋼，與此同時(shí)通過(guò)使用13Cr、9Cr 等經(jīng)濟(jì)防腐材料，從而可以使得成本得以降低。由于潛油電泵是在井下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在選擇潛油電泵的時(shí)候要考慮到其耐腐蝕性。防腐電泵可以促使?jié)撚碗姳迷诰抡＿\(yùn)作，最終保證了采油開(kāi)采工作能夠順利完工。

5.結(jié)束語(yǔ)

近幾年來(lái)，隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，此時(shí)為了能夠更好的滿足油田的需要，國(guó)內(nèi)以及國(guó)外研發(fā)潛油電泵技術(shù)。由于深井、斜井以及水平井的不同，因此要采用合適的采油技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，此時(shí)潛油電泵技術(shù)開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，并且潛油電泵技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。通過(guò)合理運(yùn)用潛油電泵技術(shù)，從而可以保證石油開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李治淼，劉巨保，趙曉榮，邢廣闊，梅冬琴.鉆柱振動(dòng)失效控制裝置井下通過(guò)能力評(píng)價(jià)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010（30）：90-92.

[2]李治淼，夏克亮，丁宇奇.不同曲率井段的取芯筒長(zhǎng)度優(yōu)選[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010（02）：78-80.