分析國內(nèi)注采體系的環(huán)保方式
注水泵效率a)如果是高壓、低滲透、小斷塊油田,其注水量小,則優(yōu)先選用柱塞泵。其在水力性能、泵效、漏失量等方面都較優(yōu)越,泵效可達(dá)80怺2],而且運(yùn)行靈活,調(diào)節(jié)水量方便,比使用離心泵節(jié)能效果明顯。但因受注水量小的限制,很少被用于注水量需求大的油田。
b)合理選用大排量、高轉(zhuǎn)速比離心注水泵。各油田在早期由于注水量較小,大多使用小排量注水泵。
c)改造泵的水力部件,改善泵的水力性能。即,調(diào)泵的級數(shù);車削泵的葉輪;打磨泵的流道;選用耐腐蝕材料;采用環(huán)氧樹脂工程塑料來提高表面光潔度;更換與葉輪不匹配的導(dǎo)翼。這6種改造措施在一定范圍內(nèi)可有效地提高泵效,勝利油田早期對6d100-150型注水泵通過改進(jìn)葉輪、導(dǎo)葉的水力模型,打磨流道等措施,使泵效由62.5提高到72.0以上[3]。
d)提高注水泵的運(yùn)行效率。可采用大小泵合理搭配,盡量減少回流,使泵的排量與實際注水量匹配相當(dāng),穩(wěn)定在高效區(qū)運(yùn)行,達(dá)到節(jié)能的目的[5]。分區(qū)分壓,局部增壓注水系統(tǒng)管轄區(qū)內(nèi)不同注水井的吸水能力不同,造成注水壓力差別較大。為迎合部分高壓井而被迫提高整個管網(wǎng)的注水壓力則節(jié)流損失將大大增加。
相鄰泵站注水主管線并聯(lián)成網(wǎng),使站與站之間形成流量互補(bǔ),相互平衡注水系統(tǒng),從而減少開泵臺數(shù)。
變頻調(diào)速采用變頻調(diào)速器把頻率為50hz的市電變頻率可調(diào)的三相交流電,作為三相異步電動機(jī)的變頻電源,實現(xiàn)電動機(jī)的無級調(diào)速,從而調(diào)節(jié)注水泵排量,省去了傳統(tǒng)機(jī)械變速裝置。同時,使電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍增大(可降低至原來的40p[4]),在不同的場合均可得到良好的控制性能。
液力偶合器調(diào)速如今,國內(nèi)正在研制注水泵用調(diào)速液力偶合器,作為傳動部件,它不僅可以傳送輸入與輸出端相同的轉(zhuǎn)矩,還可以改變輸出端的轉(zhuǎn)矩,達(dá)到節(jié)能的目的。液力偶合器傳動時,液力元件內(nèi)部依靠液體傳遞能量,無機(jī)械聯(lián)接,因而傳動性能柔和,具有很好的防震和隔震作用,有利于延長由電動機(jī)到注水泵全部設(shè)備的使用壽命;具有無級調(diào)速的特性;對電動機(jī)和注水泵起過載保護(hù)作用;可使注水泵起步平穩(wěn),加速均勻、迅速;易于實現(xiàn)操作簡單化和自動化。
但其傳動損失較機(jī)械傳動大,需配備供油和冷卻系統(tǒng),結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,制造成本較高。
節(jié)流節(jié)能注水系統(tǒng)的注入流量在生產(chǎn)中是變化的,當(dāng)需注水流量較小時,在保證注水壓力滿足要求的情況下,能減少注入流量就是節(jié)能。根據(jù)離心泵特性曲線可知,在節(jié)流前,泵工作在效率最高點(diǎn),節(jié)流后,工作點(diǎn)偏離效率最高點(diǎn),使泵功率有所降低。這種方法在節(jié)流范圍不大時(10以內(nèi)[5])具有投入少,方便的特點(diǎn),能起到一定的節(jié)能作用。反之,就達(dá)不到節(jié)能的目的。
強(qiáng)化管理機(jī)制實現(xiàn)注水過程自動化使運(yùn)行系統(tǒng)規(guī)范化、科學(xué)化;強(qiáng)化站場管理,提高工人技術(shù)素質(zhì);加強(qiáng)站外系統(tǒng)管理,杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,定期定點(diǎn)檢查與維修;在注水站上安裝微機(jī)巡控裝置以減小泵管壓差,減少節(jié)流損失。該技術(shù)在大慶油田采用,可將泵管壓差控制在0.5mpa之內(nèi)[6]。
機(jī)動間歇注水技術(shù)機(jī)動間歇注水設(shè)備可分為地面機(jī)動部分和井口部分。地面機(jī)動部分主要有動力源、注水泵和注水罐車。動力源需滿足拖動罐車和驅(qū)動注水泵所必需的動力要求,而且能適應(yīng)野外惡劣的工作環(huán)境。注水泵是關(guān)鍵設(shè)備,在滿足注水量和壓力要求的前提下,應(yīng)力求體積小、質(zhì)量輕、可移動等。機(jī)動間歇注水技術(shù)是專門為開發(fā)低滲透油田而研制的,其可大幅度降低投資、能耗。
同步電動機(jī)在注水系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)今絕大多數(shù)油田都采用三相異步電動機(jī)拖動注水泵,其容量之大已成為石油生產(chǎn)過程中的主要耗電設(shè)備之一。異步電動機(jī)是一種感性負(fù)荷,其額定狀態(tài)下的功率因數(shù)為0.800.85,大量的無功消耗增加了電能的損耗。目前,在提高功率因數(shù)方面只是依靠電力電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償,雖然此方法簡便、易行,但電容器壽命短,故障率高。而同步電動機(jī)對于提高電網(wǎng)功率因數(shù),改善電壓質(zhì)量是一種行之有效的措施。
b)合理選用大排量、高轉(zhuǎn)速比離心注水泵。各油田在早期由于注水量較小,大多使用小排量注水泵。
c)改造泵的水力部件,改善泵的水力性能。即,調(diào)泵的級數(shù);車削泵的葉輪;打磨泵的流道;選用耐腐蝕材料;采用環(huán)氧樹脂工程塑料來提高表面光潔度;更換與葉輪不匹配的導(dǎo)翼。這6種改造措施在一定范圍內(nèi)可有效地提高泵效,勝利油田早期對6d100-150型注水泵通過改進(jìn)葉輪、導(dǎo)葉的水力模型,打磨流道等措施,使泵效由62.5提高到72.0以上[3]。
d)提高注水泵的運(yùn)行效率。可采用大小泵合理搭配,盡量減少回流,使泵的排量與實際注水量匹配相當(dāng),穩(wěn)定在高效區(qū)運(yùn)行,達(dá)到節(jié)能的目的[5]。分區(qū)分壓,局部增壓注水系統(tǒng)管轄區(qū)內(nèi)不同注水井的吸水能力不同,造成注水壓力差別較大。為迎合部分高壓井而被迫提高整個管網(wǎng)的注水壓力則節(jié)流損失將大大增加。
相鄰泵站注水主管線并聯(lián)成網(wǎng),使站與站之間形成流量互補(bǔ),相互平衡注水系統(tǒng),從而減少開泵臺數(shù)。
變頻調(diào)速采用變頻調(diào)速器把頻率為50hz的市電變頻率可調(diào)的三相交流電,作為三相異步電動機(jī)的變頻電源,實現(xiàn)電動機(jī)的無級調(diào)速,從而調(diào)節(jié)注水泵排量,省去了傳統(tǒng)機(jī)械變速裝置。同時,使電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍增大(可降低至原來的40p[4]),在不同的場合均可得到良好的控制性能。
液力偶合器調(diào)速如今,國內(nèi)正在研制注水泵用調(diào)速液力偶合器,作為傳動部件,它不僅可以傳送輸入與輸出端相同的轉(zhuǎn)矩,還可以改變輸出端的轉(zhuǎn)矩,達(dá)到節(jié)能的目的。液力偶合器傳動時,液力元件內(nèi)部依靠液體傳遞能量,無機(jī)械聯(lián)接,因而傳動性能柔和,具有很好的防震和隔震作用,有利于延長由電動機(jī)到注水泵全部設(shè)備的使用壽命;具有無級調(diào)速的特性;對電動機(jī)和注水泵起過載保護(hù)作用;可使注水泵起步平穩(wěn),加速均勻、迅速;易于實現(xiàn)操作簡單化和自動化。
但其傳動損失較機(jī)械傳動大,需配備供油和冷卻系統(tǒng),結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,制造成本較高。
節(jié)流節(jié)能注水系統(tǒng)的注入流量在生產(chǎn)中是變化的,當(dāng)需注水流量較小時,在保證注水壓力滿足要求的情況下,能減少注入流量就是節(jié)能。根據(jù)離心泵特性曲線可知,在節(jié)流前,泵工作在效率最高點(diǎn),節(jié)流后,工作點(diǎn)偏離效率最高點(diǎn),使泵功率有所降低。這種方法在節(jié)流范圍不大時(10以內(nèi)[5])具有投入少,方便的特點(diǎn),能起到一定的節(jié)能作用。反之,就達(dá)不到節(jié)能的目的。
強(qiáng)化管理機(jī)制實現(xiàn)注水過程自動化使運(yùn)行系統(tǒng)規(guī)范化、科學(xué)化;強(qiáng)化站場管理,提高工人技術(shù)素質(zhì);加強(qiáng)站外系統(tǒng)管理,杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,定期定點(diǎn)檢查與維修;在注水站上安裝微機(jī)巡控裝置以減小泵管壓差,減少節(jié)流損失。該技術(shù)在大慶油田采用,可將泵管壓差控制在0.5mpa之內(nèi)[6]。
機(jī)動間歇注水技術(shù)機(jī)動間歇注水設(shè)備可分為地面機(jī)動部分和井口部分。地面機(jī)動部分主要有動力源、注水泵和注水罐車。動力源需滿足拖動罐車和驅(qū)動注水泵所必需的動力要求,而且能適應(yīng)野外惡劣的工作環(huán)境。注水泵是關(guān)鍵設(shè)備,在滿足注水量和壓力要求的前提下,應(yīng)力求體積小、質(zhì)量輕、可移動等。機(jī)動間歇注水技術(shù)是專門為開發(fā)低滲透油田而研制的,其可大幅度降低投資、能耗。
同步電動機(jī)在注水系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)今絕大多數(shù)油田都采用三相異步電動機(jī)拖動注水泵,其容量之大已成為石油生產(chǎn)過程中的主要耗電設(shè)備之一。異步電動機(jī)是一種感性負(fù)荷,其額定狀態(tài)下的功率因數(shù)為0.800.85,大量的無功消耗增加了電能的損耗。目前,在提高功率因數(shù)方面只是依靠電力電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償,雖然此方法簡便、易行,但電容器壽命短,故障率高。而同步電動機(jī)對于提高電網(wǎng)功率因數(shù),改善電壓質(zhì)量是一種行之有效的措施。
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