淺談變頻技術在油田中的應用

杜海全

（中國石油長城鉆探測井公司，遼寧盤錦 124000）

淺談變頻技術在油田中的應用

杜海全

（中國石油長城鉆探測井公司，遼寧盤錦 124000）

在現代油田開發中，技術人員都采用新一代的節能技術——變頻技術，這一項節能技術在油田生產中已經得到廣泛的應用，通過這些年的不斷的運行實踐證明，它在油田節能降耗中起到舉足輕重的作用，就變頻技術在油田中的應用做一點簡單的探討，希望能對油田生產起到一定的幫助。

變頻器；節能；降耗液位

油田的開發自20世紀以來，一直受到各國政府的重視，將各種高新技術應用于油田開發中，將油田開發的成本有效降低，同時也提高油田開采的安全系數。自20世紀開始，一種新的技術開始廣泛應用于油田中，節能、環保、高效，這個技術就是高壓變頻技術，隨著時代的發展，高壓變頻技術在油田中的應用越來越多樣化，技術人員正在不斷開發出這項技術的新的功效，相信高壓變頻技術能為油田的發展帶來更好的效益。

1 幾種高壓變頻的基本原理

1.1高—低—高變頻器

在油田開發中，技術人員通常都需要用一臺變壓器把高壓不斷調低，直至變成低壓，當油田內的氣壓發生變發，再將低壓通過變頻器變頻和輸出，升為高壓。高—低—高變頻器的最大優點就是該機械的性價比高，機械本身的價格比較低，使用的人力較少，單人操作即可，不過，也有很大的缺點，就是機械體積龐大，占地面積不斷增加，而開發成本也不斷提高，增加了變壓器的損耗，導致變頻器的可靠性大幅度降低，在油田的開采中，開采低速時變壓器的效率不斷降低，而變頻器的功率因數也在不斷降低。

1.2低—高方案

在油田開發中，技術不僅是采用高低高一種變頻技術，當壓力發生變化時，還會采用通用型的變頻器，使得變頻器將最后輸出的電壓升壓為5—10kV，在選用變頻器輸出時，應當使用濾波器輸出。

1.3三電平高一高方案

技術人員可以通過變頻器本身內置的PID調節器，同時配合使用PLC功能，光纖驅動傳輸信號安全隔離。

1.4多蓋化方案

在變頻器的運用中，多蓋化15個繞組變壓器，48個單項變壓器，輸出高壓的變頻電機。

1.5PWM整流器

PWM滿足IEEE-159-1992諧波標準，提供近似于1的功率因數。并優化了變頻的運行性能。此方案同時適用于AC電杭器和喃離變壓器，加大了系統配置的靈活性。

1.6高—高方案

方案是輸入電源經過高壓斷路器，由整流、平波、逆變及濾波器等直接高壓電氣元件輸出至高壓電機。當電機功率超過120kw時建議采用12脈沖直接高進高出形式。

2 變頻技術在油田中的重要應用

能源是人們賴以生存的物質基礎，隨著時代的不斷發展，人民生活水平的不斷提高，在油田的進一步開發中，節能降耗已越來越受到入門的重視，降低能耗就意味著提高效益，在油田地面建設中，通過改進工藝節約能源，利用節能技術降低能耗等。變頻器是一種使泵耗能更少、控制更精細、設備壽命更長的產品，在油田生產中的應用越來越廣泛。

2.1在轉油站和脫水站中的應用

目前，已經有一部分油田已進入中后期開發階段，單井產液量逐年下降，致使轉油站外輸泵運行過程中大馬拉小車現象時常發生，為解決這個問題，結合自控技術，利用緩沖罐液位信號對外輸泵進行實時變頻控制，每年可節約大量電能。

2.2變頻技術的節能效果

在脫水站中，通常三相分離器液位控制是采用調節閥實現的，一般情況下調節閥安裝在脫水泵出口，調節閥的開關波動將導致泵出口壓力波動，使泵不能工作在它的最佳工作泵頭，從而使泵的效率降低而耗電量增加，結合自控技術，采用變頻器控制不但能使泵工作在最佳泵頭，而且節約電能。此項技術在轉油脫水站，應用節能效果顯著。

2.3在污水處理站中的應用

在污水處理站中，濾罐的反沖洗是強度大而復雜的工序，沖洗濾罐時要求反沖洗強度逐漸增加到一定量后，沖洗一定時間再逐漸減小流量，便于濾料恢復到沖洗前狀態，常規設計中用反沖洗流量控制反沖洗閥，能達到工藝要求，但反沖洗泵不能工作在最佳工作區內，造成電能的浪費。利用流量信號，結合自控技術，采用反沖洗變頻控制，即達到反沖洗目的又可節約電能。

3 應用變頻技術的效果

在筆者幾年的油田生產工作經驗中，證明了應用變頻技術，可以有效簡化油田生產的工藝流程，同時提高了配置的能力，延長了油田生產泵的使用壽命，節約了生產資金，提高了生產效率，滿足了生產的需求。

3.1簡化了工藝流程

應用變頻技術，不僅提高油田的生產能力和企業效益，同時提高了油田的配置設備，滿足長期而言的生產需求。從目前的情況來看，在沒有增加外輸泵以及外輸管線的額外條件之下，在油田開發中應用高壓變頻技術，充分滿足了外輸的需要。

3.2延長了泵的使用壽命

（1）在油田生產中，通過安裝變頻器，可以有效地利用變頻器頻率的變化來調控各種運行設備的變化量，從而保證油田生產安全的平穩運行。

（2）因為油田生產中，機械管線長度長短不一，生產的壓力也各不相同，所需要的母液數量也不同，安裝變頻器以后。通過頻率的不斷調控，可以自動調節電機的轉速，調節流量，合理分配各站所需母液量。

（3）不裝變頻器時，泵與電機的扭力達到極大值，極易造成泵的消耗損壞，在安裝變頻器以后，當啟泵或者是停泵的時候，泵與電機的扭力由小到大逐漸的增大，或由大到小逐漸的減小，扭力操作損傷比較小，從而節省了相應的維修費用，提高了泵的使用壽命與期限，同時降低了油田生產的成本。

3.3提高效率

在油田的開發過程中，技術人員需要提前安裝變預器，并且注意根據本站內儲油液位的高低，隨時用電話通知控制站起停泵，在安裝高壓變頻器之后，各注入站儲戰液位高低決定注入站內流量調節器的有效開關，進而控制管線壓力的強度變化，使變頻器正常工作，對外輸泵排液變化進行自動地控制與管理。

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[3] 張海軍，馬未華，張玉變，等.變頻技術在油田注水上的應用[J].油氣田地面工程，2004（5）.

[4] 邱維有.高壓變頻技術在油田上的應用[J].油氣田地面工程，2003（5）.

On the Application of Frequency Conversion Technology in Oilfield

Du Hai-quan

The development of modern oilfield，technical staff have adopted a new generation of energy-saving technologiesinverter technology，this one energy-saving technologies in oil production has been widely applied，through constant practice of running all these years has proved that it oilfi eld energy saving plays a pivotal role in this paper inverter technology in oilfi eld application to do something simple discussion，hoping to play a helpful oil production.

converter；energy；consumption level

TE937

A

1003-6490（2016）01-0076-02

2016-1-15

杜海全（1971—），男，遼寧盤錦人，工程師，主要從事測井資料采集，儀器應用研究工作。