水源井供水系统优化变频设计与应用*

高宝元（中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院）

目前，长庆油田有2000 多口水源井。在水源井供水系统中，电潜泵的电动机最小功率37 kW，最大功率55 kW，地面控制柜采用自耦降压启动。主要存在的问题：水源井的电潜泵容量大，与出水管线小规格不相匹配，电潜泵处于“大马拉小车”的状况，发生节流现象，造成功率因数低下，有功功率和无功功率消耗过大，电能浪费十分严重。据统计，因没有采取相应的节能措施，年平均浪费约1×108kWh 电能。

对水源井供水系统进行优化，采用变频调速器进行供水，控制效果好，能优化电潜泵运行状态，及时调整运行参数，自动调节供水需要的量，从而提高了电潜泵的功效，解决了油田水源井存在的问题。

1 供水系统主要设备配置

水源井供水系统主要设备包括：变频调速器（由西门子可编程控制器PLC 及其扩展模块、人机界面触摸屏、ABB-AC510 变频器、软启动器、低压电器等组成）、电动机和电潜泵、出口压力表和流量计、测水位液位变送器、单通阀和闸阀、出水管线、储水罐，水源井供水系统见图1。

图1 水源井供水系统工况图

2 变频调速器控制电潜泵设计

针对油田水源井发生节流现象，设计一种变频调速器控制电潜泵流程，见图2。

图2 变频调速器控制电潜泵流程图

如图2 所示，由压力变送器、可编程控制器（PLC）、变频器、电潜泵以及驱动电潜泵的异步电动机组成一个完整的变频调速器控制电潜泵系统。其中，电潜泵与异步电动机做成为一体。……