高压注水泵的泵控泵变频技术

2015-11-02任传学大庆油田有限责任公司第三采油厂

石油石化节能 2015年9期

任传学（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

高压注水泵的泵控泵变频技术

任传学（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

大庆萨北油田老区注水系统耗电量占油田总体开发耗电量的40%，随着各种先进开采技术的投入使用，开发成本也逐年增高。为了控制注水泵耗电量的上升、降低原油开采成本，已把注水单耗、注水泵效等经济指标作为评判机泵高效运行的依据。目前均采用6kV高压电动机来拖动油田注水泵，因此注水电动机节电是节能降耗的主要环节。通过对北Ⅱ-3注水站注水泵采用泵控泵变频技术优化减级，调节注水泵出口压力、降低泵管压差，达到降低电能的节能效果。

注水泵泵控泵变频技术节能降耗

随着油田开发时间的延长，地层压力明显下降，注水泵出口压力与高压汇管压力有较大的差值，在日常工作中通过控制高压注水泵出口阀门达到调节注水汇管压力的目的，这种控制方式既造成了大量的电能浪费，又由于高压注水泵泵腔内压力过高影响设备的安全运行，缩短设备使用寿命［1］。在确保地层注水要求的前提下，第三采油厂第五油矿北Ⅱ-3注水站结合生产实际，将5#注水泵进行优化减级，采用泵控泵变频调速控制技术，安装变频调速装置，降低高压注水泵电能浪费，达到设备安全运行，延长使用寿命，节约电能的目的。

1　注水站工艺简介

高，运行时磨损较大，耗电量较高，造成电能的浪费。

2　泵控泵变频技术

泵控泵变频控制装置是由1台低压单级离心泵及1台与低压离心泵匹配的低压变频器组成。通过变频器的频率变化达到无级调节增压泵转数、控制增压泵出口压力和流量的目的。高压注水泵安装泵控泵变频装置，需将高压注水泵进行减级，增压泵安装在高压注水泵的进口位置，增压泵将低压水加压后供给高压注水泵。增压泵采用变频控制，其控制调节范围宽，投资较低，在工艺上改造简单，操作方便［2］。

泵控泵变频技术是无级调速，2008年北Ⅱ-3注水站结合生产实际情况，在5#高压注水机组进行现场应用。高压注水泵型号为D280-160A，高压电动机型号为YKOS2240-2/990，高压注水泵为11级，电动机功率为2240kW，运行时泵、管压差达1.3MPa以上，因此在5#注水泵安装泵控泵变频装置，高压注水泵共11级，泵压每级1.5MPa，因此将叶轮由11级减为10级，注水泵扬程降低至15MPa左右，在注水泵进口前加装增压泵，通过变频器对增压泵进行无级变频调节，提高高压注水泵进口压力。

3　应用效果

2007年北Ⅱ-3注水站改造后，2008年10月15日投产，采用泵控泵变频调速技术后的5#（D280-大庆油田北Ⅱ-3注水站投产于1977年10月，经1983、1997、2002及2007年4次改造，目前装机能力为31920m3/d，含油污水运行能力为12000m3/d，深度污水运行能力为7200m3/d。站内现有供水站4座（2801含油污水处理站、北Ⅱ-1含油污水处理站、北十三联聚合物污水处理站、北十三联深度污水处理站）。高压水输送至北二区一排、北二区三排、北三区四排、北二区五排、北二区新五排、北二区新一排、萨北2801注入站。由于大部分注水井采用分层注水，存在注入高压水压力不平稳、注水量不达标等问题，同时又由于高压注水泵泵压较160A）注水泵试运行，运行平稳，高压注水泵出口压力由17.1MPa降低到16.3MPa，下降0.8MPa，泵管压差也降低了0.8MPa，达到公司要求的泵管压差0.5MPa以下的标准，高压注水电动机运行电流由22.3A降为19.6A，降低2.7A，注水单耗降低了0.9kWh/m3。高压注水泵日用电量由4.23×104kWh减少到3.67×104kWh，日节电5580kWh。增压泵日耗电量1900kWh，日节电可达到3680kWh。采用此技术后既满足了注水量需求，也确保了地层压力。北Ⅱ-3注水站5#注水泵采用泵控泵变频技术前后数据对比，见表1。