變頻器在注水泵控制中的應用

　　油田開發過程中地層能量不斷衰減，常用注水方式以保持地層能量，進行油田開發。

       一方面，注水壓力的高低是決定油田合理開發和地面管線及設備的重要參數。考慮到后期開發注水井的增多，注水工藝設計和機電設備配置都比實際寬裕，加之地質情況的變化，開關井數的增減，洗井及供水不足的影響，經常引起注水壓力的波動，注水量不均勻，不穩定。注水壓力低，注水量滿足不了油田開發的需要，必然會造成油層壓力下降；注水壓力過高，浪費動力，也造成超注，導致水淹，水竄；注水壓力控制難度大，也給油田生產和管理帶來諸多不便，因而要求油田注水壓力恒定。

       另一方面，由于儲油地層的壓力及油氣水分布不斷在發生變化，其數值很難準確預測和控制，考慮到油田開發中的需要，在工藝和機電設備的配置上都按照油田zui大可能的需求來設計，這一點在注水系統的設計當中顯得尤為突出。油田注水設備多采用高壓離心泵匹配高壓電機，大功率系統運行常是“大馬拉小車”，效率低下。注水壓力靠泵出口閘門手動控制，即靠改變管網特性曲線來調節泵的排量，泵、電機匹配難以達到在泵的*工況點運行，管網效率低，電能損失高達50%以上。正是從恒壓注水和節能的兩個方面考慮，在油田注水系統中引入變頻控制。
　　
　　通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系：Q∝n，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。通過上述分析可以知道，通過改變電動機轉速可方便地改變水的流量，保證水壓恒定；通過改變電動機轉速，在降低水流量的同時，可有效降低系統的電能損耗。
　　
　　通過變頻改造的注水系統具有如下優點：
　　
　　(1)實現了電機軟起動、自由停車。電機均通過變頻器或軟起動從0～50Hz作緩慢加速起動，可減少機泵因突然高速起動所帶來的影響，減少了直接起動時起動電流對電網的沖擊。
　　
　　(2)提高了功率因數，改善了電機電源質量，電機的功率與實際負荷相匹配，系統達到節能運行的目的。
　　
　　(3)消除了泵的喘振現象，使泵運行處于*工況狀態。
　　
　　(4)實現了壓力自動控制，被調節量得到更平穩的調節，增強了系統的穩定性和可靠性。
　　
　　目前變頻調速技術在注水系統中，主要應用在供水水源井電潛泵、注水站注水泵、配水間增壓泵工藝中。應用變頻調速技術，對注水設備的電機轉速進行調節，達到穩壓、穩流供注水。同時軟起軟停的功能代替了減壓啟動，使電機起停平穩，減少了對電網和機械設備的沖擊，不會造成管網壓力、流量、流速的劇烈變化，不需要閥門截流，因此對防止汽蝕、水擊、喘振極為有利，可以延長管網、泵、閥門的維修周期和使用壽命。