關(guān)于油田注水泵機(jī)組能耗因素的研究

蘭 俊

（中原油田采油六廠設(shè)備管理科，山東東明 274500）

關(guān)于油田注水泵機(jī)組能耗因素的研究

蘭 俊

（中原油田采油六廠設(shè)備管理科，山東東明 274500）

近年來(lái)，環(huán)境污染現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，加上地球上各類資源的急劇消耗和銳減，讓人類產(chǎn)生了生存的危機(jī)，使得“節(jié)能減排”以及最大化地實(shí)現(xiàn)“資源的可持續(xù)利用”成了人類社會(huì)生活的主題。

注水泵機(jī)組；能耗；分析

1 影響電機(jī)效率的因素

1.1 投產(chǎn)時(shí)間對(duì)電機(jī)效率造成的影響

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，用于試驗(yàn)檢測(cè)的電機(jī)其效率雖然會(huì)隨使用時(shí)間的推移而有不同程度的降低，但其平均發(fā)電效率卻能夠保持在91.00%以上，這就說(shuō)明，投產(chǎn)時(shí)間對(duì)電機(jī)效率的影響相對(duì)較小。

2 電機(jī)負(fù)載率對(duì)其發(fā)電效率產(chǎn)生的影響

經(jīng)過(guò)一番專業(yè)性的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在該批電機(jī)實(shí)驗(yàn)樣本中有2臺(tái)電機(jī)的負(fù)載率低于60.00%，其發(fā)電效率分別為92.15%和93.27%，且平均發(fā)電效率能夠保持在92.26%的高水平范圍；有5臺(tái)電機(jī)的負(fù)載率水平在60.00%~69.00%，電機(jī)效率為92.33%~94.35%，且平均發(fā)電效率能夠保持在93.37%的優(yōu)質(zhì)范圍；負(fù)載率處于70.00%~80.00%的電機(jī)共有10臺(tái)，其發(fā)電效率為92.44%~95.58%，且平均發(fā)電效率能夠保持在94.21%的良好范圍；負(fù)載率處于81.00%~90.00%的電機(jī)共有8臺(tái)，其發(fā)電效率為93.55%~95.77%，且其平均發(fā)電效率約為94.25%。除此之外，還有5臺(tái)電機(jī)的負(fù)債率處于91.00%以上的狀態(tài)，且其發(fā)電效率大約為94.11~96.41%，平均電機(jī)效率大約為94.82%。經(jīng)過(guò)全面性的分析可知，當(dāng)電機(jī)的負(fù)載率處于60.00%以上的狀態(tài)時(shí)，負(fù)載對(duì)電機(jī)發(fā)電效率所產(chǎn)生的影響相對(duì)較小，但負(fù)載率會(huì)隨時(shí)間的推移而不斷上升，使得其對(duì)電機(jī)發(fā)電效率的影響也逐漸增大，兩者可呈現(xiàn)出正比例關(guān)系，即負(fù)載率越高，對(duì)電機(jī)發(fā)電效率造成的影響越大。

3 注水泵對(duì)電機(jī)效率的影響

在檢測(cè)注水泵時(shí)，選擇了90臺(tái)注水泵進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。在此之中，符合泵效測(cè)試條件的注水泵共有30臺(tái)。該批注水泵的泵效水平在8.53%~80.22%，平均泵效約為70.99%。

3.1 注水泵級(jí)數(shù)對(duì)電機(jī)效率的影響

（1）本次共檢測(cè)了13臺(tái)級(jí)數(shù)為9級(jí)的注水泵，其泵效為58.33%~79.88%，平均泵效約為72.11%。

（2）除上述檢測(cè)工作之外，本次還檢測(cè)了13臺(tái)級(jí)數(shù)為10級(jí)的注水泵，其泵效約在62.31%~80.20%，平均泵效為71.12%。

最后分析本次對(duì)注水泵的檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，注水泵級(jí)數(shù)對(duì)泵效的影響較小，所以同理可知其對(duì)電機(jī)效率的影響也較小。

3.2 高壓電機(jī)可能出現(xiàn)的故障

在本次故障檢測(cè)中，所使用的檢測(cè)軟件為ATPOL ESA，就電機(jī)電流信號(hào)分析了90臺(tái)電機(jī)。從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，在這該批電機(jī)中，存在機(jī)械方面不對(duì)稱（或不平衡）、轉(zhuǎn)子存在斷條、以及匝間短路和諧波失真等故障的電機(jī)共45臺(tái)，占總檢測(cè)量的50.00%。與此同時(shí)，在檢測(cè)的92臺(tái)電機(jī)中，底座振動(dòng)量超標(biāo)的電機(jī)數(shù)量達(dá)9臺(tái)，占總檢測(cè)量的10.00%；噪聲超標(biāo)的電機(jī)數(shù)量達(dá)5臺(tái)，占總檢測(cè)量約5.56%。另外，該批電機(jī)測(cè)試樣品的軸瓦溫度均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 分析注水泵故障

在對(duì)90臺(tái)電機(jī)注水泵進(jìn)行相應(yīng)的故障檢測(cè)后，就其檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了深入性的研究，并得出以下結(jié)論：注水泵底座振動(dòng)量超標(biāo)的電機(jī)數(shù)量為1臺(tái)，約占總檢測(cè)數(shù)量的1.11%；注水泵噪聲超標(biāo)的電機(jī)數(shù)量為25臺(tái)，約占總檢測(cè)數(shù)量的27.78%；所有電機(jī)的注水泵軸瓦溫度均未超標(biāo)且符合相關(guān)規(guī)定。在測(cè)試泵效的30臺(tái)電機(jī)注水泵中，僅有3臺(tái)存在故障現(xiàn)象，約占總檢測(cè)數(shù)量的10.00%；剩余的27臺(tái)均無(wú)故障現(xiàn)象，約占總檢測(cè)數(shù)量的90.00%。

4 全面分析能耗

4.1 使用時(shí)間對(duì)電機(jī)能耗的影響

因受高壓電機(jī)在油田中的使用時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)等因素的影響，在該批用于實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的電機(jī)中共有50臺(tái)電機(jī)的報(bào)廢年限設(shè)為13a，約占總檢測(cè)數(shù)量的55.56%。該批電機(jī)的各項(xiàng)性能和指標(biāo)均會(huì)受到程度不一的影響，同時(shí)也會(huì)加劇對(duì)能量的消耗。導(dǎo)致出現(xiàn)這一系列不良現(xiàn)象的原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）傳統(tǒng)型和老式型電機(jī)的本身設(shè)計(jì)對(duì)能耗的需求較大；

（2）電機(jī)的阻值會(huì)隨著電機(jī)繞組的老化而不斷增大，電機(jī)自身?yè)p耗增加，進(jìn)而造成電機(jī)效率下降；

（3）電機(jī)繞組、轉(zhuǎn)子以及軸瓦等部件的振動(dòng)隨著其長(zhǎng)期性的運(yùn)行而不斷加劇，在很大程度上加大了機(jī)械能耗。

4.2 注水泵與電機(jī)的匹配性對(duì)能耗的影響

據(jù)大量相關(guān)調(diào)查研究顯示，當(dāng)注水泵與電機(jī)的匹配性較差時(shí)，就會(huì)使得電機(jī)負(fù)載率偏低，從而進(jìn)一步降低電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率，致使成本投入有所增加。造成這一不良現(xiàn)象的因素主要有以下幾點(diǎn)：

（1）當(dāng)注水需求量產(chǎn)生變化時(shí)，工作人員更換了相應(yīng)的泵但卻未更換電機(jī)；

（2）當(dāng)注水工況需要進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需對(duì)注水泵和電機(jī)進(jìn)行拆級(jí)改造或切割葉輪；

（3）經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，注水管網(wǎng)不僅老化且被嚴(yán)重腐蝕，易造成穿孔現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)壓力值與注水泵壓力值不相容。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析影響注水系統(tǒng)效率的因素，并結(jié)合實(shí)際情況提出了一些相對(duì)應(yīng)的節(jié)能降耗措施，目的是為了提高油田注水機(jī)組經(jīng)濟(jì)的高效運(yùn)行，并為以后的研究提供一些理論的支持。

[1] 張冉，楊立欣，趙寧，等.油田注水泵機(jī)組能耗因素分析[J].杭州：浙江大學(xué)，2016.

Study on Energy Consumption Factors of Oil Injection Pump

Lan Jun

In recent years，the phenomenon of environmental pollution has become more and more serious，coupled with the rapid consumption of all kinds of resources on Earth and the sharp decline，so that human beings have a crisis of survival，making “energy-saving emission reduction” and maximize the “ Continuous use “has become the theme of human social life.

water injection unit；energy consumption；analysis

TE934.1

B

1003–6490（2017）05–0099–01

2017–04–20

蘭?。?975—），男，河南濮陽(yáng)人，工程師，主要從事設(shè)備管理方面的工作。