数字技术与应用
变频器在油田注水中的应用
陈雪梅
李玮
（吐哈油田公司三塘湖采油厂
程必永
新疆哈密
839009)
·应用研究：
[摘要]通过把变频器控制技术应用到油田的大型注水泵中，并就实际运用中的关键的控制技术和方法提出了自己的看法，取得了良好的效果，节约了大量的电能。
[关键词]变频调速技术[中图分类号]TM921
1概述
恒压注水
PLC自动控制
[文献标识码]A
[文章编号]10079416（2010）07-007201
后输出信差信号，由伯差信号控制调整变提器输出的电源频率，改变注水泵转速，使管
在油田开发过程中，通过注水保持地层压力，是实现原油高产，稳产的重要手
段。对于断裂区块的油田，每个区块注水范围小，注水量随开果状况的变化，需要经常调整，大部分注水站都存在额定流量与实际流量不相匹配的问题，
水景大，注水
油田注水由于压力高、
传统的于动调
电机大多是大功率电动机。
节阀门控制方式启动和停止需要人操作，还需要人工手动调节流量，
控制压力，基
本很难实现。从月前技术来看，要稳定注水泵的流量、压力等运行参数，而H使注水系保持在高效区端行，实现系统的优化运行，单靠管网的优化和控制阀门的节流、打回流和停系等方法是不适用的，必须使注水系实现调速运行才能实现。
因
此，采用变频调速控制器对油担注水系用电动机实行变转速的调节，实现注水泵变水量控制是一项非书有效的节能措施。
2变频恒压供水自动控制装量 2.1基本构成
恒压注水系统由变频自动控制装置与注水泵组合面成（见图1）。该装置由变频器，可编程时控开关、可编程控制器(PLC）、压力传感器及相关电气控制部件构成，是·种其有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备（见图 2)，它可同时对一台或多台三相380V， 50Hz的注水象电机进行自动控制。
2.2工作原理
慎压注水变频自动控制装置以变频方式工作时，注水系电机以软启动方式自动后开始运转，由远传压力传感器检测注水管网实际压力，等网实际压力与设定压力经过比较
乐力练口2
x
X
重
网压力不断向设定压力趋近这个闭环控制系统通过不断检测。不断调繁的反复过程实现管网压力定，从而使注水象根据注水需要压力白动调节，达到节能节水的目的。
PLC的主要控制作用：（(1)控制多注水泵（包括备用泵）循环款启动，周期性地以变频方式工作；（2）控制备用泵的自动启动，当第一台注水泵电机以变频方式运行，并达到额定功率（即变频器输出电源频率到50H)，面注水管网压力未达到设定压力时，第二台注水泵电机会自动启动，并以「频方式端行，这时若管网压力仍不能达到设定压力时，第一台注水泵电机会自动启动，第··台注水泵仍以变频方式运行，达到保持注水管网压的日的，投人运行的注水泵数量由装置根据管网压力自动控制。如果喂水泵故障停机，喂水系统压力低于注水系人口设定值，则自动停止注水系，发出报
警信号并远传至中心控制室。 2.3控制功能
变频白动控制装置具有以下控制功能：（1）设有手动/自动切换电路，当切换至自动位时，系统可根据出口压力变化，自动调节变频象的转速和自动启动、停止注水泵，以维持注水系统压力恒定。当变频控制电路出现故障时，可切换至手动位置，使注水系直接在工频下运行，保证正书注水；（2）用PLC控制注水系（包括备用泵）全循环软启动，周期性地自动交换使用，以期注水系存命基本~致：（3) 喂水系联机自动停机保护，确保注水泵正常的入口压力稳定：（4）故障显示及报警具有缺相，短路、过热、过载、过压、欠压
漏电、解时断电保护等电气保护功能。进户餐杂
改水
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压力依文
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变频恒压注水系统组成图1
72
数字技术与应用万方数据
图2
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3注水泵节能原理
油田注水系统的能耗报失主要在控制阀节流上。只有通过结合配注量，降低注水压力，减少各注水并的阀门控制压差，
由于注水象的
才能达到节能降耗的月的。
实际流景比系的题定流量小，因此节电落力较大。注水系统中的压力控制是由变续调速控制器通过压力变送器的回馈压力值，与事先预设在变频调速控制器中的压力值进行比较，变频调速控制器中的PID 调节器自动根据差值进行运算调节控制节能器中的变频装置智能调速运行
4注水泵节能效果
(1）简化注水象操作步骤，无须手动调节，极大的减轻了操作工人的劳动强度，提高了工作效率，（2）有效降低启动噪音，在自动过程中电机从低频开始线慢加速，经20秒后达到设定频率，减小广启动电流，保护了用电设备，延长了电动机的使用存命，提高了电机的效率，节约维修成本。（3）提高机泵运行效率。变频调速运行降低了电机和注水象的转速，减少了机械鹿接的能量据失和系的叫流，载流损失，（4）采用压力变送器反馈电流信号至变频器闭环控制系统。构成稳定的闭环控制回路，保持水压的恒定，
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