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一、前言

勝利油田孤東采油廠新灘油田地處黃河入海口的海灘上，1998年投入生產(chǎn)開發(fā)，目前已投入開發(fā)生產(chǎn)油井63口，年產(chǎn)原油12萬噸。由于該地區(qū)離采油廠主力生產(chǎn)區(qū)塊較遠，各采油點又比較分散，油井?dāng)?shù)量相對較少，自油田開發(fā)以來一直采用大型油罐車拉油的辦法，將各采油點的原油每天不停地運輸至數(shù)十公里外的原油中轉(zhuǎn)站，原油運輸成本居高不下。隨著油田開發(fā)難度的增加和噸油成本的不斷上升，進一步挖掘內(nèi)部潛力，降低油氣生產(chǎn)成本，減少輸油損耗，就顯得尤其重要。利用管道輸油可以大大降低油氣輸送生產(chǎn)成本，減少油氣損耗，但由于受各采油點產(chǎn)液量的限制，要保證油氣正常長距離生產(chǎn)輸送，就得采取大功率高揚程機組通過截流控制的辦法，才能滿足油井生產(chǎn)的連續(xù)運行需要。由于輸油泵機組容量偏大，其流量和儲油罐液位控制均采用人為節(jié)流調(diào)節(jié)控制等因素，造成了該生產(chǎn)工藝系統(tǒng)運行效率不高、設(shè)備易損件故障頻繁和“大馬拉小車”等現(xiàn)象的發(fā)生，這不僅嚴重浪費了能源，而且影響油井的正常生產(chǎn)和原油產(chǎn)量的完成。為此我們于2005年初提出了在30kW的CSY11-2油氣混輸單螺桿泵上推廣應(yīng)用了森蘭SB70G變頻器進行調(diào)速控制，安裝了質(zhì)量可靠的變頻調(diào)速設(shè)備，以解決生產(chǎn)中的諸多實際問題，見到了良好的現(xiàn)場使用效果，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

二、控制方案

新灘油田162油氣混輸站和191油氣混輸站油氣混輸泵機組的變頻調(diào)速技術(shù)控制方案采用了閉環(huán)控制或開環(huán)控制方式，閉環(huán)控制與開環(huán)控制方式分別如圖1﹑圖2所示，以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)工作的需要。

2.1現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程

162站管理著7口油井，油井來油先進入2.7米高的40方儲油罐，經(jīng)加熱后由30kW的CSY11-2油氣混輸單螺桿泵將油井產(chǎn)出物輸送至幾十公里外的油氣接轉(zhuǎn)站。191站生產(chǎn)工藝流程與162站基本相同，目前管理著5口油井，油氣輸送距離比162站更遠。

2.2閉環(huán)控制應(yīng)用技術(shù)方案

在40方儲油罐上安裝帶4～20mA模擬信號輸出的浮球液位計，將液位信號給變頻器，變頻器在接收液位計信號后與變頻器設(shè)定值比較，采用PID調(diào)節(jié)控制算法，通過變頻器輸出頻率的變化來自動調(diào)節(jié)和控制儲油罐的液位高度，達到節(jié)能降耗和油井生產(chǎn)平穩(wěn)運行自動控制的目的。儲油罐的液位控制高度為1.6米。

2.3開環(huán)控制應(yīng)用技術(shù)方案

在40方儲油罐上不安裝液位計，液位檢測采用人工定時檢測，操作人員根據(jù)儲油罐的液位檢測高度，通過人工調(diào)節(jié)5kΩ的電位器來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制油氣混輸泵的排量，從而實現(xiàn)儲油罐的液位高度的控制，達到節(jié)能降耗和油井生產(chǎn)平穩(wěn)運行的目的。儲油罐的液位控制高度范圍為1.5米至2米。

在油氣混輸泵上安裝變頻器后，電機工作電流大幅下降，由20多安培下降到10安培左右，電機輸入功率也大幅下降，節(jié)電效果明顯，功率因數(shù)隨之提高，系統(tǒng)效率也大幅提高，節(jié)電效果顯著。兩臺在用泵機組綜合節(jié)電率可達50%以上，兩臺在用變頻器年節(jié)電可達116800kWh。