浅谈变频技术在油田中的应用

杜海全

（中国石油长城钻探测井公司，辽宁盘锦 124000）

浅谈变频技术在油田中的应用

杜海全

（中国石油长城钻探测井公司，辽宁盘锦 124000）

在现代油田开发中，技术人员都采用新一代的节能技术——变频技术，这一项节能技术在油田生产中已经得到广泛的应用，通过这些年的不断的运行实践证明，它在油田节能降耗中起到举足轻重的作用，就变频技术在油田中的应用做一点简单的探讨，希望能对油田生产起到一定的帮助。

变频器；节能；降耗液位

油田的开发自20世纪以来，一直受到各国政府的重视，将各种高新技术应用于油田开发中，将油田开发的成本有效降低，同时也提高油田开采的安全系数。自20世纪开始，一种新的技术开始广泛应用于油田中，节能、环保、高效，这个技术就是高压变频技术，随着时代的发展，高压变频技术在油田中的应用越来越多样化，技术人员正在不断开发出这项技术的新的功效，相信高压变频技术能为油田的发展带来更好的效益。

1 几种高压变频的基本原理

1.1高—低—高变频器

在油田开发中，技术人员通常都需要用一台变压器把高压不断调低，直至变成低压，当油田内的气压发生变发，再将低压通过变频器变频和输出，升为高压。高—低—高变频器的最大优点就是该机械的性价比高，机械本身的价格比较低，使用的人力较少，单人操作即可，不过，也有很大的缺点，就是机械体积庞大，占地面积不断增加，而开发成本也不断提高，增加了变压器的损耗，导致变频器的可靠性大幅度降低，在油田的开采中，开采低速时变压器的效率不断降低，而变频器的功率因数也在不断降低。

1.2低—高方案

在油田开发中，技术不仅是采用高低高一种变频技术，当压力发生变化时，还会采用通用型的变频器，使得变频器将最后输出的电压升压为5—10kV，在选用变频器输出时，应当使用滤波器输出。

1.3三电平高一高方案

技术人员可以通过变频器本身内置的PID调节器，同时配合使用PLC功能，光纤驱动传输信号安全隔离。

1.4多盖化方案

在变频器的运用中，多盖化15个绕组变压器，48个单项变压器，输出高压的变频电机。

1.5PWM整流器

PWM满足IEEE-159-1992谐波标准，提供近似于1的功率因数。并优化了变频的运行性能。此方案同时适用于AC电杭器和喃离变压器，加大了系统配置的灵活性。

1.6高—高方案

方案是输入电源经过高压断路器，由整流、平波、逆变及滤波器等直接高压电气元件输出至高压电机。当电机功率超过120kw时建议采用12脉冲直接高进高出形式。

2 变频技术在油田中的重要应用

能源是人们赖以生存的物质基础，随着时代的不断发展，人民生活水平的不断提高，在油田的进一步开发中，节能降耗已越来越受到入门的重视，降低能耗就意味着提高效益，在油田地面建设中，通过改进工艺节约能源，利用节能技术降低能耗等。变频器是一种使泵耗能更少、控制更精细、设备寿命更长的产品，在油田生产中的应用越来越广泛。

2.1在转油站和脱水站中的应用

目前，已经有一部分油田已进入中后期开发阶段，单井产液量逐年下降，致使转油站外输泵运行过程中大马拉小车现象时常发生，为解决这个问题，结合自控技术，利用缓冲罐液位信号对外输泵进行实时变频控制，每年可节约大量电能。

2.2变频技术的节能效果

在脱水站中，通常三相分离器液位控制是采用调节阀实现的，一般情况下调节阀安装在脱水泵出口，调节阀的开关波动将导致泵出口压力波动，使泵不能工作在它的最佳工作泵头，从而使泵的效率降低而耗电量增加，结合自控技术，采用变频器控制不但能使泵工作在最佳泵头，而且节约电能。此项技术在转油脱水站，应用节能效果显著。

2.3在污水处理站中的应用

在污水处理站中，滤罐的反冲洗是强度大而复杂的工序，冲洗滤罐时要求反冲洗强度逐渐增加到一定量后，冲洗一定时间再逐渐减小流量，便于滤料恢复到冲洗前状态，常规设计中用反冲洗流量控制反冲洗阀，能达到工艺要求，但反冲洗泵不能工作在最佳工作区内，造成电能的浪费。利用流量信号，结合自控技术，采用反冲洗变频控制，即达到反冲洗目的又可节约电能。

3 应用变频技术的效果

在笔者几年的油田生产工作经验中，证明了应用变频技术，可以有效简化油田生产的工艺流程，同时提高了配置的能力，延长了油田生产泵的使用寿命，节约了生产资金，提高了生产效率，满足了生产的需求。

3.1简化了工艺流程

应用变频技术，不仅提高油田的生产能力和企业效益，同时提高了油田的配置设备，满足长期而言的生产需求。从目前的情况来看，在没有增加外输泵以及外输管线的额外条件之下，在油田开发中应用高压变频技术，充分满足了外输的需要。

3.2延长了泵的使用寿命

（1）在油田生产中，通过安装变频器，可以有效地利用变频器频率的变化来调控各种运行设备的变化量，从而保证油田生产安全的平稳运行。

（2）因为油田生产中，机械管线长度长短不一，生产的压力也各不相同，所需要的母液数量也不同，安装变频器以后。通过频率的不断调控，可以自动调节电机的转速，调节流量，合理分配各站所需母液量。

（3）不装变频器时，泵与电机的扭力达到极大值，极易造成泵的消耗损坏，在安装变频器以后，当启泵或者是停泵的时候，泵与电机的扭力由小到大逐渐的增大，或由大到小逐渐的减小，扭力操作损伤比较小，从而节省了相应的维修费用，提高了泵的使用寿命与期限，同时降低了油田生产的成本。

3.3提高效率

在油田的开发过程中，技术人员需要提前安装变预器，并且注意根据本站内储油液位的高低，随时用电话通知控制站起停泵，在安装高压变频器之后，各注入站储战液位高低决定注入站内流量调节器的有效开关，进而控制管线压力的强度变化，使变频器正常工作，对外输泵排液变化进行自动地控制与管理。

[1] 何贯中.倪胜发.应用变频技术提高配制能力[J].油气田地地面工程，2002（3）.

[2] 袁海洋.变频技术在油田生产中的应用[J].油气田地地面工程，2005（4）.

[3] 张海军，马未华，张玉变，等.变频技术在油田注水上的应用[J].油气田地面工程，2004（5）.

[4] 邱维有.高压变频技术在油田上的应用[J].油气田地面工程，2003（5）.

On the Application of Frequency Conversion Technology in Oilfield

Du Hai-quan

The development of modern oilfield，technical staff have adopted a new generation of energy-saving technologiesinverter technology，this one energy-saving technologies in oil production has been widely applied，through constant practice of running all these years has proved that it oilfi eld energy saving plays a pivotal role in this paper inverter technology in oilfi eld application to do something simple discussion，hoping to play a helpful oil production.

converter；energy；consumption level

TE937

A

1003-6490（2016）01-0076-02

2016-1-15

杜海全（1971—），男，辽宁盘锦人，工程师，主要从事测井资料采集，仪器应用研究工作。