高壓變頻技術(shù)在油田注水系統(tǒng)中的應(yīng)用

佟松林金春玲

（1.遼河油田公司質(zhì)量節(jié)能管理部；2.遼河油田公司沈陽采油廠）

注水任務(wù)主要由注水站與注水站聯(lián)網(wǎng)運行共同承擔(dān)，聯(lián)網(wǎng)主干線約為8 km，牛居聯(lián)合站現(xiàn)有注水泵4臺，2臺變頻運行，1臺工頻運行，1臺液力耦合器運行。目前正常啟運1臺800 kW高壓注水泵，注水排量為100m3/h，管網(wǎng)平均干壓為14MPa，泵壓為16MPa，存在2MPa的壓差。經(jīng)過十幾年的生產(chǎn)運行，牛居聯(lián)合站系統(tǒng)運行效率較低，雖經(jīng)過一些技術(shù)改造，但在工藝流程和設(shè)備上仍存在一些問題，主要表現(xiàn)為機泵設(shè)備設(shè)施老化程度嚴(yán)重；流量調(diào)節(jié)造成了泵干壓差大，增加了系統(tǒng)截流損失；泵型較大，流量調(diào)節(jié)范圍小。

1 高壓變頻器的應(yīng)用優(yōu)勢

變頻器在注水泵中不僅能夠降低注水泵的啟動電流，還能避免其對電網(wǎng)電壓的影響。由于改變注水泵頻率可以改變轉(zhuǎn)速，從而利用變頻器來控制注水泵的轉(zhuǎn)速，在不需要較高轉(zhuǎn)速的情況下可以相應(yīng)地調(diào)低轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

高壓變頻器與普通變頻器相比具有以下優(yōu)點：

高壓變頻器采用液晶數(shù)字顯示界面，調(diào)整觸摸式面板，可隨時顯示電壓、電流、頻率、電動機轉(zhuǎn)速，可非常直觀地顯示電動機的實時狀態(tài)。精確的頻率分辨率和高的調(diào)速精度，完全可以滿足各種工藝工況的要求；

高壓變頻器具有國際通用的外部接口，可以同可編程控制器（PLC）和工控機等各種儀表相連，并可與原設(shè)備控制回路相連接，構(gòu)成部分閉環(huán)系統(tǒng)，如與DCS系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和連鎖控制等。具有就地和異地操作功能，可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

變頻機具有過壓，過流，欠壓和變頻機故障保護功能，具有電力電子保護和工業(yè)電氣保護功能，保證變頻器和電動機在正常運行和故障時安全可靠。

電動機可實現(xiàn)軟啟動和軟制動，啟動電流小，小于電動機的額定電流，電動機啟動時間連續(xù)可調(diào)，減少了對電網(wǎng)的影響。

由于多功率單元具有相同的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，便于功率單元模塊化，實現(xiàn)冗余設(shè)計，即便在個別單元故障時也可通過單元旁路功能將該單元短路，系統(tǒng)仍能正常或降額運行。

控制系統(tǒng)采用光纜隔離通信，避免了系統(tǒng)干擾。變頻與工頻之間可實現(xiàn)無干擾切換。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

牛居聯(lián)合站5#高壓注水泵加裝變頻調(diào)速裝置，以達(dá)到調(diào)節(jié)注水流量、滿足注水負(fù)荷要求，以及降低注水成本的需求，泵管壓差造成的能量損失可大大減小，甚至可能消除。同時，在變頻調(diào)速裝置的參與下，根據(jù)最優(yōu)原則運行注水泵和調(diào)整注水管網(wǎng)的流量和壓力，盡可能減少配水間及井口的節(jié)流損失，從而使整個注水系統(tǒng)在高效區(qū)運行，達(dá)到節(jié)能的目的。

牛居聯(lián)合站安裝高壓變頻調(diào)速裝置后，實現(xiàn)了節(jié)能減耗。

3.3 將電能計量儀器和計算機技術(shù)相結(jié)合

將電能計量儀器測量出的數(shù)據(jù)用計算機軟件進行處理，可以對電力系統(tǒng)的狀態(tài)進行評估，并能實時監(jiān)測系統(tǒng)中存在的損耗。運用通信技術(shù)，使電力設(shè)備和目的地之間存在一定的聯(lián)系，數(shù)據(jù)相互傳輸，這樣可以有效地節(jié)省時間，起到節(jié)能降耗的作用。

4 結(jié)論

1）在電力系統(tǒng)中，要加強電能管理，提高系統(tǒng)的防竊電性能。將計量的關(guān)口放在距離電源比較近的地方，并用密閉容器將裸露的部分進行封裝，對日常需要維護的地方安裝鉛封柱，一般最少是兩個。

2）采用先進的電能計量設(shè)備，確保電能計量的準(zhǔn)確性。

3）電能的傳輸多采用高壓傳輸，為了防止輸電線路和設(shè)備的腐蝕、老化，需要定期對這些設(shè)備進行維修保養(yǎng)，以保證電能安全并減少電能損耗。

4）在企業(yè)中大力推廣智能抄表系統(tǒng)，保證抄表數(shù)據(jù)實時、準(zhǔn)確的傳輸，這樣可以起到有效節(jié)能的作用。