石油礦場(chǎng)機(jī)械電泵采油井液態(tài)軟啟動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用夏幼紅，唐周懷，綦興龍，李國(guó)清，鄒正輝（中石化中原油田分公司，河南濮陽(yáng)457001）奪商要：液態(tài)軟啟動(dòng)技術(shù)具有啟動(dòng)性能好，可調(diào)性高。適用范圍廣等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與保護(hù)，特別是應(yīng)用環(huán)境惡劣。啟動(dòng)困難的場(chǎng)所。電泵采油系統(tǒng)大多在野外深井中運(yùn)行，采用工頻全壓?jiǎn)?dòng)方式，由于地下工況的變化，經(jīng)常因電流過(guò)大而燒毀電機(jī)，對(duì)電泵機(jī)組及電器設(shè)備造成極大的損害，且居修困難，居護(hù)費(fèi)用高。采用液態(tài)軟啟動(dòng)技術(shù)有效地解決了電泵現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的難題，并達(dá)到節(jié)能補(bǔ)償?shù)哪康模藦V泛推廣使用。

  電泵采油；電液變阻；軟啟動(dòng)：TES33. 305：B目前，中原油田電泵采油井絕大多數(shù)是通過(guò)地面控制屏采取全壓?jiǎn)?dòng)，工頻恒速運(yùn)行。由于野外地下環(huán)境惡劣，線路損耗大，使得啟動(dòng)電流為正常工作電流的5~8倍，對(duì)電泵電纜及電機(jī)的沖擊較大；產(chǎn)生較大的瞬時(shí)沖擊扭矩，容易對(duì)機(jī)組和油管造成破壞；設(shè)計(jì)不合理，選擇參數(shù)偏大，造成供液不足欠載停機(jī)而頻繁啟動(dòng)，影響井下機(jī)組的使用壽命；因結(jié)垢、出砂等原因過(guò)載停機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)扭矩較大，造成機(jī)組及電器設(shè)備的損壞；供電線路過(guò)長(zhǎng)，功率因素低，使系統(tǒng)效率降低。

  電泵采油井己成為采油管理的重中之重，但由于中原油田油藏的特殊性和井況的復(fù)雜性，使電泵采油井的工作環(huán)境日趨惡化，如高油氣比、供液不足、出砂、結(jié)垢和電網(wǎng)波動(dòng)等因素造成電泵采油井故障停井的頻率越來(lái)越高，維護(hù)也十分困難，因此，電泵采油井軟啟動(dòng)技術(shù)研究迫在眉睫。

  1液態(tài)軟啟動(dòng)工藝原理電泵采油系統(tǒng)點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)，是一個(gè)多元化多環(huán)節(jié)的組合，主要由地面部分、中間部分、地下部分和潛油電機(jī)、保護(hù)器油氣分離器、多級(jí)離心泵、電纜控制屏和變壓器組成目前，中原油田應(yīng)用于電泵采油系統(tǒng)軟啟動(dòng)及調(diào)速領(lǐng)域的工藝技術(shù)主要采用變頻調(diào)速技術(shù)變頻器采用一交“電壓型，啟動(dòng)時(shí)為3服電機(jī)電阻壓降，適當(dāng)提高V/F比值，以控制啟動(dòng)電流變頻調(diào)速技術(shù)存在的主要缺陷是需要特制的路斌王朝暉等何軍國(guó)等劉繪新等趙國(guó)仙等陳家慶等朱維兵陳書(shū)帛等徐世珍等童廣巖等聶勁松等劉洋等熊?chē)?guó)明等楊永超等變壓器將380V低壓電源升至1. 14kv等級(jí)或采用中壓變頻器，費(fèi)用較高，不利于大面積推廣。

  液態(tài)軟啟動(dòng)技術(shù)是在控制系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)電液變阻器，在啟動(dòng)過(guò)程中，將液態(tài)電阻串入電泵電機(jī)定子中，實(shí)現(xiàn)限流，在啟動(dòng)完成后將它短接。電阻值的可變性是靠改變兩電極板之間的距離實(shí)現(xiàn)的，電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著電阻值的減少平滑升高，借以維持或增加起動(dòng)力矩，達(dá)到延時(shí)軟啟動(dòng)的目的，并為短接時(shí)不產(chǎn)生電流沖擊準(zhǔn)備條件。

  電液的導(dǎo)電率易于通過(guò)電液的濃度來(lái)控制，受外界條件變化的影響較小，啟動(dòng)成功率高，性巨穩(wěn)定。

  電液變阻均勻，啟動(dòng)電流沖擊小，可控制在額定電流的3倍以?xún)?nèi)，對(duì)深井中的潛油泵及電機(jī)具有保護(hù)功能具有溫度檢測(cè)、液位檢測(cè)、欠載、過(guò)載保護(hù)及報(bào)警等功能e）日常維護(hù)工作量少，只需定期注入少量自來(lái)水（以補(bǔ)充揮發(fā)），3~4a清洗一次電極板，對(duì)運(yùn)行環(huán)境（如溫度、濕度、振動(dòng)海拔等）要求不高，操作簡(jiǎn)單，安全可靠，使用壽命長(zhǎng)投入成本低，無(wú)須其他配套設(shè)施，具有和變頻調(diào)速相媲美的啟動(dòng)性能，而費(fèi)用只有相同功率變頻調(diào)速器的30%，宜廣泛推廣使用。

  2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用針對(duì)電泵采油井潛油電機(jī)的特殊性，在調(diào)研液態(tài)軟啟動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們與湖北追日電氣設(shè)備有限公司合作，對(duì)所配套的2臺(tái)電液變阻軟啟動(dòng)裝置進(jìn)行了改良設(shè)計(jì)，其技術(shù)參數(shù)為設(shè)計(jì)功率55kW；耐壓等級(jí)3000V；延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間：0~30s；調(diào)速范圍75%~10；液阻調(diào)節(jié)范圍0~ 1.8；電容補(bǔ)償容量20kvar 2000-06，該裝置在濮城油田三礦80計(jì)量站對(duì)濮6-138井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，實(shí)測(cè)啟動(dòng)電流曲線如經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，該井工作電壓1 068.6V，工作電流為32A，全壓?jiǎn)?dòng)條件下，啟動(dòng)電流為216. 96A，是額定電流的6.78倍，而應(yīng)用液態(tài)軟啟動(dòng)裝置后，啟動(dòng)電流為86. 08A，只有額定電流的2. 69倍。從啟動(dòng)電流特征曲線圖可以看出，常規(guī)全壓?jiǎn)?dòng)存在瞬時(shí)電流沖擊波峰，而液態(tài)軟啟動(dòng)本質(zhì)上屬于降壓?jiǎn)?dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著電液阻值的減少而平滑升高，可以在限制啟動(dòng)電流的同時(shí)，維持或增加啟動(dòng)力矩，不會(huì)產(chǎn)生電流沖擊，真正實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)同時(shí)，該裝置采用了一組3 000V等級(jí)20kvar高壓電容進(jìn)行終端補(bǔ)償，功率因數(shù)由0.683提高到0.780，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。潛油電泵