油田注水泵节能降耗技术与研究

发表时间:2019/4/28   来源:《基层建设》2019年第4期   作者:马娇
[导读] 摘要:现如今,我国的综合国力在不断的发展,随着石油开采的持续发展,注水泵作为油田开采中的重要设备,消耗的能源越来越多。
        大庆油田有限责任公司第五采油厂第二油矿杏五注水站  黑龙江大庆  163000
        摘要:现如今,我国的综合国力在不断的发展,随着石油开采的持续发展,注水泵作为油田开采中的重要设备,消耗的能源越来越多。因此,为保证资源的合理利用,油田注水泵的节能降耗已成为社会关注的重点及油田开采的重要工作之一。本文将针对目前油田注水泵节能降耗技术中存在的问题进行分析,并探讨油田注水泵节能降耗技术应用的相关措施。
        关键词:油田;注水泵;节能降耗
        引言
        注水采油是油田提高原油采收率的主要方法,注水可弥补原油采出后所造成的地下亏空,保持合理的地层压力。注水泵是油田注水系统中的重要设备,是油田注水生产系统的动力之源。A厂油田开发生产已进入中、后期,注水量和注水压力持续上升,采出水回注量持续增加,造成原有注水泵维修频次高、泵效低、能耗高。面对油价持续低迷、生产成本大幅削减严重形势,A厂积极引进并应用注水泵节能降耗技术,优化注水泵运行参数,不仅有效提高了注水泵机组效率,全面提升了注水生产系统效率,大幅度降低注水系统用电能耗,对油田原油生产“有质量、有效益、可持续”发展具有重要意义。
        1油田注水泵使用现状及存在问题
        油田注水泵电动机功率大导致作业耗能较高是普遍存在的现象,而作为石油开采的基础设备,其效率不高也是导致其耗能较高的重要原因,而造成这一问题的原因主要包括三个方面:首先,油田注水站年代久远,设备使用时间过长,磨损、老化情况严重,导致其运行效率低;其次,注水系统缺乏回流调节设计,其出口到水管线之间的流失量也相对可观;最后,注水泵自身工作参数不符合标准,受管网压力浮动大影响,水泵负荷量和泵口排量分别增加和减少,使得电量损耗严重。除此之外,相关单位对注水泵重视不够,缺乏维修和保养,也是常见问题之一。
        2油田注水泵节能降耗技术应用措施
        2.1调节注水泵运行参数
        注水泵的主要作用是通过将介质注入油层,提高油层压力,从而达到去油效果,以此来保证石头开采的顺利进行。因此,为了保证较长时期内满足油田注水需求,并降低和节省电能的损耗,首先就是要调配好注水泵的运行方式和运行参数,加强注水泵的安全经济运行。所以,在日常的注水过程中,操作人员要熟知所选用的注水泵的性能和实际注水生产参数,掌握注水泵的运行方式。通过对注水泵运行方式和参数的调节,将注水泵的运行参数控制在高效区域内,保证注水泵在经济、高效的状态下平稳运行,以发挥注水泵节能降耗的作用。
        2.2改变注水泵缸数调节注水泵排量
        改造前,大水坑盐一转注水泵型号5ZB400-35/25A,额定排量35m3/h,额定压力25MPa,配注量14m3/h,泵出口压力21MPa,配套有变频器并安装有自动稳压系统。关闭回流情况下,变频器运行频率为20Hz,运行过程频繁因变频器输出电流过高(超过550A)自动保护停机,电机运行频率过低容易造成电机散热差烧坏电机,频率较低造成注水泵动力端转速较低(转速为91.6r/min)影响动力端正常润滑,进而严重影响注水泵正常运行。采取抽掉2根柱塞,注水泵由原来的5缸泵改为3缸泵的改造方案。改造后运行频率45Hz,变频器输出电流350A,运行正常。改造后,降低了注水泵额定排量,提高电机转速,保证注水泵动力端合理润滑。相比降低柱塞直径,改造成本较低,且排量调节范围大。预计年节电量40万kW•h。


        2.3变频控制技术
        在油田注水泵作业过程中,采用恒压注水的方式能够有效平衡压力和能量,具体操作是在油田注水泵中进行变频控制,有机结合压力传感器和电机,保持两者之间的反比例关系,当压力增加时,电机的转速升高,反之亦然,从而使管道压力处于恒定状态。除此之外,针对压力过低、过高情况,还需做报警设定,超高或超低压状态、高压状态、低压状态分别设定为停机功能、出口报警、进口报警,避免注水泵严重损坏影响工况。变频控制并不只是压力传感器的简单使用,其设计要以油田的实际情况为基础,生产要求和现场作业情况必须双向考虑,除压力传感器外,还应用到变频器和调节器技术,工作电压通过输出电压的调节实现稳定性。传感器的使用是为了及时有效地传输和反馈注水泵的运行情况,变频器和调节器是接受反馈情况的终端,根据具体运行情况进行自我调节,使注水泵的工作过程更具信息化和智能化,为增加工作的便利化,控制柜多采用远程操作装备。变频控制技术下实现了注水泵流程的简化,将储水罐和喂水泵两个环节取消,工艺流程的减少,能够有效避免水源井的反复启动和停止,使注水泵供水更具自动化,在节约电能的基础上,降低了工作人员的劳动成本和劳动强度。除此之外,变频调速技术和控制系统,能够有效调节流量和水泵电动机转速。前者从根本上解决了油田注水泵耗能高的情况,流量的调节,应用变频调速技术改变的电动机转速来实现,使用电设备的耗损量、电能的使用量、操作人员的劳动强度得到明显降低,不仅提高和完善了注水泵的工作效率和供水流程,还能有效延长相关设备的使用寿命;后者则能够大幅提高注水质量,简化作业难度。
        2.4加强对注水泵设备的维护保养
        对注水泵设备的维护保养是一项重要的工作。所以,从事维护和保养的工作人员必须具备过硬的素质和技术,还要有强烈的责任感,这样才能够在维护和保养注水泵的过程中起到一定的效用。要切实加强注水泵的维护和保养,首先要制定相应的管理制度,之后如下:(1)定期对注水泵进行检查、维护及保养;(2)严格按照操作要求进行检查和维护保养,及时发现设备存在的问题,分析其中存在的故障原因,并及时维修。如注水泵叶轮被腐蚀或损坏,应切断污水管道,排除泵体污水,用冷却水进行冲刷,减小腐蚀程度。减少轴承磨损,加强润滑,及时更换不适合的轴承,及时校正弯曲的泵轴;减少轴封出的摩擦损失,对于填料密封的要注意松紧适当,尽量采用机械密封;减少叶轮与壳体内壁的表面粗糙度等。经过检查、维护和保养之后,记录好前后数据,以便参考。(3)加强调配注水泵系统的运行方式。保持较低的管网系统压力,优先运行泵效较高的离心泵,尽量减少离心泵的启停错做,则可以达到安全经济运行。(4)建立考核制度。对注水泵设备的检查和维护保养并不是一件很轻松的事,但也是一件很重要的事,所以,注水站工作人员要建立好考核制度,赏罚分明。对工作负责的人员给予一定的奖金考核,对于工作敷衍,甚至导致注水泵出现故障的人员给予一定的惩罚。这在一定程度上也能够加强对注水泵设备的保护。
        结语
        油田注水泵是石油开采过程的重要设备,其运行效率直接影响石油开采效率,但由于自身及周边环境影响,工作效率不高、耗能多是普遍存在的现象,想要注水泵发挥既有作用,并提高石油开采效率,需要不断进行节能降耗技术的改善和应用,PCP技术、变频控制技术都是其发展和改进方向,只有不断完善油田注水泵的节能降耗技术,才能保证其高效工作,从而保证石油开采和石油行业的不断发展。
        参考文献:
        [1]申健,李婷婷,邓贞瑞.油田注水泵节能降耗技术与应用探讨[J].社会科学:文摘版,2016,43(71):108-109.
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        [3]张凤山,王为真,胡海.油田注水泵的节能研究及智能阀门控制器[J].北京信息科技大学学报(自然科学版),2014,19(26):100-101.
        [4]陈建勋,刘振林.油田离心注水泵现场节能改造的研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量,2016,21(06):91-92.
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