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油田注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

2011-11-07 07:12趙東升大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠(chǎng)
石油石化節(jié)能 2011年2期
關(guān)鍵詞:泵管注水泵除垢

趙東升(大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠(chǎng))

油田注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

趙東升(大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠(chǎng))

在油田生產(chǎn)中,注水系統(tǒng)年耗電量占生產(chǎn)總耗電的40%以上,是節(jié)能工作的重點(diǎn)部位。為降低系統(tǒng)能耗,提高系統(tǒng)效率,應(yīng)用了注水泵涂膜、減級(jí)和前置泵變頻等節(jié)能技術(shù),對(duì)部分設(shè)備和管線(xiàn)在實(shí)施措施前后進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。經(jīng)數(shù)據(jù)檢測(cè)、對(duì)比可知,泵涂膜能有效提高泵效,泵減級(jí)可明顯降低注水單耗,前置泵變頻能有效調(diào)節(jié)泵管壓差,多元復(fù)合除垢可消除管網(wǎng)壓降。通過(guò)分析評(píng)價(jià)證明,該注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用效果良好,能有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,降低系統(tǒng)能耗。

油田注水 注水泵涂膜 泵減級(jí) 前置泵變頻 多元復(fù)合除垢

注水是陸上油田的主要開(kāi)發(fā)形式,能有效補(bǔ)充地層能量,提高采收率[1]。喇嘛甸油田開(kāi)發(fā)建設(shè)30多年來(lái),經(jīng)歷了基礎(chǔ)井網(wǎng)、加密井網(wǎng)、注聚井網(wǎng)等油田建設(shè)階段。地面工程為了滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)的要求,根據(jù)不同井網(wǎng)對(duì)水質(zhì)的要求,形成了普通污水、深度污水及聚驅(qū)污水注水系統(tǒng)等3套系統(tǒng)、4套井網(wǎng)。注水系統(tǒng)年耗電量占全廠(chǎng)生產(chǎn)耗電的40%以上,是節(jié)能工作的重點(diǎn)。為了分析注水節(jié)點(diǎn)能耗,查找重要耗能部位,對(duì)注水系統(tǒng)能耗情況進(jìn)行了分析。油田注水系統(tǒng)的能量損失主要集中在機(jī)泵能耗、泵管壓差、管網(wǎng)壓降、井管壓差等幾個(gè)節(jié)點(diǎn)[1],綜合節(jié)電潛力約為4 500×104kW·h。

1 節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

為降低系統(tǒng)能耗,提高注水系統(tǒng)效率,“十一五”期間喇嘛甸油田共實(shí)施了四大類(lèi)節(jié)能項(xiàng)目。

1.1 注水泵涂膜

為了提高注水泵效,降低注水泵過(guò)水阻力,對(duì)注水泵的葉輪等部件進(jìn)行了涂膜處理。

對(duì)于部分涂膜的注水泵進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)。以單臺(tái)注水泵為例,2008年6月進(jìn)行了泵涂膜。2008、2010年分別對(duì)該泵進(jìn)行了跟蹤檢測(cè),測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

由表1可知,該注水泵在涂膜以前檢測(cè)平均泵效為74.17%,涂膜后檢測(cè)平均泵效為76.40%,泵效提高了2.23%。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì),注水泵在涂膜后泵效可上升2%~3%左右。

表1 注水泵測(cè)試數(shù)據(jù)

經(jīng)濟(jì)效益:以該泵為例,泵效提高了2.23%,年可節(jié)約用電35.6×104kW·h,節(jié)約資金20.4×104元。

技術(shù)建議:據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,注水泵運(yùn)行10年以上效率開(kāi)始下降,可將該技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)行10年以上,泵效較同排量泵低3%左右的注水泵。

1.2 注水泵減級(jí)

當(dāng)離心泵平均泵壓比注水干線(xiàn)壓力高出2.0 MPa以上時(shí),閥門(mén)節(jié)流造成的能量損失會(huì)很大[2]。為了降低泵水單耗,控制泵管壓差在合理范圍內(nèi),對(duì)注水泵進(jìn)行了注水泵減級(jí)處理。

對(duì)部分減級(jí)的注水泵進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)。以單臺(tái)注水泵為例,2008年6月進(jìn)行了泵減級(jí)。在注水泵減級(jí)前后分別對(duì)該泵進(jìn)行了檢測(cè),測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 注水泵測(cè)試數(shù)據(jù)

由表2可知,該注水泵在減級(jí)前泵管壓差為2.6 MPa,泵水單耗為5.81 kW·h;減級(jí)后,檢測(cè)泵管壓差為0.4 MPa,泵水單耗為5.61 kW·h,壓差下降了2.2 MPa,單耗下降了0.2 kW·h,泵效提高了6.45%。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì),注水泵在減級(jí)后泵管壓差可降低到0.5 MPa以?xún)?nèi),單耗可降低0.1~0.2 kW·h。

經(jīng)濟(jì)效益:以該泵為例,單耗下降了0.2 kW·h,年可節(jié)約用電62.19×104kW·h,節(jié)約資金35.5×104元。

技術(shù)建議:可將該技術(shù)應(yīng)用于泵壓與注水管網(wǎng)壓力擬合度不合理、泵管壓差超過(guò)1.5 MPa的注水泵。

1.3 前置泵變頻裝置

要連續(xù)調(diào)節(jié)注水泵的流量、壓力等運(yùn)行參數(shù),且使泵仍在高效區(qū)運(yùn)行,只能用變頻調(diào)速的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)[3]。為了降低注水單耗,實(shí)現(xiàn)注水泵連續(xù)調(diào)節(jié),保證泵優(yōu)化運(yùn)行,安裝了前置泵變頻裝置。目前已有2套裝置安裝完畢,投入運(yùn)行。以1套為例,安裝前后檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 前置泵變頻裝置安裝前后數(shù)據(jù)對(duì)比

由表3可知,安裝前置泵變頻裝置后,泵管壓差下降了1.53 MPa,泵機(jī)組單耗下降了0.2 kW·h。

經(jīng)濟(jì)效益:以該泵為例,單耗下降了0.2 kW·h,年可節(jié)約用電45.2×104kW·h,節(jié)約資金25.8×104元。

技術(shù)建議:通過(guò)變頻調(diào)速改變了離心泵的特性曲線(xiàn),使性能曲線(xiàn)向下平移,降低了泵管壓差,并且在一定程度上提高了泵效,從而達(dá)到節(jié)能的目的[4]??蓪⒃摷夹g(shù)應(yīng)用于泵管壓差超過(guò)1.5 MPa且來(lái)液量不穩(wěn)定的注水站。

1.4 多元復(fù)合除垢

為了解決實(shí)際生產(chǎn)中管線(xiàn)、設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重的問(wèn)題,降低注水管線(xiàn)的管損值,對(duì)17.32 km注水管線(xiàn)進(jìn)行了多元復(fù)合除垢。

對(duì)除垢后的注水管線(xiàn)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。以注水管線(xiàn)為例,該配水間于2008年11月進(jìn)行了管線(xiàn)除垢。在進(jìn)行多元復(fù)合除垢前后分別對(duì)管線(xiàn)管損值進(jìn)行了檢測(cè),其結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知,注水管線(xiàn)管損壓力由原來(lái)最高的3.7 MPa下降到了0.5 MPa,管線(xiàn)內(nèi)表面光滑,垢厚度為0.2~0.3 mm,管線(xiàn)除垢率為95%。

表4 配水間試驗(yàn)對(duì)比

經(jīng)濟(jì)效益:以該站為例,平均管損值下降了2.1 MPa,總注水量為20 m3/h,總管線(xiàn)長(zhǎng)度為3.45 km,年可節(jié)約用電10.1×104kW·h,節(jié)約資金5.76×104元。

技術(shù)建議:在對(duì)管線(xiàn)除垢時(shí),若按管線(xiàn)長(zhǎng)度1 km計(jì),可將該技術(shù)應(yīng)用于管損值大于2.32 MPa的管線(xiàn)。

2 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)注水系統(tǒng)進(jìn)行潛力分析,表明注水系統(tǒng)節(jié)能空間仍然很大,依靠現(xiàn)有的技術(shù)手段可有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,降低系統(tǒng)能耗。

(2)節(jié)能技術(shù)規(guī)模應(yīng)用是降低能耗的必要保證。目前注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成熟,需要不斷擴(kuò)大成熟技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模,以進(jìn)一步降低注水系統(tǒng)的能耗。

(3)節(jié)能技術(shù)規(guī)范應(yīng)用是降低能耗的必要手段??赏ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和技術(shù)研究等方法,摸索節(jié)能技術(shù)的使用規(guī)律,規(guī)范使用行為,使節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用有的放矢、有據(jù)可依。

(4)完善節(jié)能技術(shù)管理是降低能耗的必要途徑。節(jié)能技術(shù)對(duì)工作環(huán)境有一定要求,在生產(chǎn)中應(yīng)針對(duì)其技術(shù)特點(diǎn),制定相應(yīng)管理方法,充分發(fā)揮其節(jié)能效果;對(duì)于互補(bǔ)性強(qiáng)的節(jié)能技術(shù),可將其組合使用,保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。

[1]鹿桂華.油田注水節(jié)能技術(shù)研究與應(yīng)用[J].油氣田地面工程,2002,21(1):1.

[2]彭剛.勝利油田提高注水系統(tǒng)效率配套技術(shù)[J].油氣田地面工程,2004,23(6):2.

[3]王莉.杏南油田注水系統(tǒng)變頻調(diào)速節(jié)能降耗分析[J].油氣田地面工程,2000,19(5):2.

[4]蔣新.注水泵機(jī)組的調(diào)速技術(shù)與節(jié)能[J].油氣田地面工程,2008,27(6):1.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.02.014

2011-03-20)

趙東升,2006年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院,助理工程師,現(xiàn)從事節(jié)能測(cè)試評(píng)價(jià)工作,E-mail:zhaodongsheng1@petrochina.com.cn,地址:大慶油田第六采油廠(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所,163114。

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