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注水泵节能技术研究与应用

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完成单位:中国石油化工股份有限公司河南油田分公司采油一厂

登记编号:***

登记年份:2021

发布时间:2021-06-25

成果主要完成人

王群章、李 飞、陈 杨、王 飞、刘盛益、洪 黎、左玉忠、刘晓军

项目概况

开展了PCP(泵控泵)技术及离心泵叶轮金属陶瓷喷涂技术的研究与应用;同时在柱塞式注水泵上推广应用变频技术、注水小站应用了高效柱塞泵替代技术;边远井站增注采用无人值守撬装泵增注技术等措施,提高了注水系统效率,降低了注水单耗,节能效果明显。 PCP技术的研究及应用,实现了注水压力和流量自动调节,降低了泵管压差和注水单耗,提高了注水泵效率,有效解决了油田进入高含水开发期后注水电耗急剧上升的矛盾。江河联合站21 MPa注水泵PCP改造后,机组效率提高6.5%,注水单耗降低0.021 kW.h/m3,年节电费89.6万元。安棚联合站16 MPa注水泵PCP改造后,机组效率提高4.2%,注水单耗降低1.654kW.h/m3,年节电费73.6万元。 离心泵叶轮金属陶瓷喷涂技术。通过对金相、显微硬度、结合强度及抗气蚀性能检测分析等工作,找到一种合适的叶轮喷涂材料,能够对多级离心泵叶轮及过流面起到良好的防护性能,延长使用寿命。通过对2台D300注水泵的叶轮喷涂技术应用,平均机组效率提高8.2%,单台年节电180万元,具有很好的推广价值。 阶梯泵优化组合技术。 由于油田产量的变化及注采调整,造成泵组能力与实际配注水量匹配性差,系统运行效率低。针对这种情况,通过方案优化,在五个联合站采用阶梯泵配置,适应站外注水需求的变化,年节电200×104kW?h。 变频调速技术。往复式注水泵的结构决定了变频调速变频器只能在30Hz~50Hz之间运行,大排量泵低频运行时,电机散热差,增注泵润滑不好。根据变频节电原理,将注水泵控制在45Hz>运行频率>35Hz时运行,实现稳定注水压力,保证注水泵在高效区运行,措施累计实现节电662×104kW?h。 低效泵替代技术。柱塞泵与多级离心泵对比,排出压力高、平均流量恒定、运行效率高。在地面工程建设中,综合考虑在注水小站采用高效三柱塞或五柱塞泵替代已使用多年的低效多级离心增压泵,提高泵效,实现节能降耗,目前已对17台低效多级离心增压注水泵进行了替代升级,年节电215×104kW?h。 无人值守撬装泵技术。研制应用一种低成本无人值守撬装泵,该装置由三柱塞增注泵、工艺管汇、变频器控制柜、撬装式底座及活动隔声泵房组成,利用远程监控和信息化技术实现泵的无人值守运行,用于单井升压增注。在采油一厂推广应用11台,年创效150多万元。 注水泵效能监控技术。充分利用信息化平台,通过自主编写单耗、标耗计算程序,建立组态画面,实现了联合站注水泵各项参数在线实时监测与单耗超限报警,取消人工统计注水量与用电量,解决了注水系统耗电高的问题。经现场应用,三个联合站的注水单耗降低0.02-0.19kW?h/m3,节电效果明显。