專利名稱：油田注水電機(jī)的組合變極調(diào)速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于油田生產(chǎn)過程中的注水工藝，具體地說，是油田注水電機(jī)的組合變極調(diào)速方法。
背景技術(shù)：
在油田生產(chǎn)過程中注水是必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，注水耗電量占油田生產(chǎn)總耗電量的25％左右。由于設(shè)計時考慮到油田發(fā)展的需要，設(shè)備選型時一般選擇的余量較大，另外日常注水需求量也是隨生產(chǎn)情況而變化的，因此注水過程中要求電機(jī)能調(diào)速運(yùn)行。而目前的注水泵電機(jī)大多數(shù)都處于恒速運(yùn)行狀態(tài)。為了滿足注水工況的要求，通常的做法是在離心泵上采用節(jié)流的方式，在柱塞泵上采用打回流的方式來調(diào)節(jié)壓力，這就造成了電能的浪費(fèi)。為了解決這個問題，目前國內(nèi)外普遍采用的措施是在注水系統(tǒng)中引進(jìn)了變頻調(diào)速技術(shù)，收到了良好效果。但由于變頻器成本很高以及其本身也有3～5％的電能損耗，還有變頻器產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)造成污染，在某種程度上影響了變頻調(diào)速技術(shù)在注水電機(jī)上的推廣應(yīng)用。目前國內(nèi)的注水泵站只有少數(shù)電機(jī)采用了變頻調(diào)速，多數(shù)電機(jī)仍處于恒速運(yùn)行狀態(tài)，因此電能浪費(fèi)的現(xiàn)象還很嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種可以用有級(變極)調(diào)速代替無級(變頻)調(diào)速，從而可以較大地降低成本，提高可靠性，而且達(dá)到同樣的節(jié)能效果的用于油田注水電機(jī)的組合變極調(diào)速方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，對于柱塞泵站(一般都有3～5臺泵)如原電機(jī)為4極的單速電機(jī)，則將其中的兩臺更換為變極電機(jī)，一臺是4/8變極電機(jī)，另一臺是6/12變極電機(jī)；如原電機(jī)為6極的單速電機(jī)，則將其中的兩臺更換為變極電機(jī)，一臺是6/10變極電機(jī)，另一臺是8/12變極電機(jī)。電機(jī)可以是單繞組變極，也可以是雙繞組變極。每臺電機(jī)配有一個控制柜，控制柜內(nèi)部裝有一個單片機(jī)檢測裝置、一個顯示器、一個壓力報警器、一個空氣開關(guān)、三個電流互感器、三個交流接觸器(采用雙繞組變極時用兩個交流接觸器)、一個交流穩(wěn)壓電源，在主干線出口處有一個壓力傳感器、這就組成了一個壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)主干線出口壓力進(jìn)行組合補(bǔ)償調(diào)速，每種情況都有8種組合方式。每一種組合方式，都有一種功率與之對應(yīng)。這樣既滿足了注水壓力調(diào)節(jié)的要求，又達(dá)到了降低成本、節(jié)省能耗的目的。
本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案根據(jù)主干線出口壓力進(jìn)行組合補(bǔ)償調(diào)速，從低向高補(bǔ)償調(diào)速一共有8種組合方式。
對于原電機(jī)為4極的情況(1)投入12極；(2)投入8極；(3)投入6極；(4)投入8極和12極；(5)投入4極；(6)投入8極和6極；(7)投入4極和12極；(8)投入4極和6極。
對于原電機(jī)為6極的情況(1)投入12極；(2)投入10極；(3)投入8極；(4)投入6極；(5)投入10極和12極；(6)投入10極和8極；(7)投入6極和12極；(8)投入6極和8極。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在注水站采用兩臺變極電機(jī)，進(jìn)行組合補(bǔ)償調(diào)速。這樣既滿足了注水壓力的要求，又避免了變頻器諧波對電網(wǎng)造成污染，也達(dá)到了降低成本、節(jié)省能耗的目的。通過實(shí)驗(yàn)表明，這種方法的平均節(jié)能效果在20％以上。
本發(fā)明主要用于油田注水泵站，既適合于新建注水泵站，也適合于老注水泵站的技術(shù)改造。對于新建注水泵站，只要將其中的2臺電機(jī)做成變極電機(jī)即可，電機(jī)及其控制部分增加成本很少。對于老注水泵站，只需更換(或改造)2臺變極電機(jī)調(diào)速電機(jī)，增加相應(yīng)的控制部分即可?？梢姳景l(fā)明提出的方法對于老注水泵站的技術(shù)改造，投資少，見效快，會給油田帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。


附圖是依據(jù)本發(fā)明所提出的油田注水電機(jī)變極調(diào)速方法的控制裝置部分電氣連接示意圖。
具體實(shí)施例方式圖中，1空氣開關(guān)，2電流互感器，3顯示器，4單片機(jī)檢測裝置，5壓力傳感器，6壓力報警器，7交流穩(wěn)壓電源，8交流接觸器，9交流接觸器，10交流接觸器，11變極電機(jī)接線盒。在變極電機(jī)接線盒內(nèi)有6個接線端子，其中①、②、③為多極數(shù)接線端子，④、⑤、⑥為少極數(shù)接線端子。當(dāng)電機(jī)多極運(yùn)行時，①、②、③接三相電源，④、⑤、⑥懸空；當(dāng)電機(jī)少極運(yùn)行時，④、⑤、⑥接三相電源，①、②、③短接。4/8變極電機(jī)和6/12變極電機(jī)的接線端子及控制柜內(nèi)部組成都是一樣的。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖中所示為控制部分電氣連接示意圖，具體連接方式為三相電源接到控制柜中的空氣開關(guān)1上，經(jīng)過空氣開關(guān)1、穿過電流互感器2，再接到交流接觸器8上，經(jīng)過交流接觸器8再接到電機(jī)接線盒11的接線端子①、②、③上；與接線端子①、②、③連接的還有交流接觸器9；電機(jī)接線盒11的接線端子④、⑤、⑥與交流接觸器10連接，再接到交流接觸器8的電源端；壓力傳感器5(壓力傳感器安裝在主干線的出口附近)、顯示器3、電流互感器2和壓力報警器6都與單片機(jī)檢測裝置4連接，單片機(jī)檢測裝置4的一條控制線與交流接觸器8連接、另一條控制線與交流接觸器9連接和交流接觸器10連接；交流穩(wěn)壓電源7與交流接觸器8、交流接觸器9和交流接觸器10連接，為交流接觸器提供電源。
由于在油田注水生產(chǎn)中，注水站主干線出口壓力只要滿足一定的壓力范圍就可以了。本發(fā)明的解決方案是在油田注水泵站采用兩臺變極電機(jī)，如原電機(jī)為4極電機(jī)，則一臺是4/8變極電機(jī)，另一臺是6/12變極電機(jī)；如原電機(jī)為6極電機(jī)，則一臺是6/10變極電機(jī)，另一臺是8/12變極電機(jī)。每臺電機(jī)配有一個上述控制裝置。在注水過程中可以根據(jù)壓力，進(jìn)行組合補(bǔ)償調(diào)速。比如，當(dāng)實(shí)際壓力低于給定壓力，從低向高補(bǔ)償調(diào)速一共有8種組合方式對原4極電機(jī)，(1)投入12極；(2)投入8極；(3)投入6極；(4)投入8極和12極；(5)投入4極；(6)投入8極和6極；(7)投入4極和12極；(8)投入4極和6極。對原6極電機(jī)，(1)投入12極；(2)投入10極；(3)投入8極；(4)投入6極；(5)投入10極和12極；(6)投入10極和8極；(7)投入6極和12極；(8)投入6極和8極。每一種組合方式，都有一種功率與之對應(yīng)。這樣對整個泵站的注水功率調(diào)節(jié)就平滑了許多，在大多數(shù)情況下都能滿足實(shí)際工況的要求。
權(quán)利要求
1.一種油田注水電機(jī)的組合變極調(diào)速方法，其特征是，在注水泵站的機(jī)組中采用兩臺變極電機(jī)，如原電機(jī)為4極的單速電機(jī)，則將其中的兩臺更換為變極電機(jī)，一臺是4/8變極電機(jī)，另一臺是6/12變極電機(jī)；如原電機(jī)為6極的單速電機(jī)，則將其中的兩臺更換為變極電機(jī)，一臺是6/10變極電機(jī)，另一臺是8/12變極電機(jī)。電機(jī)可以是單繞組變極，也可以是雙繞組變極。每臺變極電機(jī)都配置一個控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田注水電機(jī)變極調(diào)速方法，其特征是根據(jù)主干線出口壓力進(jìn)行組合補(bǔ)償調(diào)速，從低向高補(bǔ)償調(diào)速一共有8種組合方式。對于原電機(jī)為4極的情況(9)投入12極；(10)投入8極；(11)投入6極；(12)投入8極和12極；(13)投入4極；(14)投入8極和6極；(15)投入4極和12極；(16)投入4極和6極。對于原電機(jī)為6極的情況(8)投入12極；(9)投入10極；(10)投入8極；(11)投入6極；(12)投入10極和12極；(13)投入10極和8極；(14)投入6極和12極；(8)投入6極和8極。
全文摘要
一種用于油田注水電機(jī)的組合變極調(diào)速方法，在注水泵站的多臺機(jī)組中采用兩臺變極電機(jī)，如原驅(qū)動電機(jī)為4極的單速電機(jī)，則將其中的兩臺更換為變極電機(jī)，一臺是4/8變極電機(jī)，另一臺是6/12變極電機(jī)；如原驅(qū)動電機(jī)為6極的單速電機(jī)，則將其中的兩臺更換為變極電機(jī)，一臺是6/10變極電機(jī)，另一臺是8/12變極電機(jī)。電機(jī)可以是單繞組變極，也可以是雙繞組變極。每臺變極電機(jī)都配置一個控制裝置。在注水過程中，根據(jù)主干線出口壓力進(jìn)行組合補(bǔ)償調(diào)速，從低向高補(bǔ)償調(diào)速一共有8種組合方式，每一種組合方式，都有一種功率與之對應(yīng)。這樣對整個泵站的注水功率調(diào)節(jié)平滑了許多，在大多數(shù)情況下都能滿足實(shí)際工況的要求。
文檔編號E21B43/16GK1567708SQ0313759
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者白連平, 王玉生, 王國麗, 羅秀清 申請人:中國石油天然氣股份有限公司