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油田注水系统的节能降耗

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油田 注水 系统 节能降耗
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行业交流 油田注水系统的 赵丽丽 ,李庆国 (1.大庆油田采油一厂,黑龙江大庆1 6 3455 2.大庆油田采油三厂,黑龙江大庆1 65453) 摘要:分析制约油田注水系统节能降耗的问题, 提出了解决措施,介绍洼水系统节能技术。 关键词:油田;往水系统;能耗 大庆油田注水系统经过40多年的玎发,已形成一 般水沣水系统、深度水沣水系统及聚驱洼水系统3套井 网,实现_度污水和聚合物注低百广 化度清 水三种水质的分质注水。流程一般采用单干管单井配水 流程配水和单干管多井配水两种流程。 1注水系统能耗现状及分析 以大庆油Ⅲ某采油厂 为例。目前,沣水站日平均耗 电98.16×l0 输水量17.4×10 d,泵水 耗5.64m ,平均负荷率为57.78%;注水井口平均 实注水量l×m ,系统注水单耗6.02m , 往水系统效率55.08%。 基础井网注水系统注水量8.33×10 m /d,耗电 46.65 X l0。d,泵水 耗5.6m ,泵管压 差0.38二次加密井叫注水系统注水量6.0×d,耗 电33.95 X 10 d,泵水单耗5.7m ,泵管 压差0.39聚驱注水系统注水量3.14 X "d,耗电17.56 X 10 d,泉水单耗5.62m ,泵管压差0.38往水站'乎均泵效80.22%,泵管压差0.38注水 耗6.02m ,管网损失制损失 1.83程损失3.21油Ⅲ洼水约占油 生产耗电的近40%,凶此优化运 行、降低单牦、提高效率对油叫开发整体经济效益,保 障油持续发展具有重要意义。 2008 ·月干|J。 萋 7 2制约注水系统节能降耗的问题及解决措施 2.1聚驱注水站受开发阶段性影响 聚驱清水注水站多为区块式洼水站,即一座注水站 为一个往聚区块内的几座注入站供水,受开发阶段性影 响,注水量波动较大,多余的清水通过连通管线进入水 驱注水管网,造成清水和电能浪费。解决措施如下: (1)根据地质预测,可突施聚驱往水泵梯级配备, 满足不同开发阶段的水量要求。 (2)高压变频调速技术适刖十流量不稳定,系统 变化频繁且幅度较大的注水系统。能够满足聚驱注水系 统任/f 同开发阶段的不 需求。 2.2注水压力 相使系统 差人 注水站及其站外管网的建设, 一般应适应5~10年 的开发需要,同一套注水管 的沣水井注入压力不尽相 同,而按最高注人压力建成{殳产的往水系统势必造成能 耗的浪费以及系统效率的下降。解决措施如下: (1)采取局部增压的方式,降低系统总压差,节 能降耗,提高系统效率。针对局部注水井注入压力过高 的注水系统,呵以考虑在局部实施区域增压工艺加以解 决,对几[1较为靠近的高注入 力注水井可单独建集中 式增压配水问,在配水间内配备增压泵;对相距较远不 _0√ 引 适宜集中采取措施的高注入压力注水井可单独配备增压 泵,以满足少数高压力注入井的需求,同时降低增压区 块注水站外输压力,以达到减小系统压力损失、降低系 统能耗的目的。 (12)应用注水系统仿真优化专家诊断系统,为生 产管理部门调整注水系统运行提供决策性建议,使各区 块水量分配合理,提高管网效率。 2.3注水系统泵型单一、注水需求变化较大,难以适应 地质开发需求 注水系统主要受测试、洗井、钻关、冲洗干线、周 期注水等因素影响,导致注水量发生波动,系统的运行 工况趋于复杂。而且常规注水泵主要为泵型,部分站存在泵型单一的问题,当注水量发生较 大变化时,如停掉某一注水泵(由于每座注水站基本运 行1台泵,停泵相当于停注水站),受污水供水管网和 注水半径的影响,易出现难以完成端点井配注任务的现 象。为适应注水量的波动,普遍采取人为调节注水泵出 口阀门的方式来控制流量,导致注水泵的运行参数不合 理,泵管压差变大,注水单耗升高。解决措施如下: (1)应用注水系统仿真优化专家诊断系统,使生 产管理部门及时合理地调整注水系统运行,注水泵控制 在最佳工况点内,提高系统运行效率。 (2)应用前置泵低压变频调参技术,降低泵管压 差,提高注水系统效率。前置泵低压变频调参技术具有 降低泵管压差、提高注水泵效的特点,因此,在水驱注 水站可采用该技术降低法水单耗、提高系统效率。 (3)为注水量变化大的水驱洼水站配备不同排量、 压力等级的注水泵,逐步实现单站及站间梯级配备,使 各注水站能力配备更加合理,注水系统调配更趋完善, 从而满足不断变化的注水需求。 3注水系统节能技术 3.1前置泵低压变频调参技术 前置喂水泵调速原理是在将现有多级离心式注水泵 第建程1.5前置喂水泵与拆级后的主泵并联运行。通过对前置喂 水泵进行变频调速,采用压力闭环变频控制的方式,根 据站外系统压力适时调节喂水泵扬程,从而实现减小泵 管压差、降低注水单耗的目的。该技术优点: (1)注水电机适应排量范围增大。注水泵排量可 节能 由原来的260m /(2)降低泵管压差。采取前置泵变频工作为主,以 注水泵出口阀门调节为辅,使得泵管压差得到了有效控 制,泵管压差由原先2.25(3)注水泵运行效率提升。注水泵可控制在高效 区内运行,泵效由原来的72%增加到75%。 (4)降低注水单耗。该站注水单耗由原来的7. 03m 下降至6.02m 。 (5)注水泵减掉一级后,注水电机温度下降了近 1 5℃,运行更加安全。 3.2高压变频调速技术 离心泵排量与转速成正比,扬程与转速的二次方 成正比,轴功率与转速的三次方成正比,即当转速有一 点小的变化,将引起相应排量同等的变化、扬程两次方 的变化及功率三次方的变化。因见,通过变频器调节泵 的转速,可对水量、扬程及功率三者进行调节,进而取 得较好的节能效果。 3.3注水泵增效涂层技术研究 涂膜技术首先是对待涂机件进行除锈脱脂、表面 处理、净化,然后喷涂底漆、干燥、烧结、喷面漆冷却, 最后进行抛光处理。泵涂膜所采用的材料是一种氟树 脂,这种氟树脂具有耐高温、耐老化、耐腐蚀性、不粘 性、摩擦系数小、不导电,喷涂粘结力及附着力较强, 能够很好的光滑机件表面等特性。对于一台离心泵来 说,泵涂膜技术对泵体的喷涂机件包括:泵壳体、叶轮、 导翼、口环间隔套、平衡盘等,水泵经过涂膜后能够很 好的防止垢的生成,泵体内脏部件可达到一个很高的光 洁度,减小运行中的机械损失,并能增加流速来提高整 体效率,从而降低能量损耗。 3.4注水系统仿真运行优化技术 注水系统仿真优化是依据大系统理论、网络理论和 优化理论,建立起注水系统仿真优化数学模型,依据注 水系统配注要求,优化出系统开泵方案及运行参数。同 时,通过中心注水站集中控制、各站微机巡控或手动方 式进行调节,使整个注水系统在高效节能工况下运行, 从而实现大型注水系统整体最优实时分布控制和能耗最 低运行。各注水站通过一次表采集参数信号,经现场微 机进行数据处理转换成标准信号,至中央控制室,经系 统优化软件分析处理,提出优化运行参数,再通过无线 传输将各泵最优运行控制信号返送至各注水站。■ 2008.·月手 ‘ 鹰
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