高壓注水泵的泵控泵變頻技術

任傳學（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

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高壓注水泵的泵控泵變頻技術

任傳學（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

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%，隨著各種先進開采技術的投入使用，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)濟指標作為評判機泵高效運行的依據(jù)。目前均采用6kV高壓電動機來拖動油田注水泵，因此注水電動機節(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優(yōu)化減級，調節(jié)注水泵出口壓力、降低泵管壓差，達到降低電能的節(jié)能效果。

注水泵泵控泵變頻技術節(jié)能降耗

隨著油田開發(fā)時間的延長，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到調節(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，又由于高壓注水泵泵腔內壓力過高影響設備的安全運行，縮短設備使用壽命［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注水站結合生產(chǎn)實際，將5#注水泵進行優(yōu)化減級，采用泵控泵變頻調速控制技術，安裝變頻調速裝置，降低高壓注水泵電能浪費，達到設備安全運行，延長使用壽命，節(jié)約電能的目的。

1　注水站工藝簡介

高，運行時磨損較大，耗電量較高，造成電能的浪費。

2　泵控泵變頻技術

泵控泵變頻控制裝置是由1臺低壓單級離心泵及1臺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到無級調節(jié)增壓泵轉數(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，需將高壓注水泵進行減級，增壓泵安裝在高壓注水泵的進口位置，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］。

泵控泵變頻技術是無級調速，2008年北Ⅱ-3注水站結合生產(chǎn)實際情況，在5#高壓注水機組進行現(xiàn)場應用。高壓注水泵型號為D280-160A，高壓電動機型號為YKOS2240-2/990，高壓注水泵為11級，電動機功率為2240kW，運行時泵、管壓差達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，注水泵揚程降低至15MPa左右，在注水泵進口前加裝增壓泵，通過變頻器對增壓泵進行無級變頻調節(jié)，提高高壓注水泵進口壓力。

3　應用效果

2007年北Ⅱ-3注水站改造后，2008年10月15日投產(chǎn)，采用泵控泵變頻調速技術后的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，目前裝機能力為31920m3/d，含油污水運行能力為12000m3/d，深度污水運行能力為7200m3/d。站內現(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)、注水量不達標等問題，同時又由于高壓注水泵泵壓較160A）注水泵試運行，運行平穩(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，達到公司要求的泵管壓差0.5MPa以下的標準，高壓注水電動機運行電流由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)電可達到3680kWh。采用此技術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前后數(shù)據(jù)對比，見表1。

表1　泵控泵變頻技術前后數(shù)據(jù)對比

運行泵控泵變頻控制可日節(jié)電5580kWh，每度電以0.5元計算，每年如運行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］汪學峰.變頻器在大型化肥裝置氣化爐沱油泵的應用［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，2011年畢業(yè)于東北石油大學（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任公司第三采油廠第五油礦北二三注水變電隊，163152。