节能降耗技术在潜油电泵井的应用
1、问题的提出
潜油电泵作为一种产液量高、排量效率高、检泵周期长、方便管理的机械采油方式,在油田得到广泛地应用。但电泵设计配置与生产动态变化间存在不协调环节,一是电泵机组设计扬程单一,出厂设计扬程均为1000m;二是目前电泵井井下配套电动机为异步潜油电动机,功率因数小于0.8,导致无功功率大,能耗损失高;三是随着潜油电泵井供排关系的变化,电泵井的排量与油井供液能力不相匹配,经常出现欠载或过载停机等现象,致使机组损坏。为了解决上述问题,现场优化潜油电泵井参数,应用减级泵、自动补偿控制技术、永磁同步电动机技术、电泵变频调速技术,以及推广应用成熟管理技术,强化电泵井的日常管理,改善工作状况,提高经济运行能力,实现电泵井节能降耗的目的。
2、自动补偿控制柜技术
潜油电泵井自动补偿控制柜技术是针对目前电泵井电网系统功率因数偏低,消耗无用功过高而研制的。其原理是利用电容与潜油电动机对电压超前和滞后的特性,在变压器输出侧安装补偿器,补偿6kV侧电压与电流过大的相位角,即功率因数,降低电网消耗的无用功,达到节能的目的。
机采井工作时的电能能耗主要是电动机做功实际消耗的电能和电流通过导线传输时的线路损耗(P=3I2R),简称线损。线损又由有功电流和无功电流组成。电动机消耗的电能不能减少,否则会影响其正常运转。而线路损耗中的无功电流却可以通过一定的方法,使其降低到最低程度,使传输回路上只剩下有功电流的线路损耗。
控制柜的自动补偿控制器是采用TI公司的混合信号处理器(MSP)技术,具有集成度高、测量精度高、处理速度快、功耗低等特点,可保证系统的可靠性和抗干扰能力。它采用数字信号处理算法和模型识别与预估分析算法,确保采用最优化的电容投切方案,自动识别故障(过压、元件损坏等)并报警。并且采用监控三相电压和三相电流,保证测量和控制的准确性和可靠性,能够真正实现长时间连续稳定运行。
自动补偿控制柜主要是提高机采井的功率因数,最大限度地将无功电流降低到最低程度,使无功线损降低到接近为3永磁同步电动机技术永磁同步电动机与异步电动机相比,减少了定子电流和定子电阻损耗,使其效率比同规格的电动机提高2%8%.永磁同步电动机具有功率因数高、体积小、重量轻等特点,有利于改善电网供电状况,是一种技术较成熟、工艺较稳定的节能产品。
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