海上电力组网用海底电缆操作过电压机理分析及抑制措施

越来越多海上油田进行了电力组网建设,使用了大量的组网用海底电缆,其操作过电压引起的危害能使组网电缆失效,带来巨大的经济损失。针对海上电力组网用海底电缆的操作过电压形成机理及抑制措施进行研究,通过仿真分析验证研究成果。     

基于背负式管卡的双立管整体安装技术

为克服传统新增立管安装方法的缺陷,在东方1-1气田CEPD平台新增立管、电缆护管安装工程中采用新型树脂基复合材料背负式管卡。该新型背负式管卡外部为防腐层,内部为结构层。防腐层采用环氧乙烯基树脂,可防止海水渗入内部结构,提高其耐腐蚀性能;结构层采用连续玻璃纤维增强,主要起承受载荷作用,充分发挥了复合效应。在满足强度要求的同时背负式管卡还具有质轻、耐疲劳、耐腐蚀、阻尼减震性好等优点。采用此新型背负式管卡将立管、电缆护管组装成一个整体,通过配置助浮气囊,可使立管、电缆护管组合体在水中处于微重力状态下进行整体的翻身、移位,最终就位,仅用14天成功实现了立管、电缆护管的整体安装。     

浅谈爆炸性危险环境电力电缆的选择

根据石油化工企业易燃易爆的特点,对爆炸危险环境内电力电缆的导体材质、绝缘类型、护层类型及截面积的选择进行探讨,避免因电缆选择错误,在用电设备运行的过程中,发生电缆老化、产生电火花甚至是引发爆炸事故,保证石油化工企业的安全生产。     

长距离电缆线路电容电流解决方案

针对伊朗某油田项目KUS和HOS两接转站正常运行时11 kV母线电压偏高、故障时工频过电压过高、两接转站下属的井口负荷电缆出现单相接地故障时造成燃气发电机组停机的实际问题,计算11 kV电缆线路接地电容和电缆充电功率,确定了在两接转站的电缆首端分别加装1 000 kVA隔离变压器及在两个接转站11 kV母线上分别加装800 kvar和1 300 kvar并联电抗器的解决方案。仿真结果显示,该方案可以有效地降低两接转站正常运行时的母线电压及故障时的工频过电压,同时综合保护定值可以合理整定,避免了井口故障电流冲击燃气发电机组造成的频繁停机。     

潜油电泵变频驱动负面问题研究

变频器驱动潜油电泵存在一些缺陷,即需要较长的输电电缆传送至潜油电泵,增加了潜油电泵机组的故障率.根据均匀传输线模型及波的线路传输方程,分析了由此带来的波反射过电压振荡问题以及对输电电缆和电机绕组的影响.对变频输出共模电压及轴承电流的形成机理进行了研究,分析了其对潜油电泵轴承寿命的危害.合理地设计变频器及加装输出低通滤波器,可以有效地改善变频器的输出电压波形,从而抑制波反射过电压及轴承电流的产生,使潜油电泵正常运行.另外,输出低通滤波器可以滤出变频器输出中的高次谐波成分,有效地延长潜油电泵机组的使用寿命.     

控制系统电缆的屏蔽

控制系统面临的电磁噪声,大部分是外部电缆从端口引入系统的,电缆的屏蔽在控制系统的抗干扰过程中显得尤为重要。通过对电缆屏蔽层的接地方法、电缆内屏蔽层的材质选择、双绞电缆的绞距选择、电缆穿金属管的埋地敷设等的介绍,阐述了自控工程中电缆屏蔽的机理和应用,并提出需要注意的地方。     

定量评价电缆沥青对金属保护层的粘结性

为了防止地下电缆腐蚀,广泛采用多层的沥青—聚合物—金属复合物作防护层。根据电缆的用途,应预测出对电缆金属外壳的腐蚀,以使其使用寿命保持在25～30年。沥青是涂覆在电缆金属外壳上的主要保护层。道路、建筑、绝缘沥青或电缆沥青、塑性沥青均可以作为电缆金属外壳的防护层。沥青对电缆外壳金属(铅、铝、钢)元素粘结性好坏是测定它可否作为电缆沥青材料的主要指标之一。如果粘结力不足则电缆的防护层的密封性变坏,可导致金属外壳的腐蚀并因此而造成电缆芯线裸露。目前,沥青     

石化企业中压配电系统中性点接地电阻的选择

电力系统中不同的中性点接地方式各具优缺点,中压配电网中性点接地方式选择需综合考虑电力系统接地故障电流、保护设备的工作条件、过电压水平、对通信线路的干扰以及电力系统运行可靠性等因素。对中压供、配电网系统不同的接地方式进行了分析与比较,对中压配电网中性点低电阻接地系统接地运行方式进行了研究。总结了以电缆线路配出的供电系统低电阻接地系统具有能限制弧光接地过电压、快速切除故障等优点,叙述了变压器中性点接地电阻的选择计算方法,并且提供了计算实例。     

大口径直埋供热管道聚乙烯外护层与玻璃钢外护层的对比分析

根据笔者接触和参与的大口径管道玻璃钢外护层保温管道工程的实践,发现玻璃钢有许多优点,用于大口径管道保温外护层要优于高密度聚乙烯。文章首先介绍了关于玻璃钢的有关规定,进而分析了对玻璃钢产生偏见的主要原因及大口径聚乙烯套管生产中存在的问题,阐述了玻璃钢外护层的优缺点,例举了玻璃钢用于大口径管道保温外护层的工程实例。     

延长测井电缆使用寿命的方法探讨

由于对测井电缆机械性能缺乏了解,使用不规范,使测井电缆使用寿命降低.通过对测井电缆结构、制造工艺进行分析,进一步掌握其性能,提出通过正确安装、使用前需进行稳定化处理、在使用中注意控制起下速度、日常清洁润滑、定期对电缆进行维护保养等方法维持铠装层正常状态,减少层间摩擦力,不扭曲,缆芯通断良好等方法,从而延长电缆的使用寿命.     

HVDC to Grow Rapidly

In the late 1880s, the war of the currents was waged by Nikola Tesla, who promoted AC current, and Thomas Edison, who promoted DC current. Ultimately, transmitting power over long distances with AC became the norm. This development was due to the ability to step up and step down the voltage through power transformers, which yielded a much lower cost of operation of AC over DC and led to the widespread acceptance of AC power transmission over DC. This could have spelled the end of DC transmission, but in the 1930s, through the use of mercury arc valves, it was shown that AC voltage could be transformed to higher levels of DC voltage.     

ECOS过套管电阻率测井响应自适应hp有限元数值模拟

采用一维自适应hp有限元方法求解ECOS过套管电阻率的改进型传输线方程。该方法从粗网格开始迭代,通过对当前粗网格的单元尺寸(h)和网格上的插值函数的阶数(p)进行适当细化,不断寻找当前粗网格拟最优的细化网格。自适应hp策略基于参考解的投影型插值后验误差估计,不依赖具体问题且十分有效,能够适应介质连续变化情况。使用该方法计算了金属套管电导率异常、水泥环和围岩等因素间断和连续变化时,过套管电阻率测井响应,分析了相应的响应规律。数值计算表明,自适应hp有限元方法能够使用较小的自由度获得较高的计算精度。     

工作液密度降低对水泥环界面胶结的影响

固井后工作液密度的降低会造成水泥环与套管和地层脱离胶结,从而形成微环隙,导致水泥环的层间封隔失效。根据厚壁圆筒理论,建立了更符合水泥环受力状况的套管-水泥环-地层力学模型,给出了工作液密度降低对水泥环与套管及地层间所受到的应力位移计算式。模拟计算结果表明,在相同井深处,工作液密度降低值越大,水泥环受到的应力值越大,界面处越容易产生微环隙。对于相同密度降低值,水泥环受到的应力值和产生微环隙的可能性随井深的减小而减小。结合模拟计算值和试验,测试不同水泥浆体系的水泥石与模拟套管的胶结强度值,选择和设计不同的水泥浆体系或降低合理的工作液密度值以防止微环隙产生的新途径。     

抽油机用新型智能节电器的原理及应用

抽油机每年需要大量的电能,由于抽油机的负载特性,所配电机的功率大于实际使用功率,使其效率很低,存在巨大的浪费电能现象。下冲程的发电现象对电网造成很大冲击。利用可控制可控硅和单片机为核心技术研制的抽油机用新型智能节电器能有效地减少抽油机不必要的有功浪费,对油井节电具有深远意义,而且具有过流、过压、短路、断相、过载等多重保护功能,使系统工作可靠、使用寿命长。     

静电聚结原油脱水试验研究

针对目前高含水原油采出液采用传统三相分离与热化学分离和电脱水方法存在分离级数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题,在静电预聚结研究基础上,采用自制绝缘电极和乳化液,开展静电聚结脱水研究,使水滴预聚结和沉降分离同时进行。通过静态聚结脱水试验考察了乳化液水含量、电压、温度和沉降时间等因素对静电聚结脱水效果的影响,结果表明乳化液脱水率随温度升高、电压增大和沉降时间延长而提高。其中温度影响最大,电压和沉降时间影响较小。在动态静电聚结原油脱水试验装置上进行验证,同时对不同分离器结构和不同电极结构及进料方式进行了对比,对试验条件进行了优化。动态试验结果表明,在电压2 kV,温度65～70℃,停留时间不大于10 min的条件下,高含水乳化液的脱水率均可达95%以上。     

低温等离子体处理恶臭废气技术的工业应用研究

低温等离子体处理恶臭废气是一门新兴的技术.典型的恶臭物质硫化氢、乙硫醇、苯、甲苯、二氯丙烷等的实验室试验和小试结果表明:采用电晕放电形式的低温等离子体处理恶臭废气是可行的,停留时间越长、电压越高,脱除效果越好,中试结果表明当停留时间大于50s,电压25 kV时恶臭物质的去除率基本大于90%,进一步延长停留时间和升高电压,去除效率并不会大幅度提高.废气中氧气浓度的提高可以明显提高硫化氢脱除率.小试、中试的试验结果基本上与实验室的试验结果相符,但要取得和实验室同样的处理效率,中试停留时间要比实验室试验的停留时间长.     

抽油机智能节电器的研制及应用

为了实现机械采油的节能降耗,研制了以单片机为核心的抽油机智能节电器。该节电器通过检测元件对电动机运行时电流与电压的相位差进行检测,计算出电动机的功率因数,由功率因数的大小来判断电动机的最佳工作电压,通过单片机控制可控硅的导通角,提供给电动机合适的运行电压,降低电动机自身损耗。智能节电器能实现电动机的软启动、软停机,自动调整电动机输出功率,达到节能降耗的目的。试验表明,抽油机智能节电器综合节电率在36%以上,单井年节约电费1·37~2·06万元,经济效益可观,有进一步推广应用空间。     

钻井液造壁性对固井质量的影响

为更真实地考察水基钻井液与固井质量的关系，建立了评价固井第二界面胶结强度的新方法——人造岩心法。通过测定在聚磺钻井液中浸泡24h形成吸附层的铁棒和高温高压滤失实验后形成滤饼的人造岩心经3种不同方式处理后形成的第一、第二界面胶结强度，得出了造壁性影响固井质量的一般规律。研究表明，对铁棒上的吸附层和人造岩心上的滤饼进行部分清除后，两界面的胶结强度均高于未处理的铁棒和岩心与水泥浆的胶结强度；对铁棒和岩心采用特制的冲洗液进行冲洗后，两界面的胶结强度大为改善，比清除部分吸附层和虚滤饼的铁棒和岩心与水泥浆的胶结强度还高。     

抽油机电动机调压控制系统的神经网络建模

根据电动机拖动抽油机运行的特点,阐明了采用神经网络方法对该系统建模的必要性.基于带有回归单元的Elman神经网络,对拖动抽油机的变载荷三相异步电动机的晶闸管三相调压器系统进行了建模.采用了一种带惯性项的动态反向传播学习算法,克服了通常的BP(back propogation反向传播)算法振荡和收敛速度慢的弱点,使抽油机系统随负载变化时对电动机实现调压控制.对Elman神经网络的结构运用方法,以及惯性项的动态反向传播学习算法作了较详细的介绍,对由晶闸管三相调压器构成的拖动系统建模所选向量参数进行了说明.实例表明,利用该方法迭代后的学习结果更容易将误差减小至期望值.     

强交变热载荷下页岩气井水泥环完整性测试

页岩气井大规模水力压裂过程中,因井筒内的温度、压力波动及持续变化、循环加卸载引发的水泥环完整性问题将威胁到井筒的完整性。为了弄清强交变热载荷下水泥环完整性失效机理、避免页岩气水平井大规模压裂过程中水泥环屏障失效,基于自主研发的实验装置对全尺寸实物"生产套管—水泥环—技术套管"组合体在强交变热载荷作用下的密封完整性和力学完整性进行了测试及评价,获得了2种全尺寸水泥环(普通水泥环和高强度水泥环)在3种强交变热载荷作用下(出现间断CO_2气泡的循环次数分别为4次和14次,出现连续气泡的循环次数分别为5次和15次,交变热载荷分别为30～120℃和30～150℃)的完整性实验结果。研究结果表明:①交变热载荷对水泥环完整性具有显著的负面影响,并且随着交变温度及温差的增大,表征水泥环密封完整性的热循环次数急剧减少;②表征水泥环与套管间的剪切力、轴向与径向结合强度等界面力学性能指标均随交变温度增加而下降;③水泥环微环隙主要是由套管与水泥环材料之间的不协调变形所致,而交变热载荷诱导的水泥石自身力学性能衰退及损伤在一定程度上加剧了水泥环密封完整性失效。结论认为,该研究成果可以为深部页岩气水平井大规模压裂施工设计提供参考