基于高压变频器的油田注水泵设计

刘 鹏，邢 菲，孙晓松，阎 磊，宋 健

（中国石油渤海石油装备制造有限公司钻井装备公司工业泵制造厂，天津 300280）

0 引言

注水是油田开发中普遍采用的保持地层压力的重要措施，油田注水系统耗电量巨大，国内各大油田注水系统普遍存在高能耗问题。我国油田注水系统注水泵运行效率平均为72.1%，国内注水单耗平均为6.94 kW·h/m3，国外为5.6～6.0 kW·h/m3。与国外注水系统效率相比，我国注水系统效率有很大差距。在油田开采作业中，注水耗电约占油田总用电量的33%～56%，因此，提高油田生产效益的重要举措，是提高注水泵运行效率。我国油田注水系统注水泵普遍存在老旧型号占比大、泵特性改变、自动化程度低的问题。且油田注水系统注水泵大部分为离心泵，高效区范围狭窄，泵组运行效率普遍低于70%。为降低油田注水系统能耗，需找出能耗高的关键原因并进行改造，如针对系统注水波动大、系统监控效率低的问题，可建立自动化监控系统。在节能降耗技术中，大功率变频技术门槛较高，随着科技水平的提高，国产大功率高压变频技术取得了实质性进展。在生产实践中，应用高压变频技术需要解决功率器件并联、环境冷却等技术问题。

1 高压变频器工作原理

变频器是目前节能控制效果最好的电气设备。变频控制技术调速性能好，输出频率0～400 Hz，水泵风机调速精度高达0.1%，矢量控制精度达0.01%，动态响应快，正逐步取代直流调速，串级调速等调速方法；变频控制技术具有良好的节能功能，节电取决于负载类型及节电方法。……