液阻軟啟動技術(shù)在電泵采油井中的應(yīng)用
液阻軟啟動技術(shù)具有起動性能好、可調(diào)性高、適用范圍廣等特點,廣泛應(yīng)用于各類拖動電動機的啟動與保護(hù),特別是應(yīng)用環(huán)境惡劣、啟動困難的場所。電泵采油系統(tǒng)大多在野外深井中運行,采用工頻全壓啟動方式,由于地下工況的變化,經(jīng)常因電流過大而燒毀電機,對泵機組及電器設(shè)備造成極大的損害,且維修困難,維護(hù)費用高。采用液阻軟啟動技術(shù)有效地解決了電泵現(xiàn)場應(yīng)用中的難題,并達(dá)到節(jié)能補償?shù)哪康模藦V泛推廣使用。
一 概述
目前,中原油田電泵采油井絕大多數(shù)是通過地面控制屏采取全壓啟動,工頻恒速運行。由于野外地下環(huán)境惡劣,線路損耗大,使得啟動電流為正常工作電流的5-8倍,對電泵電纜及電機的沖擊較大;產(chǎn)生較大瞬時沖擊扭矩,容易對機組和油管造成破壞;設(shè)計不合理,選擇參數(shù)偏大。造成供液不足欠載停機而頻繁啟動,影響井下機組的使用壽命;因結(jié)垢、出砂等原因過載停機重新啟動時,啟動扭矩較大,造成機組及電氣設(shè)備的損壞;供電線路過長,功率因數(shù)低,使系統(tǒng)效率降低。
電泵采油井已成為采油管理的重中之重,但由于中原油田油藏的特殊性和井況的復(fù)雜性,使電泵采油井的工作環(huán)境日趨惡化,如高油氣化、供液不足、出砂、結(jié)垢和電網(wǎng)波動等因數(shù)造成電泵采油井故障停井的頻率越來越高,維護(hù)也十分困難,因此,電泵油井軟啟動技術(shù)研究迫在眉睫。
二 液阻軟啟動工藝原理
電泵采油系統(tǒng)點多、面廣、線長,是一個多元化、多環(huán)節(jié)的組合,主要由地面部分、中間部分、地下部分和潛油電機、保護(hù)器、油氣分離器、多級離心泵、電纜、控制屏和變壓器組成。目前,中原油田應(yīng)用于電泵采油系統(tǒng)軟啟動及調(diào)速領(lǐng)域的工藝技術(shù)主要采用變頻調(diào)速技術(shù)。變頻器采用“交—直—交”電壓型,啟動時為克服電機電阻壓降,適當(dāng)提高V/F比值,以控制啟動電流。變頻調(diào)速技術(shù)存在的主要缺陷是需要特制的變壓器將380V低壓電源升至1.14KV等級或采用中壓變頻器,費用較高,不利于大面積推廣。
液阻軟啟動技術(shù)是在控制系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)電液變阻器,在啟動過程中,將液態(tài)電阻串入電泵電機定子中,實現(xiàn)限流,在啟動完成后將它短接。電阻值的可變性是靠改變兩電極板之間的距離實現(xiàn)的,電機轉(zhuǎn)速隨著電阻值的減小平滑升高,借以維持或增加起動力矩,達(dá)到延時軟啟動的目的,并為短接時不產(chǎn)生電流沖擊準(zhǔn)備條件。
a)電液的導(dǎo)電率易于通過電液的濃度來控制,受外界條件變化的影響較小,啟動成功率高,性能穩(wěn)定。
b)電液變阻均勻,啟動電流沖擊小,可控制在額定電流的3倍以內(nèi),對深井中的潛油泵及電機具有保護(hù)功能。
c)具有溫度檢測、液位檢測、欠載、過載保護(hù)和報警等功能。
d)日常維護(hù)工作量少,只需定期注入少量自來水(以補充揮發(fā)),3-4a清洗一次電極板,對運行環(huán)境(如溫度、濕度、振動、海拔等)要求不高,操作簡單,安全可靠,使用壽命長。
e)投入成本低,無需其他配套設(shè)施,具有和變頻調(diào)速相媲美的啟動性能,而費用只有相同功率變頻調(diào)速器的30%,宜廣泛推廣使用。
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