注聚系统永磁直驱节能技术

丁延国 李建军 刘剑峰

1大庆油田采油六厂2大港油田采油三厂

注聚系统永磁直驱节能技术

丁延国1李建军1刘剑峰2

1大庆油田采油六厂2大港油田采油三厂

注聚泵永磁直驱节能装置由专用驱动器、低转速大力矩永磁电机和叠片挠性联轴器构成。在聚喇2～3#注入站的3#、4#、5#、9#四台比例调节注聚泵安装永磁直驱节能装置，通过采用注聚泵永磁直驱节能技术，取得了以下效果：节电比较明显，与普通电动机相比平均节电率达到40%以上；无级调速范围宽，可以在1～50 Hz的全部转速区域内调整，系统可以长期稳定运行，电机温升情况正常，无严重发热现象；震动小，系统运行时噪声小；系统运行电流稳定，不会对电网造成影响，谐波抑制比较理想。

注聚泵；永磁直驱；能耗；节能

1 装置工作原理和特性

注聚泵永磁直驱节能装置由专用驱动器、低转速大力矩永磁电机和叠片挠性联轴器构成。

1.1 专用驱动器特性

永磁电机电感小，对电压特别敏感，如果V/F曲线控制不好，即使相差一点，都会严重影响其效率，整体装置必须在出厂前配对调好。

1.2 永磁电机特性

钕铁硼永磁体剩磁矫顽力强，现在永磁电机功率可以做得很大，满足注聚泵大转矩低转速直驱要求。另外电机结构采用凸极嵌入式转子磁钢固定拓扑结构，将标准片状磁钢放进槽里，方便将来维护和退磁处理。

1.3 叠片挠性联轴器特性

永磁直驱节能装置采用两组叠片（即双法兰），可以同时弯曲至不同的方向，提高两轴线偏移补偿约1.5°，能保证良好的对中和动平衡精度，承受偏差时作用在轴和轴承上的应力更小，传递的扭矩更多。

2 技术应用

2.1 节能效果

在聚喇2—3#注入站的3#、4#、5#、9#四台比例调节注聚泵安装永磁直驱节能装置。

为验证注聚泵永磁直驱技术的节能效果，分别记录四台比例调节注聚泵在工频运行状态、变频运行状态和永磁直驱运行状态的注入压力、日注入母液量和日耗电量数据，对比节能效果。

注聚泵安装永磁直驱节能装置与工频运行状态下相比，节电率达到40%左右；与变频节能技术相比，节能效率提高35%左右。

2.2 传动技术运行效果

永磁直驱节能技术电机额定转速为200 r/min，与异步电动机相比转速更低，从震动测试结果来看，采用永磁直驱节能技术的电动机、泵头、管线的震动幅度均比直驱齿轮驱动技术和皮带传动技术低，尤其是管线震动幅度大幅度降低。由于直驱齿轮驱动技术管线的震动幅度过大，经常造成管线焊口开裂而发生高压刺漏事故，存在较大安全隐患。

2.3 注入系统要求

注聚泵永磁直驱节能技术能够满足注聚生产需要。永磁直驱节能装置所使用的永磁电机运行时发热量低，在环境条件允许的情况下电机不需要风扇散热，消除了风阻，为进一步降低能耗提供了空间；系统运行时噪声小，全速运行时仅为45 dB左右。

注聚泵永磁电机输出力矩是普通电机输出力矩4倍以上，转速降至1/4左右时，效率、功率因数仍较高，运行依然平稳。速度控制准确，单井注入系统工艺参数不存在波动，系统可以长期稳定运行而温升较小，通过调整专用控制器的运行频率随时满足注入要求。

3 结论

通过采用注聚泵永磁直驱节能技术，取得了以下效果：节电比较明显，与普通电动机相比平均节电率达到40%以上；无级调速范围宽，可以在1～50 Hz的全部转速区域内调整，系统可以长期稳定运行，电机温升情况正常，电机无严重发热现象；震动小，系统运行时噪声小；系统运行电流稳定，不会对电网造成影响，谐波抑制比较理想。

（栏目主持杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.011