高压注水变频应用效果分析

张晓霞（大庆油田有限责任公司第五采油厂）

变频调速技术是现代电力传动技术的一个主要发展方向，具有显著的节能效果和优异的调速性能。在石油行业中，注水系统是油田的耗电大户，耗电量占整个油田生产的40%左右，因此，降低注水系统能耗是油田注水面临的重大问题[1]。

1 某区块注水系统概述

某区块注水系统已建成注水站9座，共安装注水泵25台，注水能力75000m3/d，注水井1599口，平均泵压15.6MPa，平均管压15.1MPa，平均注水单耗5.74kWh/m3。

某区块注水系统由于受钻关、洗井、测试等因素的影响，注水系统的注水量波动较大，只能通过调节注水泵出口阀门来控制流量，增加了管网损耗，泵管压差较大，注水单耗较高。

为了解决某区块注水系统存在的问题，我们提出在某区块注水管网的中杻位置某注水站安装高压变频装置。

2 高压注水变频应用

A注水站建有D300-150×11注水泵2台，电动机功率2240kW，日平均注水量8500m3以上，注水单耗5.80kWh/m3。某区块注水管网相互联通，A注水站又处于注水管网的中杻位置，对整个注水系统影响较大，通过利用高压变频调节灵活的优势，能够最大限度挖掘其系统节能潜力。注水站变频控制应用见图1。

图1 某注水站控制原理

3 高压注水变频运行效果分析

3.1 A注水站运行效果分析

A注水站安装高压变频器以来，泵管压差、注水单耗下降幅度较大，2012年与2010年对比分别下降了0.50MPa、0.96kWh/m3（表1），取得了较好的节能效果。

表1 A注水站安装高压变频前后效果对比

变频器运行前后某注水站月平均注水单耗见图2。

表2 A注水站高压变频运行前后某区块注水系统生产数据

图2 变频器运行前后某注水站月平均注水单耗趋势

3.2 某区块注水系统运行效果分析

由于注水系统是由各个注水站及注水管网构成的一个整体，A注水站作为某区块注水系统的一部分，改变A注水站的运行状况必然会引起系统各部分能量损耗发生变化，并使各注水站的负荷分配发生改变，对整个区块注水系统造成一定的影响[1]。

从表2可以看出，变频运行后，某区块注水系统单耗由5.74kWh/m3下降到5.54kWh/m3，下降了0.2kWh/m3，运行效果比较好。但同时我们也注意到某区块注水系统的6座注水站单耗有3座上升，3座下降，这说明某区块注水系统耦合性较强。因此必须考虑单站运行状态的改变对整个系统的影响，要保证整个系统处于优化运行状态，就必须采取统一协调控制方式，才能取得更加显著的节能效果。

4 结论

1）高压注水变频作为调节单个注水站运行状态的技术措施，可以保证注水站运行在较优的工况下，实现注水量的无节流调节，降低注水单耗。

2）由于注水系统一般整体性较强，改变一个注水站的运行状况会引起系统各部分能量损耗发生变化，因此高压注水变频作为整个系统调控的一个“支点”，只有统一协调控制，才能实现整个系统优化运行。

[1]王海文,王一平,冯明华,等.高压变频器技术在油田注水系统的应用与节能分析[J].石油工程建设，2006（3）:28-29.