油田注水泵节能降耗技术研究

油田注水泵节能降耗技术研究
摘要：近年来，我国的油田开采越来越多，油田注水泵的应用也越来越广泛。

本文基于油田注水泵应用现状，分析了当前油田注水泵使用过程中存在的问题，
并提出了一系列节能降耗应用措施，通过科学合理的应用这些节能降耗措施，有
助于显著降低注水泵能耗，为企业创造更多经济效益。

关键词：注水泵；问题；节能降耗；措施
引言
油田注水泵是进行油田注水的重要设备，在石油开采的过程中，不断将油田
污水排出，其具体类型主要根据污水排量或进出口压力分类。

当前用于石油开采
过程中的注水泵多为离心泵，是辅以叶轮旋转产生的离心力进行作业的，离心泵
启动后，会带动准备阶段储存在泵壳和吸管内的水高速旋转运动，水经叶轮外缘、蜗形泵壳流入压力水管，水被甩出后成真空形态的水泵叶轮中心，便会不断涌进
吸水池中的水，叶轮不断运行，水流便会不断进入和流出，最终发挥注水泵输送
水的作用。

1常规工艺流程的优点
通过供水泵可以使污水罐保持一定的液位，注水站有一定量的水量储备，注
水泵由喂水泵供水，供水压力大，供水量充足，注水泵受供水泵的影响较小。

污
水罐储存的水量可以在供水泵停运时起到补充水量的作用，短时间内不会影响到
注水泵的运行。

注水泵的高、低压回流管线连接在污水罐上，在注水泵需要进行
维修时可以打开回流闸门进行泄压，高压水返回到污水罐内可确保安全维修。

喂
水泵作为注水泵的供水设备，提供所有注水泵进口所需压力和水量，能够保证注
水泵吸液充足和排量平稳。

2油田注水泵使用现状及存在问题
油田注水泵的电动机具有较大的功率，导致操作过程中出现较大的能耗问题，而作为开采石油的关键设备，其不具备较高的效率，这也耗能较高的主要原因，
而导致该问题产生的原因主要有：第一，油田注水站的建立时间较长，设备出现
严重的磨损及老化，对其运行产生了严重的阻碍；第二，注水系统不具备完善的
回流调节设备，存在着一定的流失量；第三，注水泵不具备有效的参数，管网的
压力变化对其有着较大的影响，水泵的负荷量及水的排量分别呈现增加和降低的
趋势，导致电量的损耗较为严重。

此外，有关部门未关注注水泵的状态，没有进
行有效的保养，这也是最普遍的问题之一。

3油田注水泵节能降耗技术与应用
3.1泵控泵（PCP）技术
PCP系统是以增加调节泵的形式实现油田注水泵节能降耗的，建立PCP的基
础在于离心泵的串联和变频技术，当其应用于注水泵的满负荷运行中时，可以增
加注水泵的原有注水压头，不断降低注水泵的负荷量。

注水泵与增压调节泵之间
是相辅相成的关系，最终共同完成同一作业过程。

注水泵原有工作过程中，以憋
压的方式控制干压、流量和电机的过高、过大、过载问题，具体操作是控制相关
阀门不完全打开，最终导致处于憋压状态的流量白白浪费，而使用增压调节泵，
可完全避免这一现象，阀门处于完全打开状态，调节泵从中平衡压力和能量，规
避流量浪费的风险。

3.2调节注水泵运行参数
注水泵的关键作用是在油层注入相应的介质，促使油层的压力不断提升，从
而实现去油的目的，以确保石油的顺利开采。

因此，为了满足长时间注水的需求，同时减少电能的损耗，首先应当将注水泵进行有效的调试，使其具有最优的运行
模式及参数，促使注水泵的运行具备安全性及经济性。

因此，在注水的过程中，
工作人员应当充分掌握注水泵的性能及相关参数，可以熟练操作注水泵。

通过对
其运行模式及参数进行调节，促使其运行参数维持较好的区域内，确保注水泵运
行的稳定性，从而使注水泵的能耗得到降低。

3.3风冷式散热器代替水冷式冷却器
考虑到列管式冷却器穿孔不易及时发现以及胀管密封的工艺不可靠，所以使
用风冷散热器代替原水冷式冷却器，具体选择方式如下：在注水泵满负荷的情况下，启用水冷器的情况下，油箱油温是40℃，冷却后的油温25℃；停用水冷冷
却器时，油箱油温约45℃，轴承箱温度在正常范围，低于完工文件报警值。

稀油站的循环油泵的流量是25L/min，润滑油发热功率可视为水冷冷却器的冷却功率
通过厂家提供的风冷散热器性能曲线表，选择OK-EL8S型风冷散热器。

该散热器
由翅片式散热器、冷却风扇、支架等部件构成。

3.4控制注水泵泵管压差
对注水泵的管压差加以控制，能够确保泵口的排量维持有效的范围，其具体
操作有以下三点：第一，减少叶轮。

在注水泵中叶轮与流量呈现正向关，而其直
径的平方与扬程、轴功率呈现正比关系，因此，降低叶轮，可以有效的减少扬程
和轴功率，从而使管压差及能耗极大降低，使运行效率不断提升。

第二，将叶轮
加以减级。

其减级与减少是相互适应的，该措施也可以有效降低管压差，但值得
关注的是，在实施减级的过程中，应当将最后一级的叶轮清除，这样才可以起到
效果，反之就会导致注水泵的工作效率不断降低。

第三，配置变频调速器。

与注
水泵的系统相比，该控制体系具有较简单的操作。

其关键是收集供水管网的信息，并将信息利用变频调速系统进行转换和处理，从而得出与运行相符合的频率；在
供水管网的压力较低时，该仪器可以对压力值进行有效的调整，从而对注水泵的
相关参数进行调整，使管压差得以降低。

同时，若变频器产生问题，其系统也会
迅速做出报警，以要求工作人员及时做出处理。

因此，运用该仪器可以极大提升
注水泵及注水系统的效率，从而实现降低能耗的目的。

3.5变频控制技术
变频控制并不只是压力传感器的简单使用，其设计要以油田的实际情况为基础，生产要求和现场作业情况必须双向考虑，除压力传感器外，还应用到变频器
和调节器技术，工作电压通过输出电压的调节实现稳定性。

传感器的使用是为了
及时有效地传输和反馈注水泵的运行情况，变频器和调节器是接受反馈情况的终端，根据具体运行情况进行自我调节，使注水泵的工作过程更具信息化和智能化，为增加工作的便利化，控制柜多采用远程操作装备。

变频控制技术下实现了注水
泵流程的简化，将储水罐和喂水泵两个环节取消，工艺流程的减少，能够有效避
免水源井的反复启动和停止，使注水泵供水更具自动化，在节约电能的基础上，
降低了工作人员的劳动成本和劳动强度。

除此之外，变频调速技术和控制系统，
能够有效调节流量和水泵电动机转速。

前者从根本上解决了油田注水泵耗能高的
情况，流量的调节，应用变频调速技术改变的电动机转速来实现，使用电设备的
耗损量、电能的使用量、操作人员的劳动强度得到明显降低，不仅提高和完善了
注水泵的工作效率和供水流程，还能有效延长相关设备的使用寿命；后者则能够
大幅提高注水质量，简化作业难度，如图一。

图一
结语
综上所述，开采石油所运用到一个关键设备就是油田注水泵，该设备的运行
效率对石油的开采效率有着直接的影响，但由于受到自身及周围环境的影响，该
设备普遍存在效率低下、耗能较大的问题，若要充分发挥注水泵的作用，同时提
升开采率，应当不断改善技术以降低能耗，例如变频控制、PCP技术等都是其改
善和发展的方向，只有将油田注水泵的节能技术不断改善，才能确保其工作效率，从而不断提升石油开采效率，确保石油行业持续良好发展。

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