節能降耗技術在潛油電泵井的應用
1、問題的提出
潛油電泵作為一種產液量高、排量效率高、檢泵周期長、方便管理的機械采油方式,在油田得到廣泛地應用。但電泵設計配置與生產動態變化間存在不協調環節,一是電泵機組設計揚程單一,出廠設計揚程均為1000m;二是目前電泵井井下配套電動機為異步潛油電動機,功率因數小于0.8,導致無功功率大,能耗損失高;三是隨著潛油電泵井供排關系的變化,電泵井的排量與油井供液能力不相匹配,經常出現欠載或過載停機等現象,致使機組損壞。為了解決上述問題,現場優化潛油電泵井參數,應用減級泵、自動補償控制技術、永磁同步電動機技術、電泵變頻調速技術,以及推廣應用成熟管理技術,強化電泵井的日常管理,改善工作狀況,提高經濟運行能力,實現電泵井節能降耗的目的。
2、自動補償控制柜技術
潛油電泵井自動補償控制柜技術是針對目前電泵井電網系統功率因數偏低,消耗無用功過高而研制的。其原理是利用電容與潛油電動機對電壓超前和滯后的特性,在變壓器輸出側安裝補償器,補償6kV側電壓與電流過大的相位角,即功率因數,降低電網消耗的無用功,達到節能的目的。
機采井工作時的電能能耗主要是電動機做功實際消耗的電能和電流通過導線傳輸時的線路損耗(P=3I2R),簡稱線損。線損又由有功電流和無功電流組成。電動機消耗的電能不能減少,否則會影響其正常運轉。而線路損耗中的無功電流卻可以通過一定的方法,使其降低到最低程度,使傳輸回路上只剩下有功電流的線路損耗。
控制柜的自動補償控制器是采用TI公司的混合信號處理器(MSP)技術,具有集成度高、測量精度高、處理速度快、功耗低等特點,可保證系統的可靠性和抗干擾能力。它采用數字信號處理算法和模型識別與預估分析算法,確保采用最優化的電容投切方案,自動識別故障(過壓、元件損壞等)并報警。并且采用監控三相電壓和三相電流,保證測量和控制的準確性和可靠性,能夠真正實現長時間連續穩定運行。
自動補償控制柜主要是提高機采井的功率因數,最大限度地將無功電流降低到最低程度,使無功線損降低到接近為3永磁同步電動機技術永磁同步電動機與異步電動機相比,減少了定子電流和定子電阻損耗,使其效率比同規格的電動機提高2%8%.永磁同步電動機具有功率因數高、體積小、重量輕等特點,有利于改善電網供電狀況,是一種技術較成熟、工藝較穩定的節能產品。
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