原油集输系统外输油泵变频器应用参数优化刘波

在应用变频调速技术控制输油泵运行的集输系统中,变频器高频运行时往往对机械设备造成很大的冲击。针对现场变频器的实际运行情况,通过日产液量确定平均频率点;通过来液量瞬时变化最大量和最小量确定变频器运行的频率范围;通过来液量的变化速度确定积分时间;通过分析三相异步电动机损耗确定最佳运行电压;通过泵类变频器的转矩特性确定变频器运行最佳频率点。结合以上分析过程对变频器的运行参数进行优化,把点位控制改为区间控制,加大变频器频率变化的反应时间,延长变频器在最佳频率点的运行时间。变频器参数优化后,外输油流量计瞬时流量最大值降低明显,流量计、泵机械设备的维修周期延长2倍;变频器的工作特性有了很好的改变,外输单耗降低,变频器运行噪声和发热都有不同程度的下降。     

特一联动态自动加药系统

特一联动态自动加药系统是通过采集超稠油进站液量的瞬时流量,根据设定的理论加药浓度进行计算,得出应加入药剂的瞬时流量,将采集到的实际加药瞬时流量与计算出的理论加药瞬时流量结果进行对比,由微机给出控制信号来调整变频器频率,有效地控制了加药泵的加药量,使加药量的调节与进液流量变化同步,从而实现动态稳定、均匀、精确加药,避免了无效加药,减少了药剂的浪费,降低了超稠油脱水成本.     

可变限分段式PID变频连续输油技术的研究与应用

数字化增压点外输泵的运行采用缓冲罐高低液位控制输油泵的启/停,由于输油泵频繁启/停导致无法连续输油,管线输油波动较大,运行可靠性差,需人工监视运行。设计了一种以缓冲罐液位为目标参数,根据液位变化动态调整输油泵外输排量的输油控制方式:增加缓冲罐信号采集,实现低限紧急停泵、高限自动输油并报警;在缓冲罐高低限范围内通过磁翻板液位计采集实际液位来控制输油泵频率,超高限紧急处理并报警提示人工处理;通过改进变频输油控制方式,使缓冲罐液位始终保持在一定范围内。通过在5个场站的试运行,能够完全实现外输泵的连续自动运行,极大地降低了岗位员工劳动强度,为增压站自动化运行及无人值守技术进行了积极的探索和实践。     

低产抽油机井动态参数仿真模型与提高系统效率的途径

综合考虑柱塞运动规律、阀球运动规律、阀隙瞬时流量与油井流入特性等因素的影响,建立了流体进泵规律与泵筒内瞬时压力的仿真模型,以此为依据改进了抽油杆柱纵向振动底部边界条件的仿真模型,进而建立了基于抽油杆柱纵向振动与流体进泵规律耦合的抽油机井示功图动态仿真模型;基于流体瞬时进泵规律,建立了抽油泵充满系数、漏失系数的仿真模型,从而改进了排量系数计算模型。对比仿真结果表明,所建立的系统动态参数仿真模型具有通用性,可以提高低沉没度供液不足油井示功图、排量系数与系统动态参数的仿真精度。仿真优化算例表明：①大泵径、长冲程与低冲数的抽汲参数设计原则仍然适用于低产抽油机井的节能设计,但最低冲数存在界线,同时最低冲数界限也限制了泵径上限;最低冲数界限随泵间隙的增加而增加;②对于严重供液不足油井,通过合理降低冲程与冲数,可以确保在油井产液量下降率低于5%的条件下,使系统效率最高提高近120%;③在油井产液量一定、下泵深度相同的条件下,优化冲程、冲数与泵径组合可以显著提高系统效率,仿真算例的系统效率变化范围为9.43%~17.48%;④在油井产液量与流压一定条件下,综合优化下泵深度、冲程、冲数与泵径可以显著提高系统效率,优化算例的系统效率由10.56%提高到31.49%。     

用伺服调量注入技术改进比例调节泵的工艺

伺服调量注入技术是对原有比例调节泵进行改进的一项新技术。该技术是在注入泵液力端增设回流调节阀,应用综合控制系统监控各柱塞运行状态,精准控制流量调节阀关闭、开启时机,调整机泵有效做功行程,并通过与流量计联动,实现流量的自动调节与控制。伺服调量注入技术故障率低,运行稳定;泵平均时率可达98%以上;调节范围大;黏损率低,平均黏损率为3.4%;瞬时流量注入稳定。     

多相泵气液混合实验装置及现场用均化器设计

多相泵入口气液混合程度的好坏对泵的外特性和工作稳定性有很大影响 ,因此泵上游的均化器是必不可少的配套装置。结合多相泵的气液混输外特性实验 ,对实验中先后采用的几种气液混合装置做了比较分析。提出了油田现场用均化器设计中几个关键参数的初步确定方法 ,指出均化器设计应遵循的原则是 ,尽量使气液两相压力相匹配 ,结构上避免混合管开孔形成射流锥角交叉 ;能够缓冲瞬时含气率的突然增加 ,可以通过液体回流实现短时间的干运转 ;实现均化器的缓冲和均混的双重作用。     

变频条件下离心油泵并联对输量的影响分析

在油田现场,备用泵常作为应急状态下的外输泵,一般情况下安装变频设备来减少对应急发电机的冲击,变频并联时管路特性的突变对工频泵的影响明显。在低频条件下运行,泵特性曲线趋陡,较低的调节阀开度时,尤其是在启泵过程中需关注定频泵的功率变化,避免过载;随着泵调节阀开度到达一定程度后,管路特性曲线变化很小,总排量基本变化不大。海外现场实践表明:在确定电动机功率和泵的情况下,配合调低频率和增加调节阀开度,优化设施运行工作制度,可增加并联运行条件的总排量;对于工业基础薄弱的国外油气田公司(如乍得),在上游油田产量突增,外输出现瓶颈情况下,可以采用以上手段挖掘已有设施潜力,尤其是输送潜力,避免大规模扩建和投资,最大限度地提高油田综合效益。     

不同排量下轻烃泵优化运行方案研究

轻烃外输泵既是轻烃储库生产运行重要设备,也是高耗能设备,不同额定流量的轻烃泵,能耗差异较大。针对此问题,选择某轻烃储库的轻烃泵开展现场试验。通过模拟不同排量与泵效预期曲线,在机泵最佳工况范围内增大外输流量,记录机泵电流、出口压力、流量,振动参数变化对机泵工作状态影响,分析不同排量下轻烃泵最优运行方案。优化后,减少了机泵启停频次,至少节约能耗约16.7%,降低了轻烃储库生产运行成本。     

海上大液量井电潜泵-气举联合生产系统

海上大液量井可以利用同一平台的高压气井,采用电潜泵-气举组合开采,降低电潜泵动力需求,延长检泵周期,减少停泵时间;在停泵时,气举仍可维持小产量生产,提高开采时率.在电潜泵-气举组合举升系统中,电潜泵参数固定,增加气举注气量及注气压力引起的产液增加量只在电潜泵产液量的范围内增加.气举参数固定,增加电潜泵的转速,系统产液量增加.地层参数改变时,通过调节电潜泵参数适应新的生产条件.     

原油库外输泵运行特性及变频节(火用)分析

原油库的大型化发展趋势为输油泵的优化匹配及节能运行提出更高的要求.以我国东部油田某油库为应用实例,在拟合各外输泵运行特性方程的基础上,通过求解以泵机组最小耗电量为目标函数的运行优化模型,给出对应于不同输量的运行优化方案;应用工程(火用)分析方法建立了外输泵黑箱(火用)分析模型.对油库2台在用并联运行泵机组的(火用)分析结果表明,由于未采取变频调速,节流(火用)损占到供给(火用)的9.33％,具有一定的节能潜力.在给出外输泵变频后扬程-流量、效率-流量计算公式及调速泵频率计算方法的基础上,分析了原油库2台同型号泵并联—定—调时的节能节(火用)效果,为有效降低油库生产能耗提供理论依据.     

变频调速输油系统变频器频率对其效率的影响

通过对大庆油田采油二厂部分异步电机－离心泵变频调速输油系统大量的数据测试，用数理统计的方法，得出了变频器效率对其输出频率的回归关系；因此可由变频器的对其效率进行点预测或区间预测。     

综合提高输油系统效率的方法与实践

从输油工艺的整个系统分析了提高原油系统远距离输送效率的基本方法,从不同的角度概述了提高输油系统效率的途径,分析了胜利油田河口采油厂目前输油系统的效率状况,介绍了该采油厂提高管输系统效率的具体做法。选用高效率的管输动力设备,改造水套炉提高热效率,对外输泵实施变频控制,降低电能损耗,建立管线实时监控与防盗系统,调节管输工艺参数等,这些方法都能提高管输系统的效率,收到了很好的经济效益。     

油井自动计量技术

在油田地面建设工程中,计量配水站担负着油田单井油、气、水的计量任务。针对它具有点多面广,投资比重大,需要的生产管理人员多的特点,对计量站进行了技术改进。计量分离器配套安装了电接点液位计、气体流量计、在线含水分析仪、电动阀等部件;取消了分离器计量排油管道油泵,利用油气系统压力平衡原理,使分离器内原油靠位差排出分离器;采用了带压力、温度补偿的旋进旋涡式气体流量计。油井自动计量技术与过去所采用的技术相比,每座站节约建设费用 １０．７万元,节约投资１７．８％。取消管道油泵后,每年可节电 ３．２８×１０~４ｋＷ·ｈ,取消放空测气装置后每年可节气３×１０~４ｍ~３。实现了无人值守,每年可减少生产开支２８万元,并减少了大量的设备维修、保养等费用。该技术已在彩南油田、克拉玛依油田、石西油田、小拐油田等地面建设中得到了应用,具有良好的推广应用前景。     

原油动态计量和标定

原油动态计量就是通过高精度的流量计,对流动状态下的原油进行连续的计量。用于贸易结算的流量计在使用前后,应分别进行在线实液标定,确定流量计系数及精度,使流量计满足贸易结算的使用要求。在原油中转码头及油库,对卸油和装油的计量通常由计量站完成,计量站一般包括计量系统、标定系统和辅助系统。介绍了原油动态计量和标定的原理、详细阐述了原油计量系统和标定系统的基本构成和主要设备及功能,给出了原油动态计量和标定的工程设计方法。     

输油管道运行优化理论与方法的分析

根据输油工艺实际，以进站油温为变量，建立了泵管耦合逐站计算优化分析模型及给定输量及稳态条件下长距离密闭输送原油管道运行优化目标函数、约束条件和越站条件，引入了进泵原油粘性对泵性能的影响，提出了泵性能粘液影响修正系数动态查取及粘液性能曲线自动换算数解方法，应用非线性规划方法，实施了全线运行方案优化分析，探讨了管壁结蜡及主要约束条件值变化对运行优化的影响。相对于泵管解耦模型，本文方法更接近于工程实际，具有更高的分析精度。应用方法所基的分析软件，可直接得到给定输量输油管道包括最佳进站油温、各站泵炉运行方式、加热温度、出站压力等优化运行控制参数及预计的经济指标等在内的经济运行方案，以提供实际工程参考。     

调速液力耦合器在肯尼亚1号线成品油管道的应用

文章提出了输油泵机组采用调速液力耦合器可以避免传统的调节阀节流损失。以实际运行的肯尼亚1号线成品油管道为例,选用SPS仿真软件对固定转速泵和采用液力耦合器调速技术的可变转速泵的运行工况进行了模拟仿真,结合相关工程实例指出机组加装液力耦合器装置后可显著节能,并带来可观的经济和社会效益。最后介绍了变频调速技术,分析对比了液力耦合器和变频器在8个方面的优缺点。     

加油站三次油气回收系统的现状解析

对近年来一些加油站依据《GB 20952-2007加油站大气污染物排放标准》安装的三次油气回收系统运行效果不十分理想的问题,从产品设计、标准规定和运维监管等方面进行了分析,提出了改进建议:一是在油气回收系统真空泵后的油气管道上增加一台流量计;二是在解析泵后的管道上增加一个气/液分离计量筒;三是在膜组件之后的排气管上增设一个油气浓度传感器;四是在PLC和触摸屏内增加“油气回收系统运行自诊断”程序;五是PLC装置与环保检测部门联网的RTU装置进行整合;六是合理储备油气回收装置易损件;七是在油气回收系统膜组件后对空排放管上安装一台油气浓度传感器;八是建议对有关标准进行修订。     

12PSDT185型喷油泵试验台

12PSDT185型喷油泵试验台是用于调整、试验和检测190系列柴油机喷油泵的专用设备。其主要技术特点是：试验台的驱动轴与喷油泵凸轮轴相互垂直；采用先进的交流变频调速技术；试验台机体坚固耐振；采用耐压精滤清器，确保油量测试准确；采用制冷机组散热，实现传感自动恒温控制；变频调速的传动效率较高，扭大；喷油泵安装定位准确可靠；有足够的转动惯量，瞬时转速稳定，波动值小，符合ISO标准要求；可准确测量左、右两喷油泵供油间隔角度、供油提前角和供油始点等。     

Flow Characteristics of Crude Oil with High Water Fraction during Non-heating Gathering and Transportation

In order to ensure the safety of the non-heating gathering and transportation processes for high water fraction crude oil, the effect of temperature, water fraction, and flow rate on the flow characteristics of crude oil with high water fraction was studied in a flow experimental system of the X Oilfield. Four distinct flow patterns were identified by the photographic and local sampling techniques. Especially, three new flow patterns were found to occur below the pour point of crude oil, including EW/OW stratified flow with gel deposition, EW/OW intermittent flow with gel deposition, and water single-phase flow with gel deposition. Moreover, two characteristic temperatures, at which the change rate of pressure drop had changed obviously, were found during the change of pressure drop. The characteristic temperature of the first congestion of gel deposition in the pipeline was determined to be the safe temperature for the non-heating gathering and transportation of high water cut crude oil, while the pressure drop reached the peak at this temperature. An empirical formula for the safe temperature was established for oil-water flow with high water fraction/low fluid production rate. The results can serve as a guide for the safe operation of the non-heating gathering and transportation of crude oil in high water fraction oilfields.