潜油电泵井应用中压变频器节能效果分析

李卓　（大庆油田有限责任公司装备制造集团）



潜油电泵井应用中压变频器节能效果分析

李卓（大庆油田有限责任公司装备制造集团）

随着油田不断开发，供排情况发生变化，潜油电泵井受到高压、高温、地层压力等井下参数的影响，使潜油电泵在启动时产生冲击性电流，损坏电泵电缆及机组等。通过在潜油电泵上安装变频器，可根据供液情况适时地调整油井生产参数，有效地解决上述问题，延长了机组运行寿命，提高系统稳定性。现场实施3台电泵井，功率因数平均提高了0.195，综合节电率为7.03%，为潜油电泵正常运行提供了保障。

变频器；潜油电泵井；功率因数

随着油田产量的逐渐变化，油水井的连通性差，造成部分油井产量及动液面变化较大，对采用潜油电泵采油方式的油井来说，当产液量低时，电泵井容易抽空，定转子将出现干磨，影响到电泵井的正常作业和电泵的使用寿命。在生产中为满足动液面的变化，需对电泵井进行频繁的启停，造成能源的浪费，在电泵井上安装变频器可解决上述问题，变频器可使电动机的启动方式为低压、低频，可按生产要求设置或调整工作频率，可根据生产参数自动调整转速，实现闭环控制［1］。在电泵井上安装变频器不仅能满足工艺要求还能保证机组正常运行。

1　工作原理

潜油电泵是目前油田应用较多的一种采油方式。井下部分是潜油电泵的主要机组，一般布置时潜油多级离心泵在上面，油气分离器和保护器在中间，潜油电动机在下面。电泵机组在井下工作时，如果井下液面波动较大，会引起转矩电流产生一定幅度的波动，造成线路压降变化，同时电动机端电压变化较大，易引起电动机过励磁和欠励磁，加之井下电动机散热条件较差，容易烧毁电动机。如果通过调整油嘴进行整改，不能满足生产需要，而更换泵机组的成本又太过昂贵。泵机组工频启动时，启动电流过大，对电极绝缘有一定损伤，产生的冲击扭矩对管线和电泵结构会产生损害，如果井内含砂，泵吸入口突然产生的吸力易造成卡泵。

潜油电泵安装中压变频器后，可实现自动控制液量及液面。由于泵排量与转速成正比，轴功率与转速的3次方成正比，在下调频率后，电动机转速及轴功率下降；同时，由于供电频率下降使电泵井的理论排量下降，起到了更换小泵的作用，达到节能效果。此外，变频器还可增大排量范围，尤其是供液不足的井况，可避免欠载停机，保证油井连续生产，减少电泵损坏概率。

2　现场应用

2013年，在油田某采油厂对3台安装中压变频器装置的电泵井进行了现场节能效果测试，通过对其改造前后进行现场比对测试，3台电泵井安装中压变频器后平均有功节电率为5.38%，无功节电率为44.53%，综合节电率为7.03%，功率因数平均提高了0.195，取得了较好的增产和节能效果，并有效提高了抽油机井的系统效率，见表1。

表1　中压变频器应用效果对比

自2013年1月现场3口电泵井开始应用后，1#、2#、3#电泵井单井输入功率分别降低了1.41 kW、1.49 kW、1.49 kW。安装前1#、2#、3#电泵井年用电总计为46.79×104kWh（按330 d计算），安装后1#、2#、3#电泵井年用电总计为43.31×104kWh（按330 d计算），年节约3.48×104kWh电量，按电价0.6元/kWh计算，3口电泵井平均年节约成本2.09万元。

3　结论

通过对潜油电泵装置安装中压变频器的现场实际应用效果测试，可以得出以下结论：

1）能够在生产过程中根据生产参数随时调整频率来控制排量及液面，使泵机组始终处于最佳工况点工作。

2）电泵井进行变频改造实现了电泵的软启动、软停车，有效保护了电泵与电缆；通过调节频率可方便调节油压，避免了电泵在高压下的长期运行；延长了电泵寿命，节约了油井维修、维护费用，使电泵机组在最佳工况下运行，大大提高了电泵采油系统的效率。同时，提高了功率因数，节电效果明显。

［1］朱益飞，淳永忠，张恒钰，等.变频调速技术在油田潜油电泵中的应用［J］.电力需求侧管理，2011（1）：46-48.

（编辑巩亚清）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.05.008

2016-01-27

李卓，2011年毕业于黑龙江工程学院（测控技术与仪器专业），从事潜油电泵生产管理工作，E-mail：40192239@qq.com，地址：黑龙江省大庆市力神泵业有限公司，163000。