电泵采油井液态软启动技术的应用

　　石油矿场机械电泵采油井液态软启动技术的应用夏幼红，唐周怀，綦兴龙，李国清，邹正辉（中石化中原油田分公司，河南濮阳457001）夺商要：液态软启动技术具有启动性能好，可调性高。适用范围广等特点，广泛应用于各类拖动电动机的启动与保护，特别是应用环境恶劣。启动困难的场所。电泵采油系统大多在野外深井中运行，采用工频全压启动方式，由于地下工况的变化，经常因电流过大而烧毁电机，对电泵机组及电器设备造成极大的损害，且居修困难，居护费用高。采用液态软启动技术有效地解决了电泵现场应用中的难题，并达到节能补偿的目的，宜广泛推广使用。

　　电泵采油；电液变阻；软启动：TES33. 305：B目前，中原油田电泵采油井绝大多数是通过地面控制屏采取全压启动，工频恒速运行。由于野外地下环境恶劣，线路损耗大，使得启动电流为正常工作电流的5~8倍，对电泵电缆及电机的冲击较大；产生较大的瞬时冲击扭矩，容易对机组和油管造成破坏；设计不合理，选择参数偏大，造成供液不足欠载停机而频繁启动，影响井下机组的使用寿命；因结垢、出砂等原因过载停机重新启动时，启动扭矩较大，造成机组及电器设备的损坏；供电线路过长，功率因素低，使系统效率降低。

　　电泵采油井己成为采油管理的重中之重，但由于中原油田油藏的特殊性和井况的复杂性，使电泵采油井的工作环境日趋恶化，如高油气比、供液不足、出砂、结垢和电网波动等因素造成电泵采油井故障停井的频率越来越高，维护也十分困难，因此，电泵采油井软启动技术研究迫在眉睫。

　　1液态软启动工艺原理电泵采油系统点多、面广、线长，是一个多元化多环节的组合，主要由地面部分、中间部分、地下部分和潜油电机、保护器油气分离器、多级离心泵、电缆控制屏和变压器组成目前，中原油田应用于电泵采油系统软启动及调速领域的工艺技术主要采用变频调速技术变频器采用一交“电压型，启动时为3服电机电阻压降，适当提高V/F比值，以控制启动电流变频调速技术存在的主要缺陷是需要特制的路斌王朝晖等何军国等刘绘新等赵国仙等陈家庆等朱维兵陈书帛等徐世珍等童广岩等聂劲松等刘洋等熊国明等杨永超等变压器将380V低压电源升至1. 14kv等级或采用中压变频器，费用较高，不利于大面积推广。

　　液态软启动技术是在控制系统内并联电液变阻器，在启动过程中，将液态电阻串入电泵电机定子中，实现限流，在启动完成后将它短接。电阻值的可变性是靠改变两电极板之间的距离实现的，电机转速随着电阻值的减少平滑升高，借以维持或增加起动力矩，达到延时软启动的目的，并为短接时不产生电流冲击准备条件。

　　电液的导电率易于通过电液的浓度来控制，受外界条件变化的影响较小，启动成功率高，性巨稳定。

　　电液变阻均匀，启动电流冲击小，可控制在额定电流的3倍以内，对深井中的潜油泵及电机具有保护功能具有温度检测、液位检测、欠载、过载保护及报警等功能e）日常维护工作量少，只需定期注入少量自来水（以补充挥发），3~4a清洗一次电极板，对运行环境（如温度、湿度、振动海拔等）要求不高，操作简单，安全可靠，使用寿命长投入成本低，无须其他配套设施，具有和变频调速相媲美的启动性能，而费用只有相同功率变频调速器的30，宜广泛推广使用。

　　2现场应用针对电泵采油井潜油电机的特殊性，在调研液态软启动技术的基础上，我们与湖北追日电气设备有限公司合作，对所配套的2台电液变阻软启动装置进行了改良设计，其技术参数为设计功率55kW；耐压等级3000V；延时启动时间：0~30s；调速范围75~10；液阻调节范围0~ 1.8；电容补偿容量20kvar 2000-06，该装置在濮城油田三矿80计量站对濮6-138井进行了现场试验，实测启动电流曲线如经现场测试，该井工作电压1 068.6V，工作电流为32A，全压启动条件下，启动电流为216. 96A，是额定电流的6.78倍，而应用液态软启动装置后，启动电流为86. 08A，只有额定电流的2. 69倍。从启动电流特征曲线图可以看出，常规全压启动存在瞬时电流冲击波峰，而液态软启动本质上属于降压启动，电机转速随着电液阻值的减少而平滑升高，可以在限制启动电流的同时，维持或增加启动力矩，不会产生电流冲击，真正实现了软启动同时，该装置采用了一组3 000V等级20kvar高压电容进行终端补偿，功率因数由0.683提高到0.780，达到了节能降耗的目的。