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一、前言

勝利油田孤東采油廠新灘油田地處黃河入海口的海灘上，1998年投入生產(chǎn)開發(fā)，目前已投入開發(fā)生產(chǎn)油井63口，年產(chǎn)原油12萬(wàn)噸。由于該地區(qū)離采油廠主力生產(chǎn)區(qū)塊較遠(yuǎn)，各采油點(diǎn)又比較分散，油井?dāng)?shù)量相對(duì)較少，自油田開發(fā)以來(lái)一直采用大型油罐車?yán)偷霓k法，將各采油點(diǎn)的原油每天不停地運(yùn)輸至數(shù)十公里外的原油中轉(zhuǎn)站，原油運(yùn)輸成本居高不下。隨著油田開發(fā)難度的增加和噸油成本的不斷上升，進(jìn)一步挖掘內(nèi)部潛力，降低油氣生產(chǎn)成本，減少輸油損耗，就顯得尤其重要。利用管道輸油可以大大降低油氣輸送生產(chǎn)成本，減少油氣損耗，但由于受各采油點(diǎn)產(chǎn)液量的限制，要保證油氣正常長(zhǎng)距離生產(chǎn)輸送，就得采取大功率高揚(yáng)程機(jī)組通過(guò)截流控制的辦法，才能滿足油井生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行需要。由于輸油泵機(jī)組容量偏大，其流量和儲(chǔ)油罐液位控制均采用人為節(jié)流調(diào)節(jié)控制等因素，造成了該生產(chǎn)工藝系統(tǒng)運(yùn)行效率不高、設(shè)備易損件故障頻繁和“大馬拉小車”等現(xiàn)象的發(fā)生，這不僅嚴(yán)重浪費(fèi)了能源，而且影響油井的正常生產(chǎn)和原油產(chǎn)量的完成。為此我們于2005年初提出了在30kW的CSY11-2油氣混輸單螺桿泵上推廣應(yīng)用了森蘭SB70G變頻器進(jìn)行調(diào)速控制，安裝了質(zhì)量可靠的變頻調(diào)速設(shè)備，以解決生產(chǎn)中的諸多實(shí)際問(wèn)題，見(jiàn)到了良好的現(xiàn)場(chǎng)使用效果，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、控制方案

新灘油田162油氣混輸站和191油氣混輸站油氣混輸泵機(jī)組的變頻調(diào)速技術(shù)控制方案采用了閉環(huán)控制或開環(huán)控制方式，閉環(huán)控制與開環(huán)控制方式分別如圖1﹑圖2所示，以滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工作的需要。

2.1現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程

162站管理著7口油井，油井來(lái)油先進(jìn)入2.7米高的40方儲(chǔ)油罐，經(jīng)加熱后由30kW的CSY11-2油氣混輸單螺桿泵將油井產(chǎn)出物輸送至幾十公里外的油氣接轉(zhuǎn)站。191站生產(chǎn)工藝流程與162站基本相同，目前管理著5口油井，油氣輸送距離比162站更遠(yuǎn)。

2.2閉環(huán)控制應(yīng)用技術(shù)方案

在40方儲(chǔ)油罐上安裝帶4～20mA模擬信號(hào)輸出的浮球液位計(jì)，將液位信號(hào)給變頻器，變頻器在接收液位計(jì)信號(hào)后與變頻器設(shè)定值比較，采用PID調(diào)節(jié)控制算法，通過(guò)變頻器輸出頻率的變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制儲(chǔ)油罐的液位高度，達(dá)到節(jié)能降耗和油井生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行自動(dòng)控制的目的。儲(chǔ)油罐的液位控制高度為1.6米。

2.3開環(huán)控制應(yīng)用技術(shù)方案

在40方儲(chǔ)油罐上不安裝液位計(jì)，液位檢測(cè)采用人工定時(shí)檢測(cè)，操作人員根據(jù)儲(chǔ)油罐的液位檢測(cè)高度，通過(guò)人工調(diào)節(jié)5kΩ的電位器來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制油氣混輸泵的排量，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)油罐的液位高度的控制，達(dá)到節(jié)能降耗和油井生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行的目的。儲(chǔ)油罐的液位控制高度范圍為1.5米至2米。

在油氣混輸泵上安裝變頻器后，電機(jī)工作電流大幅下降，由20多安培下降到10安培左右，電機(jī)輸入功率也大幅下降，節(jié)電效果明顯，功率因數(shù)隨之提高，系統(tǒng)效率也大幅提高，節(jié)電效果顯著。兩臺(tái)在用泵機(jī)組綜合節(jié)電率可達(dá)50%以上，兩臺(tái)在用變頻器年節(jié)電可達(dá)116800kWh。