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孤东油田三四区注聚节点单耗测试分析

栏目:行业动态 · 发布日期:2011年12月22日 · 作者:中成泵业

来源:资源网 作者:顾永强 发布时间:2010.03.10 
    摘要:注聚单耗是指注聚系统设备每注入1立方米聚合物母液所消耗的用电量。经调查,目前国内还没有开展注聚节点单耗测试,也没有相关标准,因此,注聚节点单耗测试的分析研究对于注聚耗能节能工作意义重大。通过开展注聚节点单耗测试,确定注聚系统设备各个节点的标准单耗,从而优化运行参数,达到降低注聚单耗的目的。

    关键词:孤东油田 注聚节点 单耗测试 测算方法

    1  前言

    注聚单耗是指注聚系统设备每注入1立方米聚合物母液所消耗的用电量。孤东油田三四区有配制站(10#配制站)1座和下辖注入站(10#-1注聚站)1座,注聚井94口。目前,注聚站单台设备用电计量还没有全面安装,这样只掌握系统总体单耗,对单台设备的耗电情况不清楚,一旦耗能发生变化,无法找到耗能变化的原因,给用电管理带来了很大的困难。

    为了掌握注聚站各注入节点单耗情况,我们使用DJ-33Ⅲ电参数测试仪,配合使用钳形电流表,对注聚系统设备各个节点开展节点单耗测试。经了解,目前国内各大油田还没有开展注聚节点单耗测试,也没有相关标准,因此,注聚节点单耗测试的分析研究对于注聚节能降耗工作的开展意义重大。

    2 孤东三四区注聚节点单耗测试原理

    2.1 测试办法

    以山东力创科技有限公司生产的DJ-33Ⅲ型电参数动态平衡测试仪为测试仪器,配合使用钳形电流表,测试计算确定注聚系统主要不同泵型、不同注聚区域,以及各注聚站及站内各节点的单耗。

    为了保证注聚节点单耗数据的准确性和可操作性,调查某一时点所有注聚设备消耗的功率,同步调查所有正注聚井的瞬时功率。对间歇运行的设备则根据全天运行的时间,折算到1小时所消耗的能量,对所有设备都要进行折算。注聚井管汇和井口油压为聚合物母液和污水混注共同作用形成的,但污水流量、压力没有发生明显的变化,因此调查注聚地面系统效率时只调查母液流量,污水量不计算在内。

    2.2 调查方式

    2.2.1 注聚单耗节点的确定

    工作原理:清水泵从清水罐吸取清水增压后与聚合物干粉在分散装置初步混合溶解,然后输送至熟化罐搅拌熟化,经喂入泵(或外输泵)增压后再通过注聚泵加压计量后与高压污水计量混合后进入注入井。主要耗电设备工艺流程见图1。

   

    从聚合物注入过程各个节点看:

    分散系统、熟化系统,喂入系统、注聚泵升压系统、管网系统等均为影响注聚单耗的因素。因此,我们确定注聚节点为:分散装置、喂入泵、外输泵、清水罐(清水泵和管道泵)和熟化罐(搅拌机)折算单体设备消耗的瞬时功率,并汇总注聚站消耗的总功率。

    2.2.2 注聚节点单耗测试前的准备

    对所有的母液流量计和压力表须进行检查标定,确保准确灵活好用。要求在同一时点录取各类设备的运行参数和井口注入压力。需要说明的是,现场注入过程中,聚合物母液和高压污水是同时混合注入的,实际调查时只调查聚合物母液量,而油压是两者混注形成的压力。

    2.2.3 计算方法

    注聚节点单耗的计算方法:

    

    单体设备、母液配制单耗计算方法与上述方法类似。用公式(2)分析影响注聚单耗的主要因素。

    2.3 注聚节点单耗测试结果

    2.3.1注聚泵测试结果

    经过测试得到:注聚泵单耗为4.18 kWh/m3,占76.1%;分散装置为0.132 kWh/m3,占2.4%;清水泵单耗为0.343kWh/m3,占6.2%;搅拌机单耗为0.386kWh/m3,占7.0%;管道泵单耗为0.158kWh/m3,占2.9%;喂入泵0.122kWh/m3,占2.2%;外输泵单耗为1.173 kWh/m3,占3.2%;得出三四区整体注聚单耗为5.494 kWh/m3(如图2)。

   

    2.3.2 注聚泵节点

    2.3.2.1   容积效率对单耗的影响

    为进一步准确掌握注聚泵运行状况,对3台注聚泵进行了运行状态测试。现场任意取了3台注聚泵在注入浓度不变的情况下,检测不同运行频率下容积效率和系统单耗变化。从检测数据看出,注聚泵在低频运行时,容积效率偏低、系统单耗偏高。随着运行频率增加,容积效率上升、系统单耗下降,并在35-45Hz范围内容积效率最高、系统单耗最低,因而为最佳运行工况区间。随着运行频率继续增加,则容积效率下降、系统单耗上升(表2)。

   

    根据检测数据作出不同泵容积效率曲线(图3)、系统单耗曲线(图4)。从容积效率曲线可看出,低频运行时,注聚泵的容积效率较低,而且随着运行频率的增加,容积效率上升,在35-45Hz范围内容积效率最高。一般在20Hz及以下时,频率低则容积效率低。因为在注聚泵设计运行频率为50Hz,低频率运行时,注聚泵的吸液阀和排液阀因泵运转的过于缓慢,导致吸排打开的程度变小,造成容积效率降低。

   

    从现场测试数据看,容积效率高,则系统单耗低。反之亦然。虽然两者不是线性关系,但直接相关。容积效率高,实际排量接近理论排量,注聚泵做的有用功多,显然单耗和系统单耗较低。从系统单耗曲线看出:变频器在不同频率运行中,注聚泵系统单耗随着频率的升高而降低,25-45Hz范围内系统单耗较低,并在35-45Hz范围内系统单耗最低,为最佳运行工况区间,当频率进一步上调时,系统单耗则呈上升趋势,与容积效率下降相对应(图2)。

    电机运行频率过高时,电机皮带传动效率下降,磨损增加,造成运行效率下降,体现为系统单耗上升。 

   

    2.3.2.2 注聚泵节点的测试结果

    我们对三四区94口井进行了测试,计算出加权平均值,得出三四区注聚泵节点单耗是4.18kWh/m3。其中随机选取6口注聚井的数据(表3):

   

    通过测试结果计算得出:注聚泵单耗占总单耗的76.08%。

    2.3.3 分散装置节点

    分散装置共4台,测试结果如下(表4):

   

    分别对4台分散装置进行测试,将流量和用电量进行求和后再计算出单耗为0.132 kWh/m3,占总单耗的2.4%。

    2.3.4   其它节点

    其它节点包括清水泵、搅拌机、管道泵以及喂入外输泵,测试结果如下(表5):

   

     各节点单耗数据计算方法如下:

    (1)清水泵:对1台清水泵进行瞬时耗电测试,得出运行功率,因为是同型号的泵,计算出4台清水泵运行的总时间,根据4台清水泵日运行时间得出耗电量,除以三四区的母液量得出单耗;

    (2)熟化罐(搅拌机):对1台搅拌机进行瞬时耗电测试,得出运行功率,因为是同型号的设备,计算出6台搅拌机运行的总时间,根据6台清水泵日运行时间得出耗电量,除以三四区的母液量得出单耗;

    (3)管道泵:对1台管道泵进行瞬时耗电测试,得出运行功率,根据管道泵日运行时间得出耗电量,除以三四区的母液量得出单耗;

    (4)喂入泵、外输泵:对喂入泵、外输泵进行瞬时耗电测试,得出运行功率,根据喂入泵、外输泵日运行时间得出耗电量,除以三四区的母液量得出单耗;

    计算出其它节点的单耗为1.182kWh/m3,占总单耗的21.52%。

    3   结论与认识

    (1)测试节点结果如下:注聚泵单耗为4.18 kWh/m3,占76.1%;分散装置为0.132 kWh/m3,占2.4%;清水泵单耗为0.343kWh/m3,占6.2%;搅拌机单耗为0.386kWh/m3,占7.0%;管道泵单耗为0.158kWh/m3,占2.9%;喂入泵0.122kWh/m3,占2.2%;外输泵单耗为1.173 kWh/m3,占3.2%;得出三四区整体注聚单耗为5.494 kWh/m3。

    (2)从注聚节点单耗测试结果看,影响因素主要有分散、熟化、喂入外输、注聚泵和单井等各节点的运行状况,尤以注聚泵对单耗、系统单耗影响最大。

    (3)辅助设备如清水泵、排污泵等,采取自控运行,保证设备最佳运行状态,降低单耗。

    (4) 通过注聚节点单耗分家,掌握注聚站单耗分布规律,当单耗变化可作为分析的重要依据,及时采取必要的措施。

    参考文献

    [1]顾永强等.提高注聚驱地面系统效率的节能措施分析.石油石化节能.2009年第5期
    [2]顾永强等.提高六区西北部注聚区地面效率的措施与效果.石油化工节能..2009年第1期

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