论文论粘稠油井开采的技术创新

2020-03-03 15:26:29 来源：范文大全收藏下载本文

中海石油（中国）有限公司天津分公司渤中作业区

论粘稠油井开采的技术创新

作者：冯长城

名称：南堡35-2CEP平台粘稠油井开采中

增加一对一变频器的项目

日期： 2010 年

3 月 1 日

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目

录

一、原因及实施目的 ······················································································3

二、增加变频器方案的实施计划·························································3

三、具体方案实施测试过程以及参数设定····················································4

四、在实际生产中的故障和整改措施的实施·············································· 5

五、经济性········································································································9

六、结论以及意义····························································································9

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南堡35-2CEP平台

粘稠油井开采中增加一对一变频器的项目

渤中作业区南堡35-2CEP平台电气师冯长城

【摘要】为了提高原油产量，减少停井次数，在失电的情况下，快速的恢复生产，更好的保证平台生产的稳定性，对电潜泵一变多控变频器存在的缺陷进行了现场的评估和调研，确定了10口（A

5、A

6、A

7、A

9、A

10、A

12、A

16、A

18、A

29、A30）比较难以开采、并且比较高的油井增加一对一西门子G150变频器。

【关键词】电潜泵变频器中控ESD系统

一、原因及实施目的

南堡35-2CEP平台的电潜泵控制系统是一变多控控制系统，经过一年多的实际生产，当初设计的缺陷逐渐显露出来，因为我们平台是中海石油中海石油（中国）有限公司天津分公司渤中作业区

把原来一边多控系统从这10口井的控制系统中拆除，用西门子G150变频器一对一的控制方式的计划实施思路如下：

 作业前组织采技服负责人和技术人员与平台主管和专业师共同参与的JSA分析。

 确定变频器的选型、增加变频器的可行性。  对变频器的安装和调试进行实际考察和现场的监督。

 安装完成后的各种功能的自动控制的测试和带载运行的实际情况的确定。

三、具体方案实施测试过程以及参数设定

1.作业前的JSA分析：针对增加变频器的方案计划组织采技服的技术人员和平台维修电气人员、安全监督召开作业前的JSA分析会。

2.电气图纸的可行性确认：由于平台原来的一变多控系统是采用的一台变频器控制所有油井的控制方式，要想改造成一对一的变频器控制，需要更改的高压电缆很多，为了实现这一控制方式，制定了一整套的施工方案，对实施图纸进行了专门的研究和讨论。

系统原理图如下（图1）：

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380V供电系统变频器变频器升压变压器升压变压器升压变压器AC110电源升压变压器AC110电源控制柜控制柜控制柜控制柜井口接线盒井口接线盒井口接线盒井口接线盒原来的系统改造后的系统

图1

3.ESD中控控制和停泵、启泵中控显示的改造：中控紧急停泵ESD信号和停泵、启泵中控显示信号的电缆的敷设，以及完成后的各种功能的试验和调试，是否符合平台的改造设计要求的确认。

4.10台变频器分别满足每口油井的要求：根据10口井的具体数值的要求，设定每口井的具体控制参数，以及变频的爬升时间和启动的频率，根据西门子G150变频器的产品特性（低压变频器），以及采技服技术人员的介绍，我们只要把所带电潜泵电机的额定电流和额定功率按一定的计算方式，换算成低压（380V）下的电流和功率即可使用，其它参数都是变频器自身计算的。

四、在实际生产中的故障和整改措施的实施

1.在实际生产过程中，A16井变频器在运行过程中出现电流异常而未能及时停机现象，与西门子技术支持部门进行沟通，最后确认变频器的过

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电流、过电压、欠电压、短路等保护功能是针对于变频器本身的额定电流进行保护，而不是针对负载实际运行的电流，因此，变频器对负载（潜油电机）的过载、欠载保护作用不明显，并且，变频器不具备电流不平衡的保护。也就是西门子G150变频器只是在异常情况下，只保护自身设备，没有保护负载的能力，因此，我们提出改造方案以实现对负载（潜油电机）的有效保护。

为了实现变频器对负载（潜油电机）有效及时的保护功能，必须充分利用控制柜的保护功能。

在控制柜的触摸屏上进行过载、欠载、过压、欠压、电流不平衡等保护设置，由PLC进行检测电机的运行状态，当出现过载、欠载、过压、欠压、电流不平衡等故障时，PLC发出报警并在触摸屏上显示，同时，PLC控制变频器停机，从而达到对潜油电机的保护功能。当前控制柜与变频器之间的接线如下（图2）：

变频器控制柜信号运行信号：中控停机信号

图2 改造后控制柜与变频器之间的接线如下（图

3、图4）：

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变频器控制柜的常闭触点信号运行信号：中控停机信号

图3 变频器上电后，对P849参数进行了修改，设置其为TM31的520.2，这样就实现了变频器保护电机负载的功能。

（图4）

2.还有就是，当变频器安装使用不久，10台变频器相继出现无故障停泵现象，现象是：在触摸屏上所有数据都是“？？？？？”，触摸屏操作面板显示“No connection to drive！”报警，并且变频器不能操作，出现死机现象。就这个问题与采技服技术人员进行了协商和讨论，认为是外部24V直流电源不稳定造成的，所以又对外接的24V继电器进行拆

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除，使用变频器自身的功能，又在外部加装了一台24V直流电源模块（图5），保证了24V电源的稳定。

（图5）可是，在改造后不久，又出现了相同的停泵死机现象，再次与采技服协商，通过他们与西门子厂家的调解和讨论，初步确定为变频器内部软件的问题，软件可能存在着一定的缺陷，根据这个结果，制定了相应的软机升级计划和施工方案。

首先，对停用的3台（A

12、A

16、A29）变频器进行软件升级，更换CF卡（图6）、AOP触摸屏(图7)，观察其升级后的效果，如效果显著的话，再对其它7台变频器进行软机升级，这样可以有效的控制电潜泵的停机的次数，避免问题再次出项对油井的伤害。

（图6）

（图7）

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经过3台变频器升级后将近半年的观察，均未再次出现上次停泵的现象，考虑油井以后的正常生产，以及其它七台变频器的隐性故障，经申请后，作业区批准，通知采技服马上让西门子厂家来平台，对剩余的七台变频器进行了软机升级改造，改造后的10台变频器现在均在正常运行，再也没有出现无故障停泵的现象。

五、经济性

根据计算，这10口井如果使用原来的一变多控系统启动，需要很长的时间，一口井大概需要几个小时或者一天的时间，这样要是在失电的情况下，启动这10口井所需的时间就会更长了。

改造后，每口井可以进行软启动，在很短的时间内完全可以把这10口井启动起来，并且可以每口井在小的频率下运行，对保护地层起到不可低估的作用。

六、结论及意义

经过上述的试验、测试与改造，现在10台变频器已经基本在正常使用，已经实现了原计划的要求，能够满足粘稠油井的软启动的正常生产，并且也实现了中控的ESD关断信号的停泵，中控停泵和启泵的直接显示的监控，当电机出现过载、过压、欠载、欠压、电流不平衡时，能及时关断油井，并显示故障停泵，保证了油井的安全生产和电潜泵的安全使用。并且有效地提高了启井地效率，减少了在失电地情况下启井所用的时间，保护了电潜泵工频启动对泵本身地伤害，保护

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了地层地结构，使地下地藏更具开发性，这一方案的成功实施，为我们中海油以后的粘稠油田的开发，积累了宝贵的经验。

作者简介：冯长城，1969年6月生，男，助理工程师，2002年毕业于辽宁广播电视大学计算机财务会计，目前在NB35-2CEP油田工作。

2010年3月1日